謝 明 韓旭峰，2 侯水生* 黃 葦 喻俊英

(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，北京 100193;2.西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，楊凌 712100)

色氨酸是家禽生長(zhǎng)發(fā)育的必需氨基酸，其通過參與5－羥色胺、褪黑激素及煙酸的合成在動(dòng)物體內(nèi)起著非常重要的營(yíng)養(yǎng)調(diào)控作用［1］。同時(shí)，盡管色氨酸是家禽飼料中排在蛋氨酸、賴氨酸之后的限制性氨基酸，但色氨酸是各種飼料原料中含量最低的必需氨基酸。隨著家禽飼料中豆粕使用比例的降低和工業(yè)合成晶體賴氨酸和蛋氨酸的大量添加，色氨酸的飼料限制性氨基酸作用越來越明顯。在肉雞飼料中，即使蛋氨酸、賴氨酸供給充足，色氨酸缺乏依然可顯著降低其生長(zhǎng)性能［2－3］。目前，關(guān)于鴨色氨酸營(yíng)養(yǎng)需要的研究?jī)H有少量的報(bào)道。以平均日增重和料重比為評(píng)價(jià)指標(biāo)，8～20日齡半番鴨色氨酸需要量為0.23%［4］;以免疫指標(biāo)及性成熟為評(píng)價(jià)指標(biāo)，12～17周齡金定蛋鴨的適宜色氨酸水平為0.242% ～0.269%［5］。由于動(dòng)物體內(nèi)存在色氨酸轉(zhuǎn)化成煙酸的生化代謝途徑［6］，煙酸與色氨酸之間可能存在顯著的互作關(guān)系。在生長(zhǎng)前期北京鴨和半番鴨方面的研究表明，在煙酸缺乏的飼糧中提高飼糧色氨酸水平可降低煙酸缺乏癥的發(fā)病率，并能緩解甚至完全克服煙酸缺乏導(dǎo)致的生長(zhǎng)抑制［4，7］，但在飼糧煙酸水平正常及過量的情況下，色氨酸的促生長(zhǎng)作用減弱甚至不明顯。這反映出煙酸可能通過其與色氨酸之間的互作關(guān)系影響鴨對(duì)色氨酸的營(yíng)養(yǎng)需要。然而，目前煙酸與色氨酸互作關(guān)系的研究?jī)H限于二因子方差分析的定性研究，而兩者之間互作影響的定量研究未見相關(guān)報(bào)道，也缺乏適宜的統(tǒng)計(jì)分析方法。當(dāng)前，在肉雞飼糧粗蛋白質(zhì)與賴氨酸之間關(guān)系的研究中，Sterling等［8］在采用相同數(shù)學(xué)回歸模型分別估測(cè)出2種飼糧粗蛋白質(zhì)水平下達(dá)到最佳生長(zhǎng)性能賴氨酸需要量的基礎(chǔ)上，通過采用t檢驗(yàn)比較了這2種情況下賴氨酸需要量之間的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。這為營(yíng)養(yǎng)素之間互作關(guān)系的定量比較研究提供了新的思路。因此，本研究擬通過二因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)，在采用數(shù)學(xué)模型預(yù)測(cè)色氨酸營(yíng)養(yǎng)需要量的基礎(chǔ)上，比較不同飼糧煙酸水平下北京鴨對(duì)色氨酸營(yíng)養(yǎng)需要在數(shù)量上的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，探討肉鴨飼糧中煙酸與色氨酸之間互作關(guān)系，為養(yǎng)殖生產(chǎn)實(shí)踐中肉鴨飼糧的合理配制提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及飼糧組成

試驗(yàn)采用4×5二因子完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)4 個(gè)飼糧煙酸水平(35、75、115、155 mg/kg)，5 個(gè)飼糧色氨酸水平(0.132%、0.167%、0.202%、0.237%、0.272%)。試驗(yàn)基礎(chǔ)飼糧除粗蛋白質(zhì)、色氨酸和煙酸外，其他營(yíng)養(yǎng)水平主要參考NRC(1994)［9］肉鴨營(yíng)養(yǎng)需要配制而成，基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見表1。

