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真菌毒素對豬繁殖的影響

2019-08-20 02:43張振玲
豬業(yè)科學 2019年7期
關鍵詞:卵母細胞生殖鐮刀

張振玲(譯)

(徐州生物工程職業(yè)技術學院 動物工程系,江蘇 徐州 221006)

張振玲(1973—),男,山東菏澤人,中國科學院研究生院動物學專業(yè)畢業(yè),研究生學歷,理學博士。2009 年到徐州生物工程職業(yè)技術學院工作,主要從事畜牧獸醫(yī)專業(yè)教育和教學工作。2016 年下半年在養(yǎng)豬央企-中糧集團位于江蘇鹽城的養(yǎng)殖場進行企業(yè)實踐鍛煉和培訓。主要研究方向為動物福利和健康養(yǎng)殖、畜禽養(yǎng)殖廢棄物處理等。

目前全世界范圍內(nèi)大多數(shù)飼料原材料中都發(fā)現(xiàn)有真菌毒素。國際飼料添加劑公司百奧明(BIOMIN)針對真菌毒素的調(diào)查研究表明,在每個飼料樣品中發(fā)現(xiàn)有多種真菌毒素存在的情況逐年在增加。真菌毒素對豬的繁殖性能具有明顯的不良影響,必須預防或盡可能地減輕真菌毒素對高產(chǎn)母豬的危害。

豬的繁殖力對豬場盈利能力至關重要,每年每頭母豬生產(chǎn)出的(斷奶)仔豬數(shù)量(PSY)是眾多影響豬場生產(chǎn)成本的因素當中起著關鍵性作用的一個。維持母豬較高的生殖指標,如每窩產(chǎn)仔數(shù)、每年的繁殖次數(shù)和減少非生產(chǎn)天數(shù)對于豬場來說都是至關重要的。而影響豬繁殖力的因素有許多,如:生產(chǎn)管理、遺傳、營養(yǎng)、健康狀況和抗營養(yǎng)因子(anti-nutritional factors)等等都會影響豬的繁殖力。文章主要介紹真菌毒素對豬繁殖的影響。真菌毒素是已知影響繁殖的一種抗營養(yǎng)因子,迄今為止,已經(jīng)鑒定出超過400 種不同的真菌毒素。其中最重要的是單端孢霉烯族毒素類(trichothecenes)、玉米赤霉烯酮(一種由粉紅鐮刀菌產(chǎn)生的霉菌毒素)(zearalenone,ZEN)、赭曲毒素(ochratoxins)、鐮孢菌毒素(fumonisins)和麥角生物堿類(ergot alkaloids)等。每種原料都可能受到一種以上的真菌的感染,每種真菌都能產(chǎn)生一種以上的真菌毒素,因此在任何一種飼料成分中可能有多于一種的真菌毒素(圖1)。這就增加了真菌毒素相互作用并產(chǎn)生協(xié)同效應的可能性,因此引起了人們對畜禽健康和其繁殖力的極大關注。鐮刀菌(Fusarium)毒素脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)和ZEN 就是其中的一個例子。這些真菌毒素主要由禾谷鐮刀 菌(F. graminearum), 大 刀 鐮刀菌(F. culmorum) 和粉紅鐮刀菌(F. roseum) 產(chǎn) 生 的(Tiemann and D?nicke, 2007)。

1 真菌毒素對豬的直接影響

豬很容易受到真菌毒素的危害,其中仔豬和繁殖母豬對真菌毒素最為敏感。圖1 給出了2018 年1-6月全球真菌毒素流行情況,圖2 給出了真菌毒素對于豬生殖性能的直接影響。

2 玉米赤霉烯酮(ZEN)擾亂母豬的內(nèi)分泌系統(tǒng)

玉米赤霉烯酮(ZEN)是眾所周知的影響繁殖的真菌毒素(表1)。ZEN 與雌二醇分子結(jié)構相似并且與雌二醇競爭雌激素受體,故而阻礙了正常激素的合成,破壞了下丘腦-垂體-卵巢軸(hypothalamicpituitary-ovarian axis),抑 制 了 卵泡刺激素(FSH)在卵巢中的分泌,從而擾亂了母豬的內(nèi)分泌系統(tǒng)。

