2. 中国科学院亚热带农业生态研究所 动物营养生理与代谢过程湖南省重点实验室, 长沙 410125
2. Hunan Provincial Key Laboratory of Animal Nutrition Physiology and Metabolic Processes, Institute of Subtropical Agroecology, Chinese Academy of Sciences, Changsha 410125, China
机体内氧化-还原水平失衡是众多疾病的病理生理基础[1],家禽生产中的大部分问题均与氧化应激有关。随着产蛋日龄的增加,产蛋后期蛋鸡机体内发生代谢紊乱和氧化应激[2],对其生产性能、机体健康和产品质量等均会产生不利影响[3]。因此,通过营养手段增强机体的抗氧化性能,对保障蛋鸡正常生产具有重要意义。中药的优点包括无有害残留、毒副作用小和不易产生耐药性等,可促进动物新陈代谢、增强机体抗氧化能力,是一类绿色饲料添加剂[4]。现有研究显示,饲粮添加蒲公英可增加蛋鸡血清谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性以及总抗氧化能力(T-AOC),降低丙二醛(MDA)含量[5];添加女贞子提取物可显著降低肉鸡肝MDA含量,提高肝SOD活性[6];添加丹参可增加肉鸡血清T-AOC,降低MDA含量[7]。笔者以“凉血利尿、祛瘀调经”为组方原则,选用一定比例的益母草、女贞子、蒲公英和丹参等中药材组方后进行超微粉碎,发现饲粮添加0.5%丹参+0.25%女贞子+0.25%蒲公英的超微粉后,试验1~30 d蛋鸡产蛋率显著增加7.56%、料蛋比显著降低4.98%,31~60 d产蛋率显著增加4.00%,61~90 d平均日采食量显著增加6.37%,1~120 d产蛋率显著增加5.31%;饲粮添加0.3%益母草+0.2%丹参+0.25%女贞子+0.25%蒲公英后,试验1~30和61~90 d蛋鸡平均日采食量分别显著增加3.91%和6.56%,试验1~120 d产蛋率显著增加5.22%[8]。这些复方中药超微粉是否能够通过改善产蛋后期蛋鸡机体抗氧化性能来发挥上述效果尚不清楚。因此,本文研究了复方中药超微粉对产蛋后期蛋鸡机体抗氧化性能的影响,并从抗氧化信号通路方面探讨其作用机理,为其作为饲料添加剂用于蛋鸡生产提供依据。
1 材料与方法 1.1 试验动物、分组及饲养管理试验选用216只307日龄的健康新杨黑羽蛋鸡随机分为3组,每组8个重复,每个重复9只。试验开始前各组产蛋率和体重均无显著差异。对照组饲喂基础饲粮,试验组分别在基础饲粮中添加复方1(0.5%丹参+0.25%女贞子+0.25%蒲公英)、复方2(0.3%益母草+0.2%丹参+0.25%女贞子+0.25%蒲公英)的超微粉。试验所用中药购自阜阳药材加工厂。中药复方制剂超微粉碎后过300目筛,其主要成分为多糖、多酚、黄酮、氨基酸、脂肪酸、微量元素和色素等物质[6, 9]。基础饲粮参照NRC(1994)蛋鸡营养需要配制,其组成及营养水平见表 1。预试期7 d,正试期120 d。试验期间每天光照16 h,自由饮水,每天喂食2次(09:00、15:00)。
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表 1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diets (air-dry basis) |
分别于试验第60和120天,每组随机选取8只体重相近且健康状态良好的蛋鸡,禁饲12 h(不禁饮水)后称重,翅静脉采血5 mL,肝素抗凝,3 500 r ·min-1离心10 min分离血浆样品-20 ℃保存,用于氧化-抗氧化指标测定;颈动脉放血处死,采集肝组织样品,液氮速冻后-80 ℃保存,用于氧化-抗氧化指标测定及相关基因表达量的分析。
1.3 血浆与肝氧化-抗氧化指标测定称取肝组织0.100 0 g,加入9倍冰冷的PBS溶液,置于EP管中研磨,2 500 r ·min-1离心10 min,取上清液。取血浆和肝组织匀浆上清液,采用ELISA试剂盒(上海沪宇生物科技有限公司)测定GSH-Px、CAT和SOD活性,采用生化试剂盒(南京建成生物工程研究所)测定MDA含量和T-AOC,按照试剂盒说明书在酶标仪(Infinite M200 PRO)上测定。
1.4 肝组织相关基因表达水平检测取肝组织液氮研磨,TRIzol法提取总RNA,用Nanodrop 2000微量紫外分光光度计测定总RNA浓度,用Evo M-MLV反转录试剂盒(艾科瑞生物工程有限公司)将总RNA反转录为cDNA,以β-actin基因为内参,用PCR仪(LightCycler ® 480II,Roche)检测抗氧化相关基因的mRNA表达水平。20 μL反应体系包括:2×SYBR Green Pro Taq HS Premix 10 μL,上、下游引物各0.4 μL (10 μmol ·L-1),cDNA 0.8 μL,ddH2O 8.4 μL。PCR反应条件为:95 ℃预变性30 s;95 ℃变性5 s,60 ℃退火/延伸30 s,40个循环。所用引物由生工生物工程(上海)股份有限公司合成,引物序列见表 2。用2-△△Ct法计算mRNA的相对表达量。
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表 2 实时荧光定量PCR所用引物序列 Table 2 Primer sequences used for real-time fluorescence quantitative PCR |
试验数据经Excel 2016整理后采用SPSS 26.0软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA),并采用Duncan氏法进行多重比较。结果以“平均值±标准差”表示。P<0.05为差异显著,0.05≤P<0.10为有变化趋势。
