蘇瑩瑩，李婷婷，李劍虹，包 軍,3*

（1.東北農業(yè)大學動物科學技術學院，哈爾濱 150030；2.東北農業(yè)大學生命科學學院，哈爾濱 150030；3.農業(yè)農村部雞遺傳育種重點實驗室，哈爾濱 150030）

鵪鶉（Coturnix coturnix），是鳥綱、雉科物種，是目前飼養(yǎng)的最小家禽，體型雖小，但營養(yǎng)價值極高。鵪鶉肉和蛋中含有豐富蛋白質，具有較高營養(yǎng)和藥用價值，被稱為“動物人參”[1-2]。鵪鶉肉具有高蛋白、低膽固醇和低脂肪特點。現(xiàn)代醫(yī)學認為鵪鶉肉所含豐富的卵磷脂可生成溶血磷脂，具有抑制血小板凝集的作用，預防血栓形成，保護血管壁，防止動脈硬化。中醫(yī)認為鵪鶉性味甘平、無毒，入肺及脾經，有消腫利水、補中益氣功效。鵪鶉蛋含豐富蛋白質、氨基酸、維生素、鈣和磷等營養(yǎng)物質，可補氣益血，強筋壯骨。近年來，由于鵪鶉高營養(yǎng)價值以及消費者對優(yōu)質動物蛋白的需求，鵪鶉業(yè)在世界養(yǎng)禽業(yè)中的地位越來越高。

自1952年引進鵪鶉家養(yǎng)品種以來，我國鵪鶉養(yǎng)殖逐步推廣，20世紀70年代后隨著籠養(yǎng)技術普及和發(fā)展。目前，除西藏外，各省區(qū)均有養(yǎng)殖，我國鵪鶉飼養(yǎng)量占全世界1/5，是世界第一養(yǎng)鶉大國[3]。我國東北地區(qū)冬季氣候寒冷干燥，且由于較高的森林覆蓋率，冰雪消融時間較長，因此冷應激是東北地區(qū)養(yǎng)殖業(yè)常見問題。特別是飼養(yǎng)在開放式舍中鵪鶉在氣候變換季節(jié)常受冷應激影響。冷應激是指環(huán)境溫度低于動物臨界溫度下限時，機體內產熱與散熱平衡被打破所導致的一系列生理與機能上的不良反應。冷應激對畜禽生產性能和健康產生不利影響，常造成畜禽生產性能下降，免疫功能下降。禽類在生長過程中對溫度變化十分敏感，尤其是鵪鶉個體較小，耐寒性較差[4]，因此更易受冷應激影響[5]。雖然世界對鵪鶉需求僅次于雞，但有關冷應激對鵪鶉影響的研究仍然有限。本文綜述冷應激對鵪鶉生產性能、抗氧化功能、生理指標、組織形態(tài)學及腸道菌群的影響，并提出緩解冷應激對鵪鶉影響的措施，為人們在鵪鶉生產中減少冷應激及開展相關研究提供參考。

1 冷應激對生產性能的影響

低于16℃環(huán)境溫度對家禽生產性能產生顯著不利影響[6]。研究溫度應激對鵪鶉生產性能影響的文章較多，但主要集中在熱應激，有關冷應激對其生產性能影響的研究目前較少，通過查閱現(xiàn)有文獻可知，當環(huán)境溫度低于鵪鶉熱中性區(qū)（18～22℃）時，其生長速度顯著減慢，產蛋量、蛋品質和飼料轉化效率均降低[7]。Sahin等研究表明，與飼養(yǎng)在熱中性（18℃）環(huán)境中50 d產蛋鵪鶉相比，6℃冷應激環(huán)境顯著降低其活體重、產蛋量及蛋重、蛋殼厚度、蛋殼重量、哈氏單位等衡量蛋品質的指標，并顯著增加日采食量和料肉比[8]。Fu等將15 d肉用雛鵪鶉置于（12±1）℃環(huán)境下，分別進行長達5、10和15 d的慢性冷應激，結果發(fā)現(xiàn)與飼養(yǎng)在28℃環(huán)境下對照組相比，冷應激組平均日增重和飼料轉換效率均顯著降低[5]。Bayril等研究發(fā)現(xiàn)，對15 d雄性鵪鶉每天進行8 h冷應激（12±2）℃處理，連續(xù)28 d后，與對照組相比，冷應激顯著降低鵪鶉體重和體增重，并顯著增加采食量[9]。