3 脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(DON)對豬繁殖的影響

圖1 2018 年1-6 月全球真菌毒素流行情況

圖2 真菌毒素對母豬生殖性能的直接影響(來源BIOMIN)

圖3 ZEN 與DON 對繁殖的聯(lián)合影響(資料來源:Tiemann and Danicke, 2007)

飼料中的DON 會影響飼料攝入量,并可能引起嘔吐(Diekman and Green,1992)。此外,它還可抑制蛋白質(zhì)合成,改變免疫系統(tǒng)反應,影響卵母細胞和胚胎發(fā)育,從而造成生殖問題(Pestka et al., 2004;Alm et al.,2006)。DON 對豬繁殖的影響是間接的(見圖3),因為較低的飼料攝入量降低了營養(yǎng)的供應,并對生殖系統(tǒng)中的代謝途徑構成威脅。任何對新陳代謝起關鍵作用的重要器官(如肝臟和脾臟)遭受損害,都會對健康產(chǎn)生不良影響,原因是機體新陳代謝的優(yōu)先次序就會發(fā)生改變,其中生殖系統(tǒng)的新陳代謝就會首先受到抑制或影響(Kanora and Maes, 2009)。

4 ZEN 和DON 對豬卵泡發(fā)育、卵母細胞成熟與胚胎發(fā)育的影響

對豬卵母細胞的體外研究表明,ZEN 和DON 其中任何一種或二者組合都會破壞卵母細胞的發(fā)育(見圖4),使它們無法成熟。這可能會損害胚胎的生存能力、維持妊娠的能力以及仔豬的出生體重。DON 對受精后胚胎發(fā)育的影響最大,導致囊胚數(shù)量減少和異常。

最近由BIOMIN 在柏林大學獸醫(yī)系動物營養(yǎng)研究所進行的一項試驗中,對長期(3 個周期)暴露于DON 和ZEN(鐮刀菌產(chǎn)生的毒素)的母豬的繁殖性能進行了研究。如表2 所示,試驗母豬被分成3 組。

圖5 顯示,真菌毒素危害較大。最常見的繁殖性能指標是每頭母豬每年生產(chǎn)的斷奶仔豬數(shù)(PSY)。產(chǎn)仔率和斷奶至發(fā)情間隔天數(shù)都影響PSY 這一指標。霉菌毒素(特別是ZEN)的存在,增加了受精母豬的熱應激反應,從而降低了產(chǎn)仔率。

采食量下降,影響母豬斷奶時的身體狀況評分和產(chǎn)奶量。體重不足的母豬在斷奶后進入發(fā)情期需要更長的時間,這減少了每年的產(chǎn)仔總數(shù),因此每頭母豬每年生產(chǎn)的斷奶仔豬較少。較低的產(chǎn)奶量也會影響仔豬的生長和仔豬斷奶重,導致屠宰時商品豬體重降低,或者延長幾天的飼養(yǎng)時間。真菌毒素還影響仔豬的質(zhì)量(圖6),出生體重不足(<1.2 kg)仔豬的比例增加表明霉菌毒素對仔豬的胚胎發(fā)育和母體營養(yǎng)均有不利的影響。真菌毒素對仔豬的這種不良影響及母豬產(chǎn)奶量的下降,可能會增加斷奶前仔豬的死亡率,降低仔豬斷奶重。然而,當添加脫霉劑飼料添加劑時,豬的情況就好得多。

5 多種真菌毒素對豬的影響

正如BIOMIN 公司的真菌毒素調(diào)查中報道的那樣,飼料原料中多種真菌毒素比單一真菌毒素存在的情況更為常見。每種真菌毒素都以一種特定的方式作用,并影響多個組織、器官和功能。當多種真菌毒素組合會引起許多不同的臨床或亞臨床癥狀,且這些癥狀并不與某單一真菌毒素引起的相同。

表1 ZEN 對豬的影響(資料來源:BIOMIN)

表2 試驗組和飼料情況(資料來源:BIOMIN)

圖4 暴露于雌二醇、ZEN、DON、ZEN+DON 可顯著降低達到中期II(MII)的卵母細胞的百分比(A),并顯著增加卵母細胞核畸形(B)。(資料來源:Malekinejad et al. 2007)。

圖5 ZEN 和DON 對生殖指標的影響

圖6 ZEN 和DON 對生殖指標的影響

參考文獻略。

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