2 结果 2.1 复方中药超微粉对蛋鸡血浆氧化-抗氧化指标的影响由表 3可知,试验第60天,复方1组和2组血浆SOD活性和MDA含量显著低于对照组(P<0.05);试验第120天,复方2组血浆CAT活性和MDA含量显著高于对照组(P<0.05),复方1组血浆CAT活性和MDA含量显著低于复方2组(P<0.05)。
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表 3 复方中药超微粉对蛋鸡血浆氧化-抗氧化指标的影响 Table 3 Effects of compound Chinese herb ultrafine powder on plasma oxidant-antioxidant indexes of laying hens |
由表 4可知,试验第60天,与对照组相比,复方1组和2组肝组织GSH-Px、SOD和CAT活性以及T-AOC显著增加(P<0.05),复方1组肝组织MDA含量显著降低(P<0.05);与复方1组相比,复方2组肝组织GSH-Px活性和T-AOC显著增加、SOD和CAT活性显著降低(P<0.05)。试验第120天,与对照组相比,复方1组和2组肝组织GSH-Px、SOD和CAT活性显著增加(P<0.05),复方1组MDA含量显著降低(P<0.05);与复方1组相比,复方2组肝组织GSH-Px活性显著增加、CAT活性显著降低(P<0.05)。
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表 4 复方中药超微粉对蛋鸡肝组织氧化-抗氧化指标的影响 Table 4 Effects of compound Chinese herb ultrafine powder on liver oxidant-antioxidant indexes of laying hens |
由图 1可知,试验第60天,与对照组相比,复方1组蛋鸡肝组织NQO1和GST的mRNA表达量显著上调(P<0.05),复方2组肝组织GSH-Px2、GSH-Px3、GSH-Px4、SOD2、SOD3、TXNRD1、TXNRD3、NQO1和HO-1的mRNA表达量显著上调、SOD1的mRNA表达量显著下调(P<0.05);与复方1组相比,复方2组肝组织GSH-Px2、GSH-Px3、GSH-Px4、SOD2、SOD3、TXNRD1、TXNRD3、NQO1和HO-1的mRNA表达量显著上调,CAT和GST的mRNA表达量显著下调(P<0.05)。试验第120天,与对照组相比,复方2组肝组织Nrf2和GSH-Px2的mRNA表达量显著上调、GSH-Px1的mRNA表达量显著下调(P<0.05);与复方1组相比,复方2组肝组织Nrf2、GSH-Px2、TXNRD1和TXNRD3的mRNA表达量显著上调(P<0.05)。
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A. 试验第60天肝抗氧化相关基因mRNA表达量;B.试验第60天肝抗氧化相关信号通路基因mRNA表达量;C.试验第120天肝抗氧化相关基因mRNA表达量;D.试验第120天肝抗氧化相关信号通路基因mRNA表达量。柱上不同字母表示差异显著(P<0.05) A. mRNA expression of liver antioxidant-related gene on day 60; B. mRNA expression of liver antioxidant related signaling pathway gene on day 60; C. mRNA expression of liver antioxidant related genes on day 120; D. mRNA expression of liver antioxidant related signaling pathway genes on day 120. Bars with different letters mean significant difference (P < 0.05) 图 1 复方中药超微粉对蛋鸡肝组织抗氧化相关基因mRNA表达量的影响 Fig. 1 Effect of compound Chinese herb ultrafine powder on the liver mRNA expression of antioxidant related genes in laying hens |
MDA是氧化应激的标志物,其含量反映了机体氧化损伤的程度;GSH-Px、SOD和CAT等抗氧化酶是机体抗氧化损伤的第一道防线,它们可共同反映机体抗氧化的潜力[10]。本试验中,饲粮添加中药复方2后血浆CAT活性显著增加,添加中药复方1和2后血浆MDA含量呈先降低后升高趋势,说明试验前期机体抗氧化性能增强,试验后期蛋鸡自由基产生较多,可能与试验后期蛋鸡体内抗氧化酶类活性下降、自由基累积引起脂质过氧化[11]、损伤细胞功能[12]有关。有报道表明,饲粮添加蒲公英[5]和益母草[13]可增加蛋鸡血浆GSH-Px、CAT、SOD和T-AOC水平,降低MDA含量。这与本试验结果不尽一致,可能与中草药的配伍和添加剂量有关,具体原因还需要进一步研究。
肝组织的抗氧化指标是反映蛋鸡机体健康状况的重要指标[14-15]。本试验中,饲粮添加中药复方1和2后肝组织GSH-Px、SOD、CAT活性和T-AOC均有所增加、MDA含量有所降低,说明肝组织清除自由基的能力增强,可能是因为益母草[16]、女贞子[17]、蒲公英[18]和丹参[19]等中药中含有的多糖、黄酮类物质可有效提高动物机体的抗氧化水平。张金汉等[20]报道,饲粮添加女贞子等中药可显著提高产蛋后期蛋鸡肝组织T-AOC、SOD、GSH-Px和CAT活性,降低MDA含量;洪玲玲等[6]研究表明,饲粮添加女贞子可增加肉鸡肝组织SOD活性、降低肝组织MDA含量,这与本研究结果一致。
Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白-1(Keap1)/核因子E2相关因子2(Nrf2)/抗氧化反应元件(ARE)信号通路可抵抗机体的氧化应激反应,正向调控下游相关抗氧化蛋白酶的合成,被认为是机体内最重要的内源性抗氧化信号通路[21];GPXs和TXNRD是动物体内两种重要的抗氧化系统[22],GST、HO-1和NQO 1均是必不可少的解毒酶,在清除体内ROS等有害物质中发挥重要作用[23]。本试验中,饲粮添加中药复方1第60天肝NQO1的mRNA表达量显著上调,添加中药复方2第60天肝GSH-Px2、GSH-Px3、GSH-Px4、SOD2、SOD3、TXNRD1、TXNRD3、NQO1和HO-1的mRNA表达量显著上调,与肝组织GSH-Px活性的增加趋势一致;添加中药复方2第120天蛋鸡肝组织Nrf2和GSH-Px2的mRNA表达量显著上调,与肝组织中T-AOC、GSH-Px和CAT等抗氧化酶活性的增加趋势一致,提示机体的抗氧化性能增强。这可能是因为益母草[16]、女贞子[17]、蒲公英[18]和丹参[19]等中药中的黄酮类物质能够激活Keap1/-Nrf2/ARE、Nrf2/HO-1信号通路[24],增强动物机体的抗氧化能力[25]。
4 结论综上所述,在本试验条件下,饲粮添加由益母草、丹参、女贞子和蒲公英组成的复方中药超微粉可通过增加血浆和肝组织抗氧化酶活性、激活肝组织相关抗氧化信号通路增强蛋鸡的抗氧化能力,且两个复方对机体抗氧化能力的调控作用具有靶标特异性。
[1] |
SURAI P F, KOCHISH I I, FISININ V I, et al. Antioxidant defence systems and oxidative stress in poultry biology: an update[J]. Antioxidants (Basel), 2019, 8(7): 235. DOI:10.3390/antiox8070235 |
[2] |
KUMAR M, RATWAN P, DAHIYA S P, et al. Climate change and heat stress: impact on production, reproduction and growth performance of poultry and its mitigation using genetic strategies[J]. J Therm Biol, 2021, 97: 102867. DOI:10.1016/j.jtherbio.2021.102867 |
[3] |
MACELLINE S P, TOGHYANI M, CHRYSTAL P V, et al. Amino acid requirements for laying hens: a comprehensive review[J]. Poult Sci, 2021, 100(5): 101036. DOI:10.1016/j.psj.2021.101036 |
[4] |
XIAO Y Q, SHAO D, SHENG Z W, et al. A mixture of daidzein and Chinese herbs increases egg production and eggshell strength as well as blood plasma Ca, P, antioxidative enzymes, and luteinizing hormone levels in post-peak, brown laying hens[J]. Poult Sci, 2019, 98(8): 3298-3303. DOI:10.3382/ps/pez178 |
[5] |
李赵嘉, 孟然, 冯薇, 等. 饲料中添加蒲公英对蛋鸡生产性能、蛋营养品质、血清抗氧化能力及肝脏的影响[J]. 饲料研究, 2022, 45(3): 48-52. LI Z J, MENG R, FENG W, et al. Effect of dandelion on growth performance, egg nutritional quality, serum antioxidant capacity and liver of laying hens[J]. Feed Research, 2022, 45(3): 48-52. (in Chinese) |
[6] |
洪玲玲, 印遇龙, 肖定福. 女贞子的生物学功能及其在畜禽生产中的应用[J]. 动物营养学报, 2020, 32(8): 3489-3495. HONG L L, YIN Y L, XIAO D F. Fructus ligustri lucidi biological functions and application in livestock and poultry production[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2020, 32(8): 3489-3495. DOI:10.3969/j.issn.1006-267x.2020.08.006 (in Chinese) |
[7] |
李伟娟, 毛艳. 不同水平的丹参提取物对白羽肉鸡生产性能、免疫指标及抗氧化能力的影响[J]. 饲料研究, 2021, 44(12): 55-58. LI W J, MAO Y. Effect of different levels of Salvia miltiorrhiza extract on growth performance, immune function and antioxidant capacity of white feathered broilers[J]. Feed Research, 2021, 44(12): 55-58. (in Chinese) |
