北京鸭和枫叶鸭胫骨发育及矿物质含量分析

韩苗苗，卞晓毅，苗志强，董元洋，袁建敏*，李建慧*

（1.山西农业大学动物科学学院，山西太谷 030801；2.中国农业大学动物科学技术学院，动物营养国家重点实验室，北京 100193）

我国是世界上养鸭最多的国家，是北京鸭的原产地。北京鸭是肉鸭产业标准品种，适应性强，繁殖性能优，肉质细嫩。北京鸭输出到国外后又相继培育出樱桃谷、枫叶鸭等瘦肉型鸭。其中，枫叶鸭是快大型品系，具有饲料转化效率高、瘦肉率高及产肉性能良好等优点。近年来，北京鸭在选育过程中，注重对生长速度、耗料增重比及胸肉产量等胴体性状的选育，忽视了对机体骨骼性状的考虑，造成腿病发生率越来越高。已有研究发现，通过基因选育的快大型肉禽骨矿沉积在骨膜表面，导致骨骼矿化程度降低，成骨细胞未能充分填入骨内管道中，导致皮质骨骨质多孔，降低了骨骼质量。此外，高度选育的北京鸭瘦肉品系长骨的生长速度加快，但是骨干中灰分含量降低，表明高度选育的北京鸭品系存在骨骼发育迟缓的问题。随着北京鸭的不断选育，体重增加和骨骼生长之间的失衡导致了肉鸭易出现腿骨畸形和软骨发育不良等腿部疾病，制约了肉鸭的高效养殖，造成肉鸭产业巨大的经济损失。因此，本实验通过比较不同耗料增重比的北京鸭和枫叶鸭的胫骨特性、矿物质含量及血清钙磷含量的差异，探讨不同品种的北京鸭对骨骼发育和矿物质沉积的影响，为进一步通过营养调控促进骨骼发育提供理论基础，有效地预防肉鸭骨骼疾病，提高肉鸭福利及健康养殖，有效确保动物产品品质。

1 材料与方法

1.1 实验设计与日粮 实验选用健康、体重均匀的1 日龄北京鸭（北京金星鸭业选育）和枫叶鸭（美国枫叶公司选育）各140 只。1～3 周龄进行混合饲喂，4～6 周龄进行个体饲喂。试验期间饲喂相同饲粮（饲粮购自北京大发正大有限公司昌平分公司），饲粮的营养水平如表1 所示。试验在6 周龄结束时，测定体重和耗料量，计算4～6 周龄的耗料增重比。按照不同肉鸭品种的耗料增重比结果进行排序，选择耗料增重比低、中、高各10 只，共30 只北京鸭和30 只枫叶鸭进行称重屠宰。

表1 饲粮的营养水平（风干基础） %

1.2 饲养管理 试验鸭采用网床饲养模式，使用乳头饮水器自由饮水，人工喂料，保持试验鸭自由采食，饲粮类型为粉料；全天进行光照，保持舍内良好通风。试验期6 周，日常管理与卫生防疫按常规流程进行操作，定时清理和消毒，保持良好的卫生条件。试验全期，准确记录鸭只死淘和发病情况。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 样品采集 分别于2、3、4、5 周龄选取接近平均体重的北京鸭和枫叶鸭各8 只，在6 周龄末，按照4～6周龄不同品种的耗料增重比结果排序之后，选择耗料增重比低、中、高各10 只进行称重屠宰，北京鸭低、中、高耗料增重比分别为（2.32±0.08）、（2.60±0.02）、（3.06±0.16），枫叶鸭低、中、高耗料增重比分别为（1.75±0.06）、（1.93±0.02）、（2.33±0.11）。肉鸭采用颈静脉放血，采集非抗凝血，3 000 r/min 离心10 min制备血清，于-30℃保存备用，用于测定血清钙和磷含量。此外，分离鸭左侧胫骨，剔除附着组织，置于保鲜袋中保存，用于测定胫骨强度、相对强度、骨密度及矿物元素含量。

1.3.2 胫骨性状的测定 采用WDL-1 型电子万能试验机，加载速度10 mm/min，跨距30 mm，利用3 点弯曲方法在胫骨干骺端进行剪切试验，测定胫骨强度。胫骨相对强度为胫骨强度与体重之比。采用双能X-射线测定仪Lunar Prodigy（美国通用电气公司）进行部分扫描测定胫骨密度。将胫骨用乙醇浸泡6 h，随后乙醚抽提4 次至抽提液无色时脱脂完毕。105℃烘干6 h 至恒重，制得脱脂干骨样，称重并记录。脱脂胫骨干物质相对重量为脱脂胫骨干物质重量/体重×100%。