試驗(yàn)通過在基礎(chǔ)飼糧中添加4個(gè)不同水平(0、40、80、120 mg/kg)煙酰胺(純度 99.5%)和 5個(gè)不同水平(0、0.035%、0.070%、0.105%、0.140%)L－色氨酸(純度98.5%)配制成20種不同煙酸和色氨酸水平的試驗(yàn)飼糧。試驗(yàn)飼糧均制成顆粒飼料。依據(jù)每組每重復(fù)試驗(yàn)鴨初始體重基本一致的原則，將840只1日齡健康雄性北京鴨隨機(jī)分為20個(gè)組，每組6個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)7只鴨。試驗(yàn)期14 d。

1.2 飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)鴨網(wǎng)上平養(yǎng)，自由采食與飲水，24 h光照。按試驗(yàn)飼糧分組飼養(yǎng)，其他按常規(guī)飼養(yǎng)管理進(jìn)行。

1.3 生長(zhǎng)性能測(cè)定

于15日齡早晨，分別稱取各組各重復(fù)鴨只空腹體重和剩余料重，計(jì)算1～14日齡鴨平均日增重、平均日采食量和料重比。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SAS 9.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。應(yīng)用GLM程序按完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行二因子方差分析。以P＜0.05為顯著性水平，運(yùn)用Duncan氏法進(jìn)行平均值之間的多重比較。同時(shí)，依據(jù)Robbins等［10］的方法，采用折線模型預(yù)測(cè)不同飼糧煙酸水平下色氨酸需要量和煙酸需要量。參考Sterling等［8］的方法，采用t檢驗(yàn)比較2種色氨酸需要量之間的差異顯著性。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet(air－dry basis) %

折線模型如下:

式中:y為肉鴨生長(zhǎng)性能;x為飼糧色氨酸水平(%)或飼糧煙酸水平(mg/kg);r為色氨酸需要量(%)或煙酸需要量(mg/kg);l為當(dāng)x=r時(shí)肉鴨的生長(zhǎng)性能;u為折線模型的斜率。在該模型中，當(dāng) x＞r時(shí)，y=l。

t檢驗(yàn)中t值計(jì)算公式如下:

式中:R0和SE0分別為35 mg/kg飼糧煙酸水平下色氨酸需要量及其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)誤;R和SE分別為與R0比較的其他飼糧煙酸水平下色氨酸需要量及其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)誤。t值的自由度為同一飼糧煙酸水平下不同飼糧色氨酸水平所產(chǎn)生的樣本容量減去樣本重復(fù)數(shù)(5×6－6=24)，且P=0.05和 P=0.01 對(duì)應(yīng)的 t值分別為 tα=0.05，df=24=2.064，tα=0.01，df=24=2.797。

2 結(jié)果與分析

2.1 飼糧煙酸與色氨酸對(duì)北京鴨生長(zhǎng)性能的影響

飼糧煙酸與色氨酸對(duì)北京鴨生長(zhǎng)性能的影響見表2。飼糧色氨酸對(duì)北京鴨生長(zhǎng)性能影響的主效應(yīng)分析表明，隨飼糧色氨酸水平升高，北京鴨平均日增重和平均日采食量逐級(jí)顯著升高(P＜0.05)，當(dāng)飼糧色氨酸水平由0.132%升高至0.167%時(shí)，料重比顯著降低(P＜0.05)，但進(jìn)一步升高飼糧色氨酸水平，料重比未得到進(jìn)一步改善(P＞0.05)。飼糧煙酸對(duì)北京鴨生長(zhǎng)性能影響的主效應(yīng)分析表明，當(dāng)飼糧煙酸水平由35 mg/kg升高至75 mg/kg時(shí)，平均日增重和平均日采食量顯著升高(P＜0.05)，但進(jìn)一步提高飼糧煙酸水平，平均日增重和平均日采食量均未得到進(jìn)一步提高(P＞0.05)，而料重比則顯著升高(P＜0.05)。飼糧色氨酸和煙酸水平對(duì)北京鴨生長(zhǎng)性能產(chǎn)生顯著的交互作用(P＜0.05)。在基礎(chǔ)飼糧中單獨(dú)補(bǔ)充色氨酸可顯著提高北京鴨平均日采食量和平均日增重(P＜0.05)，降低料重比(P＜0.05);而基礎(chǔ)飼糧中單獨(dú)補(bǔ)充煙酸對(duì)北京鴨平均日采食量和平均日增重均未產(chǎn)生顯著影響(P＞0.05)，但顯著提高了料重比(P＜0.05)。同時(shí)，當(dāng)飼糧煙酸水平為35 mg/kg時(shí)，北京鴨平均日采食量和平均日增重在日糧色氨酸為0.272%時(shí)達(dá)到最大。而當(dāng)飼糧煙酸水平為75、115和155 mg/kg時(shí)，北京鴨平均日采食量和平均日增重在飼糧色氨酸水平為0.202%時(shí)達(dá)到最大。