[8] |
韩坤良, 林文超, 蒙成文, 等. 复方中药超微粉对蛋鸡产蛋性能、生殖激素及相关基因表达的影响[J]. 华南农业大学学报, 2023, 44(3): 374-381. HAN K L, LIN W C, MENG C W, et al. Effects of compound Chinese medicine ultrafine powder on egg production, reproductive hormones, and related gene expression in laying hens[J]. Journal of South China Agricultural University, 2023, 44(3): 374-381. (in Chinese) |
[9] |
LI Y N, CHEN Y L, SUN-WATERHOUSE D. The potential of dandelion in the fight against gastrointestinal diseases: a review[J]. J Ethnopharmacol, 2022, 293: 115272. DOI:10.1016/j.jep.2022.115272 |
[10] |
HU T T, CHEN R, QIAN Y, et al. Antioxidant effect of Lactobacillus fermentum HFY02-fermented soy milk on D-galactose-induced aging mouse model[J]. Food Sci Hum Well, 2022, 11(5): 1362-1372. DOI:10.1016/j.fshw.2022.04.036 |
[11] |
HU L F, YANG Y G, JIANG L W, et al. The catalase gene family in cucumber: Genome-wide identification and organization[J]. Genet Mol Biol, 2016, 39(3): 408-415. DOI:10.1590/1678-4685-GMB-2015-0192 |
[12] |
刘青翠, 彭翔, 张俊平, 等. 杜仲叶提取物对产蛋后期蛋鸡生产性能、蛋品质、蛋黄胆固醇含量及血清抗氧化指标的影响[J]. 动物营养学报, 2018, 30(1): 284-292. LIU Q C, PENG X, ZHANG J P, et al. Effects of Eucommia leaves extract on performance, egg quality, yolk cholesterol content and serum antioxidant indexes of laying hens during late period of laying[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2018, 30(1): 284-292. (in Chinese) |
[13] |
闫先峰, 于家利, 刘传凯. 不同水平中草药添加剂对蛋鸡生产性能、血清生化及抗氧化性能的影响[J]. 中国饲料, 2021(19): 39-42. YAN X F, YU J L, LIU C K. Effects of different levels of Chinese herbal medicine additives on performance, serum biochemistry and antioxidant capacity of laying hens[J]. China Feed, 2021(19): 39-42. (in Chinese) |
[14] |
LIN C W, HUANG T W, PENG Y J, et al. A novel chicken model of fatty liver disease induced by high cholesterol and low choline diets[J]. Poult Sci, 2021, 100(3): 100869. |
[15] |
鲁鑫涛, 邱家凌, 祝家明, 等. 天然和合成腐植酸对热应激蛋鸡生产性能、血清促性腺激素浓度、肝脏抗氧化能力和肠道形态结构的影响[J]. 动物营养学报, 2020, 32(1): 180-188. LU X T, QIU J L, ZHU J M, et al. Effects of natural and synthetic humic acids on performance, serum gonadotropin concentrations, liver antioxidant capacity and intestinal morphological structure of laying hens under heat stress[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2020, 32(1): 180-188. (in Chinese) |
[16] |
ZHU Y Z, WU W J, ZHU Q, et al. Discovery of Leonuri and therapeutical applications: from bench to bedside[J]. Pharmacol Ther, 2018, 188: 26-35. |
[17] |