1.3.3 胫骨矿物元素含量测定 将脱脂骨样称重记录后，炭化2 h 至无烟状态，550±50℃马福炉中灼烧38 h，冷却干燥后制得胫骨灰分，称重并记录。用稀盐酸小心煮沸后，转移过滤至容量瓶，2 周龄滤液转移至50 mL 容量瓶，4～6 周龄滤液转移至100 mL 容量瓶，制得胫骨分解液。采用EDTA 络合滴定法来测定胫骨中钙含量。采用钼黄比色法测定胫骨中磷含量。采用原子吸收光谱仪（SENSAA IM-A7210）测定胫骨中锌、铜及锰含量。以上矿物元素均以灰分重为基础进行计算。

1.3.4 血清钙和磷含量的测定 采用甲基百里香酚蓝比色法，按照试剂盒（南京建成生物工程研究所）说明测定血清钙含量。采用磷钼酸法，按照试剂盒（南京建成生物工程研究所）的说明测定血清磷含量。

1.4 统计分析 试验数据采用SAS 9.1 进行统计分析。2、3、4、5 周龄不同品种北京鸭和枫叶鸭之间的差异采用独立样本t 检验。6 周龄不同品种北京鸭和不同耗料增重比的差异采用双因素方差分析，对差异显著的指标进行Tukеy 法多重比较。以<0.05 表示为差异显著，<0.01 表示差异极显著。所有结果以平均数± 标准差来表示。

2 结果与分析

2.1 北京鸭和枫叶鸭的胫骨强度、胫骨相对强度及骨密度 由表2 可知，2～5 周龄北京鸭和枫叶鸭胫骨强度、胫骨相对强度及脱脂胫骨干物质相对重量均无显著差异。2 周龄和5 周龄北京鸭的胫骨骨密度低于枫叶鸭（<0.01），在其余周龄的骨密度差异不显著。

表2 北京鸭与枫叶鸭的胫骨强度、骨相对强度、骨密度

2.2 北京鸭和枫叶鸭的胫骨骨矿含量 由表3 可知，2周龄和5 周龄北京鸭和枫叶鸭的胫骨灰分率无显著差异，3 周龄北京鸭灰分率低于枫叶鸭（<0.05），而4周龄北京鸭灰分率高于枫叶鸭（<0.05）。5 周龄北京鸭灰分钙含量高于枫叶鸭（<0.01），其他周龄无差异。北京鸭和枫叶鸭不同周龄的灰分磷和灰分锌含量之间无差异。5 周龄北京鸭胫骨灰分铜含量高于枫叶鸭（<0.01），其他周龄无显著差异。4 周龄北京鸭胫骨灰分锰含量高于枫叶鸭（<0.05），其他周龄无差异。

表3 北京鸭与枫叶鸭胫骨骨矿含量比较

2.3 北京鸭和枫叶鸭的血清钙和磷含量 由表4 可知，3 周龄北京鸭血清钙含量高于枫叶鸭（<0.01），3 和4 周龄北京鸭血清磷含量高于枫叶鸭（<0.05），而2和5 周龄的血清钙和磷含量无差异。

表4 北京鸭与枫叶鸭血钙、血磷含量 mmol/L

2.4 不同耗料增重比的北京鸭和枫叶鸭胫骨强度、胫骨相对强度及骨密度 由表5 可知，肉鸭不同耗料增重比对6 周龄鸭胫骨强度、胫骨相对强度及骨密度均无显著影响，北京鸭6 周龄胫骨强度和胫骨相对强度高于枫叶鸭（<0.01）。低耗料增重比组的胫骨脱脂干物质相对重量低于高耗料增重比组（<0.05）。不同肉鸭品种与耗料增重比对胫骨强度、胫骨相对强度、脱脂胫骨干物质相对重量及骨密度不存在互作效应（>0.05）。

表5 不同耗料增重比的北京鸭和枫叶鸭6 周龄胫骨强度、胫骨相对强度及骨密度

2.5 不同耗料增重比的北京鸭和枫叶鸭骨矿含量及血清钙磷含量 由表6 可知，不同肉鸭品种和耗料增重比对6 周龄胫骨灰分率、灰分钙、灰分磷以及血清磷含量均无显著影响，且不同肉鸭品种和耗料增重比之间不存在互作效应（>0.05）。不同耗料增重比对6 周龄血清钙影响显著，高耗料增重比组高于中、低耗料增重比组（<0.01）。不同肉鸭品种和耗料增重比对6 周龄鸭血清钙无互作效应（>0.05）。

表6 不同耗料增重比的北京鸭和枫叶鸭6 周龄骨矿含量及血清钙磷含量

3 讨 论

本课题组前期研究已经表明，北京鸭6 周龄体重显著低于枫叶鸭，而总采食量和耗料增重比显著高于枫叶鸭。不同肉鸭品种和耗料增重比3 和6 周龄体重、总采食量及耗料增重无显著互作效应。依据主效应分析结果可知，肉鸭低、中及高耗料增重比差异显著，表明以不同耗料增重比作为鸭群分组的依据是合理有效的。