2.2 不同飼糧煙酸水平下北京鴨色氨酸需要量

由于煙酸與色氨酸對(duì)北京鴨生長(zhǎng)性能產(chǎn)生顯著的交互作用(P＜0.05)，為此，本試驗(yàn)分析了不同飼糧煙酸水平下達(dá)到最佳平均日增重的北京鴨色氨酸需要量(表3)。依據(jù)折線模型，以平均日增重為評(píng)價(jià)指標(biāo)，當(dāng)飼糧煙酸水平分別為35、75、115和155 mg/kg時(shí)，1～14日齡北京鴨色氨酸需要量分別為 0.254%、0.169%、0.170%和0.172%。t檢驗(yàn)分析表明，飼糧煙酸水平為35 mg/kg時(shí)色氨酸需要量極顯著高于飼糧煙酸水平為75、115和155 mg/kg時(shí)的色氨酸需要量(P＜0.01)。而飼糧煙酸水平為 75、115和155 mg/kg時(shí)的色氨酸需要量?jī)蓛芍g不存在顯著差異(P＞0.05)。然而，由于折線模型回歸分析未能達(dá)到顯著水平(P＞0.05)，本試驗(yàn)尚不能以料重比為評(píng)價(jià)指標(biāo)采用該模型分別成功預(yù)測(cè)不同飼糧煙酸水平下北京鴨色氨酸需要量。

由于飼糧煙酸水平設(shè)置過寬和折線模型回歸分析未能達(dá)到顯著水平(P＞0.05)，本試驗(yàn)尚不能采用折線模型分別成功預(yù)測(cè)不同飼糧色氨酸水平下北京鴨煙酸需要量。但是，為了提供本試驗(yàn)中北京鴨適宜煙酸需要量的判定標(biāo)準(zhǔn)，本試驗(yàn)依據(jù)飼糧煙酸對(duì)北京鴨平均日增重影響的主效應(yīng)，采用折線模型計(jì)算出1～14日齡達(dá)到最佳平均日增重條件下北京鴨煙酸需要量為81 mg/kg［y=49.1－0.3 ×(81 －x)，x≤81，P=0.032 0，R2=0.998］。

3 討論

為降低基礎(chǔ)飼糧中色氨酸水平，本試驗(yàn)適當(dāng)降低了基礎(chǔ)飼糧中粗蛋白質(zhì)水平。同時(shí)，色氨酸在肉雞飼料中限制性氨基酸順序的研究表明，色氨酸分別是玉米和玉米蛋白粉的第三和第二限制性氨基酸［11－12］。因此，本試驗(yàn)以玉米和玉米蛋白粉作為試驗(yàn)基礎(chǔ)飼糧的主要飼料原料。在試驗(yàn)中，采食煙酸和色氨酸均缺乏基礎(chǔ)飼糧的北京鴨在14日齡表現(xiàn)出嚴(yán)重的生長(zhǎng)抑制。色氨酸和煙酸對(duì)1～14日齡北京鴨生長(zhǎng)性能影響的主效應(yīng)表明，基礎(chǔ)飼糧中單獨(dú)添加色氨酸和煙酸均可顯著提高北京鴨平均日增重及平均日采食量。這表明，該飼糧類型適合于同時(shí)評(píng)價(jià)煙酸和色氨酸對(duì)北京鴨的生長(zhǎng)效應(yīng)。

表2 飼糧煙酸與色氨酸對(duì)1～14日齡北京鴨生長(zhǎng)性能的影響Table 2 Effects of dietary niacin and tryptophan on growth performance of Pekin ducks aged from 1 to 14 days