2 冷應激對抗氧化功能的影響

冷應激破壞機體抗氧化系統(tǒng)，打破機體促氧化/抗氧化系統(tǒng)平衡，降低總超氧化物歧化酶（TSOD）、過氧化氫酶（CAT）和谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）等抗氧化酶活性[10-11]，導致自由基累積，直接影響機體健康。劉春朋等將15 d沙維瑪特肉用鵪鶉置于（12±1）℃環(huán)境下，作急性（分別冷應激0.5、1、3、6和12 h）和慢性（分別冷應激5、10和20 d）冷應激處理后，檢測其法氏囊抗氧化功能，發(fā)現(xiàn)急性冷應激12 h組與各慢性冷應激組，均導致鵪鶉法氏囊組織中GSH-Px和SOD活性顯著下降，丙二醛（MDA）含量顯著增加[12]。Sahin等研究發(fā)現(xiàn)，6℃冷應激環(huán)境導致鵪鶉血清中MDA水平顯著升高[8]。Fu等研究發(fā)現(xiàn)，對15 d鵪鶉進行長達20 d冷應激處理后，鵪鶉十二指腸、空腸和回腸組織中SOD活性顯著下降，十二指腸和空腸中MDA含量顯著升高[5]。Ren等研究急性（最長12 h）和慢性（最長20 d）冷應激對鵪鶉脾臟組織抗氧化功能的影響，結果發(fā)現(xiàn)，急性冷應激可顯著降低脾臟組織SOD活性，并顯著提高誘導型一氧化氮合酶（iNOS）活性和一氧化氮（NO）含量，急性冷應激1 h以上可顯著增加MDA含量；慢性冷應激可導致脾臟中GSH-Px和SOD活性顯著降低，并導致NO和MDA含量以及iNOS活性顯著增加[13]。Liu等將15 d鵪鶉置于（12±1）℃環(huán)境中進行急性（最長12 h）和慢性（最長20 d）冷應激，觀察鵪鶉盲腸組織中GSH、GSH-Px和iNOS活性以及NO含量變化，結果發(fā)現(xiàn)，急性冷應激12 h可導致谷胱甘肽（GSH）活性顯著降低，iNOS活性顯著升高，慢性冷應激5、10或20 d均可顯著降低GSH和GSH-Px活性，并導致NO含量和iNOS活性顯著升高[14]。

3 冷應激對生理指標的影響

3.1 對熱休克蛋白（Heat shock proteins，HSPs）的影響

HSPs是細菌到哺乳動物中廣泛存在的一類應激蛋白質。在正常生理條件下，HSPs表達水平通常較低，但在冷熱應激、氧化應激和重金屬毒性等多種刺激下，可迅速合成，提高細胞應激耐受性，維持正常代謝，提高生存能力[15-16]。Zhao等研究指出，冷應激可上調雞免疫器官和心臟組織中HSPs表達水平[17-18]。Hoekstra等研究表明，12周齡鵪鶉于4℃環(huán)境中冷應激30 min，連續(xù)處理5或10 d，都導致鵪鶉心肌組織中熱休克蛋白70（HSP70）水平顯著增加[19]。Ren等研究發(fā)現(xiàn)，急性或慢性冷應激均會導致鵪鶉脾臟組織中HSP70 mRNA表達水平顯著升高[13]。Liu等對15 d鵪鶉急性和慢性冷應激處理并觀察盲腸中HSP70變化情況，結果發(fā)現(xiàn)，急性和慢性冷應激均顯著增加HSP70 mRNA表達水平[14]。以上研究結果提示HSP70表達可能在保護鵪鶉組織器官免受冷應激影響中發(fā)揮作用。

3.2 冷應激對代謝相關指標的影響

動物調整自身新陳代謝，以適應不斷變化的生理和環(huán)境條件，該生理過程涉及特定基因對代謝反應的控制[20]。環(huán)境溫度影響對禽類生長至關重要的激素和蛋白質，不同飼料效率動物對環(huán)境刺激反應不同。激素生長調控涉及不同激素之間一系列復雜的相互作用，其中生長軸（GH、GHR和IGF-I）被認為最重要。生長激素（Growth hormone，GH）可直接影響生長，但其影響主要是通過胰島素樣生長因子1（Insulin-like growth factor 1，IGF-I）活性介導。GH對IGF-I作用是由生長激素受體（Growth hormone receptor，GHR）介導[21]。研究表明，IGF-I對鳥類生長速度具有重要作用，IGF-I水平越低，生長速度越慢[22]。解偶聯(lián)蛋白（UCP）是線粒體內膜蛋白，可將部分用于制造ATP的能量轉化為熱量。低溫也可通過UCP影響鳥類生產性能。Gasparino等將42 d產蛋鵪鶉分為高飼料轉化率組和低飼料轉化率組，并分別于10℃條件下急性冷應激處理12 h，結果表明，與對照組相比，冷應激導致高飼料轉化率組鵪鶉肝臟和胸肌組織中IGF-1 mRNA水平顯著下降、UCPmRNA水平顯著升高，但僅引起胸肌中GHR mRNA水平顯著升高；而冷應激對低飼料轉化率組肝臟中IGF-1、GHR和UCPmRNA表達水平無顯著影響[20]。隨后Gasparino等又對42 d肉用型鵪鶉作相關研究，將肉用鵪鶉分為高飼料轉化率組和低飼料轉化率組，并分別于10℃環(huán)境中急性冷應激處理24 h，結果發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，冷應激可導致高飼料轉化效率鵪鶉肌肉組織中UCP的mRNA表達水平顯著升高，并顯著降低IGF-1和GHR的mRNA表達水平[23]。以上研究表明冷應激可影響與生長和線粒體能量產生相關的基因表達，不同飼料效率鵪鶉對冷應激反應不同。