骨骼的生长发育是动物生长的重要部分，骨骼生长决定了动物的体尺大小。家禽骨骼的主要成分包括10%水、20%有机物以及70%无机盐。其中无机盐主要是钙盐，与蛋白质组成网状结构，形成管状，管状内含丰富的营养物质。骨钙决定骨骼硬度，蛋白质等有机物决定骨骼的韧性和弹性。评价骨质量的重要指标包括胫骨强度和胫骨密度，胫骨强度和密度增加可以促进骨骼对重力的抵抗和机械的负荷。研究表明，快速生长的肉鸡皮质骨骨质多孔，骨骼质量下降。由于快长型肉鸡体重增长较快，单位骨骼强度所承受的体重高于慢长型肉鸡，超出了骨骼所能承载的范围，导致其体重增长与骨骼发育失衡，易诱发腿病。北京鸭2、5 周龄的胫骨密度低于枫叶鸭，可能由于前期枫叶鸭腿骨结构发育不完善，导致北京鸭和枫叶鸭前期胫骨密度不同，而随着体重的增加和营养物质的沉积，后期胫骨逐渐发育完善。本实验将6 周龄肉鸭按照高、中、低耗料增重比进行分组，分别选择3～6 周龄耗料增重比10、中10 及末10 的北京鸭和枫叶鸭进行采样分析，耗料增重比对肉鸭胫骨强度、胫骨相对强度及胫骨密度均无影响，表明肉鸭胫骨强度不受耗料增重比影响。而北京鸭胫骨强度和胫骨相对强度均高于枫叶鸭，表明高度选育的北京鸭品系即枫叶鸭的骨骼发育迟缓，枫叶鸭通过缩短胫骨长度来提高机体对体重的支撑，枫叶鸭胫骨骨骼性状较差。Li 等对瘦肉型北京鸭进行全基因组关联分析表明，可将耗料增重比和胫骨强度关联，为瘦肉型北京鸭的选育提供候选基因。而本研究中胫骨强度不受耗料增重比的影响，关于耗料增重比对胫骨强度的影响需要进一步的研究。

矿物质在骨细胞内外沉积，使骨骼达到一定的硬度和刚度，完成骨骼钙化。骨重量和骨骼灰分随着骨骼的钙化而增加。矿物质在骨组织中不断积累，灰分含量会增加。钙和磷是羟基磷灰石的主要组成成分，羟基磷灰石作为骨矿基质的主要形式，沉积在成骨细胞内外，促进钙的沉积来启动骨骼矿化过程，对胫骨强度和胫骨硬度起决定性作用。骨钙缺乏会造成胫骨发育不良和骨骼周转代谢障碍。本实验结果表明3 周龄北京鸭灰分率低于枫叶鸭，4 周龄北京鸭灰分率高于枫叶鸭，5 周龄没有差异，可能由于3 周龄时北京鸭胫骨生长发育慢，灰分沉积少，而4 周龄以后北京鸭的生长逐渐加快，骨骼矿化程度也逐渐加快。在后期6 周龄时，虽然总灰分含量没有差异，即胫骨中矿物质总量没有差异，但枫叶鸭的增重快于北京鸭，导致腿骨负重过大，腿骨的发育与体重的增加出现失衡，使得骨骼质量下降，骨骼发育迟缓，导致骨密度及骨强度下降。此外，不同品种和不同耗料增重比对6 周龄肉鸭胫骨灰分率、灰分钙以及灰分磷无显著影响，且不存在互作效应。本实验结果表明，在生长后期，北京鸭灰分钙、锌、铜及锰含量高于枫叶鸭，表明北京鸭胫骨的矿化程度较高，提高了骨骼质量。

骨钙中1%的钙是不稳定的，这些钙可与细胞外液进行自由交换，为可溶性钙。可溶性钙、软组织钙及细胞外液钙总称为不稳定钙。骨骼中不稳定钙不断进入血液循环和细胞外液，钙被肠道吸收之后又通过血液循环沉积在骨骼中，不断循环，进行骨骼的吸收和重建过程。张长海等通过Gompеrt 模型分析肉鸭的生长拐点为3.32 周龄，肉鸭在生长拐点阶段骨骼对钙的需求量最大，从而使血钙和血磷含量降低，这与本实验中北京鸭和枫叶鸭血钙和血磷含量在3 周龄时最低的结果一致。而3 周龄北京鸭血钙和血磷含量均高于枫叶鸭，可能是枫叶鸭在生长发育前期胫骨生长发育迅速，通过加快吸收利用血清中的钙和磷来促进骨骼的形成和钙化，从而导致血钙和血磷含量低于北京鸭。不同品种对6 周龄鸭血清钙和磷含量无影响，而高耗料增重比组血清钙含量显著高于低和中耗料增重比组，表明机体不同的生长速度会影响血清钙的代谢。此外，血钙降低会引起甲状旁腺素分泌增加，引起骨动员，对骨骼完整性产生影响。因此，北京鸭在维持血钙血磷稳定性方面好于枫叶鸭。

4 结 论

本实验结果表明，在生长发育后期，北京鸭胫骨强度和骨矿化程度高于枫叶鸭，且能较好地维持血钙和血磷的稳定性。耗料增重比对胫骨特性无影响，但高耗料增重比有利于机体血钙的维持。