本試驗(yàn)主效應(yīng)分析表明，隨著飼糧色氨酸或煙酸水平升高，北京鴨平均日增重和平均日采食量均同時(shí)顯著升高，這提示著色氨酸和煙酸對(duì)北京鴨的促生長(zhǎng)作用可能與兩者顯著提高北京鴨采食量密切相關(guān)。目前關(guān)于煙酸對(duì)動(dòng)物采食量調(diào)控的作用機(jī)理未見相關(guān)報(bào)道。色氨酸方面的研究表明，飼糧色氨酸可能通過影響下丘腦5－羥色胺和色氨酸水平調(diào)控家禽采食量［13］。劉華珍［14］在肉鴨研究中觀察到，腹腔注射色氨酸溶液可影響5－羥色胺能神經(jīng)元在鴨腦干和小腦中的分布，但色氨酸調(diào)控肉鴨采食量的營(yíng)養(yǎng)作用機(jī)理還有待深入地研究。此外，色氨酸在蛋白質(zhì)合成方面的調(diào)控作用可能是色氨酸促生長(zhǎng)作用的另一原因。Adeola［15］在北京鴨方面的研究發(fā)現(xiàn)，隨飼糧色氨酸水平升高，北京鴨胴體色氨酸和蛋白質(zhì)沉積量均顯著線性升高。

表3 折線模型估測(cè)不同飼糧煙酸水平下達(dá)到最佳平均日增重北京鴨色氨酸需要量Table 3 Tryptophan requirement for optimal ADG at different dietary niacin levels according to broken－line regression of Pekin ducks

本試驗(yàn)結(jié)果與先前肉鴨方面的研究結(jié)果［4，7］相一致，飼糧煙酸與色氨酸之間存在顯著的互作關(guān)系，主要表現(xiàn)在提高飼糧色氨酸水平可顯著緩解甚至完全克服煙酸缺乏導(dǎo)致的肉鴨生長(zhǎng)抑制。然而，與先前研究報(bào)道不同，本試驗(yàn)中肉鴨飼糧中煙酸與色氨酸之間的互作關(guān)系還表現(xiàn)在飼糧煙酸水平對(duì)肉鴨色氨酸需要量的影響。本試驗(yàn)在采用折線模型估測(cè)不同飼糧煙酸水平下達(dá)到最佳平均日增重1～14日齡北京鴨色氨酸需要量的基礎(chǔ)上，通過t檢驗(yàn)定量地比較了以上不同飼糧煙酸水平下色氨酸需要量之間的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。在本試驗(yàn)中，飼糧煙酸水平對(duì)北京鴨色氨酸需要量產(chǎn)生顯著影響(表3)。以依據(jù)折線模型獲得的達(dá)到最佳平均日增重1～14日齡北京鴨煙酸需要量(81 mg/kg)為肉鴨煙酸適宜需要量判定標(biāo)準(zhǔn)，飼糧煙酸嚴(yán)重缺乏(35 mg/kg)下色氨酸需要量(0.254%)顯著高于飼糧煙酸充足(115和155 mg/kg)條件下色氨酸需要量(0.170%和0.172%)。Heidelberger等［6］通過同位素示蹤技術(shù)發(fā)現(xiàn)，鼠體內(nèi)存在色氨酸轉(zhuǎn)化為煙酸的生化代謝途徑。因此，本試驗(yàn)結(jié)果提示，在煙酸缺乏的情況下，攝入的色氨酸在滿足動(dòng)物需要的基礎(chǔ)上，額外的一部分可能會(huì)轉(zhuǎn)化為煙酸以滿足機(jī)體對(duì)該維生素的需要。本試驗(yàn)結(jié)果還表明，飼糧中單獨(dú)補(bǔ)充色氨酸可顯著緩解煙酸缺乏導(dǎo)致的肉鴨生長(zhǎng)抑制，而飼糧中單獨(dú)補(bǔ)充煙酸對(duì)色氨酸缺乏導(dǎo)致的生長(zhǎng)抑制并不產(chǎn)生顯著地改善作用。這也間接反映出色氨酸轉(zhuǎn)化為煙酸生化代謝途徑的不可逆性。目前，關(guān)于家禽色氨酸轉(zhuǎn)化為煙酸的效率已有一定的研究報(bào)道，Chen等［7］研究報(bào)道，北京鴨、半番鴨和肉仔雞轉(zhuǎn)化成1 mg煙酸分別需要181、172和47 mg的色氨酸。盡管肉鴨體內(nèi)色氨酸轉(zhuǎn)化成煙酸的效率遠(yuǎn)低于雞，但家禽色氨酸對(duì)煙酸的轉(zhuǎn)化效率主要依據(jù)生長(zhǎng)性能數(shù)據(jù)而非生化代謝途徑相關(guān)指標(biāo)而獲得的，因此，這些數(shù)值是值得質(zhì)疑的。