张耀文, 马文峰, 张志丹, 等. 女贞子粉对蛋鸡产蛋后期生产性能、蛋品质及肠道组织形态的影响[J]. 家畜生态学报, 2019, 40(7): 38-43, 74. ZHANG Y W, MA W F, ZHANG Z D, et al. Effects of Ligustrum lucidum on laying performance, egg quality and intestinal morphology of hens during the late laying period[J]. Journal of Domestic Animal Ecology, 2019, 40(7): 38-43, 74. (in Chinese) |
[18] |
DU J H, XU M Y, WANG Y, et al. Evaluation of Taraxacum mongolicum flavonoids in diets for Channa argus based on growth performance, immune responses, apoptosis and antioxidant defense system under lipopolysaccharide stress[J]. Fish & Shellfish Immunol, 2022, 131: 1224-1233. |
[19] |
陈天朝, 耿梦丽, 马彦江, 等. 丹参不同炮制品饮片与标准汤剂的物性参数及化学成分相关性[J]. 中成药, 2021, 43(3): 824-829. CHEN T C, GENG M L, MA Y J, et al. Correlation between the physical parameters and chemical composition of different pieces of Danshen and standard decoctions[J]. Chinese Traditional Patent Medicine, 2021, 43(3): 824-829. (in Chinese) |
[20] |
张金汉, 何万领, 徐廷生, 等. 补益肝肾中药添加剂对蛋鸡生产性能、抗氧化指标及生殖激素分泌的影响[J]. 中国畜牧兽医, 2018, 54(11): 115-119. ZHANG J H, HE W L, XU Y S, et al. Effects of liver and kidney Chinese medicine additives on production performance, antioxidant indexes and reproductive hormone secretion of laying hens[J]. China Animal Husbandry & Veterinary Medicine, 2018, 54(11): 115-119. (in Chinese) |
[21] |
胡流芳, 王迎, 任汝静, 等. Keap1-Nrf2/ARE信号通路的抗氧化应激作用及其调控机制[J]. 国际药学研究杂志, 2016, 43(1): 146-152, 166. HU L F, WANG Y, REN R J, et al. Anti-oxidative stress actions and regulation mechanisms of Keap1-Nrf2/ARE signal pathway[J]. Journal of International Pharmaceutical Research, 2016, 43(1): 146-152, 166. (in Chinese) |
[22] |
CHU J H, YAN Y X, GAO P C, et al. Response of selenoproteins gene expression profile to mercuric chloride exposure in chicken kidney[J]. Res Vet Sci, 2020, 133: 4-11. |
[23] |
HOU L L, WANG D X, YIN K, et al. Polystyrene microplastics induce apoptosis in chicken testis via crosstalk between NF-κB and Nrf2 pathways[J]. Comp Biochem Physiol C: Toxicol Pharmacol, 2022, 262: 109444. |
[24] |
罗影, 左中夫, 程雪, 等. 葛花总黄酮通过Nrf2/HO-1信号通路对1型糖尿病大鼠肾脏的保护作用[J]. 中成药, 2021, 43(11): 3178-3182. LUO Y, ZUO Z F, CHENG X, et al. Protective effect of kudzu total flavonoids on kidneys in type 1 diabetic rats via the Nrf2/HO-1 signaling pathway[J]. Chinese Traditional Patent Medicine, 2021, 43(11): 3178-3182. (in Chinese) |
[25] |
杨硕, 金晓, 徐元庆, 等. 黄酮类化合物对肉鸡的免疫调节作用及其机制[J]. 动物营养学报, 2020, 32(9): 4003-4009. YANG S, JIN X, XU Y Q, et al. Immunomodulatory effect of flavonoids on broilers and its mechanism[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2020, 32(9): 4003-4009. (in Chinese) |
(编辑 范子娟)