4 結(jié)論

①飼料中單獨(dú)補(bǔ)充色氨酸可緩解飼糧煙酸缺乏導(dǎo)致的北京鴨生長(zhǎng)抑制，而飼料中單獨(dú)補(bǔ)充煙酸不能緩解飼糧色氨酸缺乏導(dǎo)致的北京鴨生長(zhǎng)抑制。

②飼糧中煙酸與色氨酸之間的互作關(guān)系表現(xiàn)在飼糧煙酸水平對(duì)北京鴨色氨酸需要量產(chǎn)生顯著影響。當(dāng)飼糧煙酸缺乏時(shí)，1～14日齡北京鴨色氨酸需要量顯著升高。

［1］魏宗友，張建智，張紅偉，等.色氨酸的營(yíng)養(yǎng)研究及其在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用［J］.中國(guó)飼料，2010(8):36－38.

［2］ROSA A P，PESTI G M，EDWARDS H M，et al.Tryptophan requirements of different broiler genotypes［J］.Poultry Science，2001，80:1718 － 1722.

［3］CORZO A，MORAN E T，HOEHLER D，et al.Dietary tryptophan need of broiler males from forty－two to fifty－six days of age［J］.Poultry Science，2005，84:226－231.

［4］WU L S，WU C L，SHEN T F.Niacin and trptophan requirements of mule ducks fed corn and soy－based diets［J］.Poultry Science，1984，63:153 － 158.

［5］張括，王安，劉洋景.12～17周齡金定蛋鴨色氨酸適宜需要量的研究［J］.飼料工業(yè)，2011，32(20):6－9.

［6］HEIDELBERGER C，ABRAHAM E P，LEPKOVSKY S.Tryptophan metabolism.Ⅱ.Concerning the mechanism of the mammalian conversion of tryptophan into nicotinic acid［J］.Journal of Biological Chemistry，1949，179:151 －155.

［7］CHEN B J，SHEN T F，AUSTIC R E.Efficiency for tryptophan－niacin conversion in chickens and ducks［J］.Nutrition Research，1996，16:91 － 104.

［8］STERLING K G，PESTI G M，BAKALLI R I.Performance of broiler chicks fed various levels of dietary lysine and crude protein［J］.Poultry Science，2003，82:1939－1947.

［9］NRC.Nutrient requirements of poultry［S］.9th revised edition.Washington，D.C.:National Academy Press，1994.

［10］ROBBINS K R，SAXTON A M，SOUTHERN L L.Estimation of nutrient requirements using broken－line regression analysis［J］.Journal of Animal Science，2006，84:E155 －E165.

［11］FERNANDEZ S R，AOYAGI S，HAN Y，et al.Limiting order of amino acids in corn and soybean meal for growth of the chick［J］.Poultry Science，1994，73:1887－1896.

［12］PETER C M，HAN Y，BOLING－FRANKENBACH S D，et al.Limiting order of amino acids and the effects of phytase on protein quality in corn gluten meal fed to young chicks［J］.Journal of Animal Science，2000，78:2150－2156.

［13］席鵬彬，林映才，鄭春田，等.飼糧色氨酸水平對(duì)1～21日齡黃羽肉雞生長(zhǎng)、體成分沉積及下丘腦5－羥色胺的影響［J］.動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)，2011，23(1):43－52.

［14］劉華珍.5－羥色胺對(duì)鴨攝食調(diào)節(jié)作用機(jī)理的形態(tài)學(xué)研究［D］.博士學(xué)位論文.武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2005:60－82.

［15］ADEOLA O.Bioavailability of tryptophan in soybean meal and tryptophan retention in the carcasses of fourweek－old ducks［J］.Poultry Science，1998，77:1312－1319.