3.3 冷應激對炎癥相關細胞因子的影響

核轉錄因子（NF-κB）是炎癥和免疫穩(wěn)態(tài)的主要調節(jié)因子，可被環(huán)境應激快速激活[24]。NF-κB激活可增加環(huán)氧合酶-2（COX-2）、前列腺素E合酶（PTGES）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）和iNOS等促炎細胞因子表達水平[25-26]。Zhang和Su等研究指出，冷應激導致NF-κB和iNOS、COX-2和PTGES等促炎因子表達增加，且NO、COX-2和TNF-α等炎癥因子可長期或高強度參與冷應激引起的免疫器官損傷機制過程[27-28]。Ren等對15 d鵪鶉進行慢性冷應激處理，結果發(fā)現(xiàn)，慢性冷應激5、10或20 d均引起脾臟組織中NF-κB、iNOS和COX-2 mRNA表達水平顯著升高，而慢性冷應激10或20 d可導致TNF-α和PTGESmRNA表達水平顯著升高[13]。Liu等觀察急性和慢性冷應激對15 d鵪鶉盲腸組織中炎性因子的影響，結果發(fā)現(xiàn)，急性和慢性冷應激均顯著增加COX-2和TNF-αmRNA表達水平[14]。

4 冷應激對組織形態(tài)學的影響

冷應激可引起禽類組織細胞損傷。Ren等對15 d鵪鶉分別進行急性和慢性冷應激處理，研究發(fā)現(xiàn)，冷應激組脾臟組織白髓中紅細胞數(shù)量減少，淋巴組織結構不清，淋巴細胞在中央動脈周圍松散排列；冷應激0.5 h后，電鏡下觀察脾臟組織細胞核內染色質數(shù)量減少，細胞膜破裂，冷應激3 h后，細胞核輕度變形，線粒體數(shù)量減少，嵴斷裂且數(shù)目減少，染色質結塊，細胞完全破裂，細胞發(fā)生凋亡，冷應激12 h后，內質網數(shù)量增多，輕度腫脹，部分受損線粒體被部分內質網覆蓋，線粒體結構模糊，細胞核變形，冷應激5 d后，線粒體空泡開始大量形成，冷應激10 d后，脾臟組織細胞發(fā)生凋亡[13]。Liu等對15 d鵪鶉進行急性和慢性冷應激處理，研究發(fā)現(xiàn)，急性和慢性冷應激均可引起鵪鶉盲腸組織產生明顯病理學變化，光鏡下觀察到急性冷應激導致盲腸黏膜上皮細胞空泡變性甚至彌散性壞死，慢性冷應激導致盲腸絨毛萎縮，受損絨毛排列紊亂；電鏡下觀察到急性冷應激組盲腸細胞核破裂，而慢性冷應激組顯示線粒體受損，部分細胞核變形[14]。以上研究結果表明，急、慢性冷應激均導致鵪鶉組織炎性損傷。

5 冷應激對腸道菌群的影響

眾所周知，腸道菌群影響宿主動物健康和生長。在健康動物中，腸道菌群平衡保持穩(wěn)定，這種穩(wěn)定性較大程度上受環(huán)境應激（例如，極高或極低溫度、過度擁擠和運輸?shù)龋┯绊慬29]。胃腸道對應激源最敏感，應激導致有益菌群改變、腸道完整性降低等多種變化。Liu等觀察急性和慢性冷應激對鵪鶉盲腸菌群的影響，結果發(fā)現(xiàn)，急性冷應激對盲腸菌群無顯著影響；而慢性冷應激對盲腸菌群有顯著影響，與菌群結構簡單且相對穩(wěn)定對照組相比，慢性冷應激組腸道菌群多樣性增加，出現(xiàn)新細菌，優(yōu)勢菌群主要包括未培養(yǎng)毛螺科菌、短桿菌屬、細桿菌屬、魏斯氏菌屬、芽孢桿菌和雙歧桿菌等[14]。劉春朋等研究發(fā)現(xiàn)，急性冷應激對十二指腸內菌群數(shù)量有一定影響，冷應激3 h后，出現(xiàn)較多新的菌群，冷應激6和12 h后，十二指腸內菌群產生波動性變化，而慢性冷應激對鵪鶉十二指腸內菌群影響較大，冷應激5 d后，菌群減少且不穩(wěn)定，冷應激10和20 d后，菌群均呈現(xiàn)減少趨勢[30]。以上研究表明，冷應激導致鵪鶉腸道菌群發(fā)生改變，甚至導致腸道菌群失調。

6 緩解鵪鶉冷應激的措施

寒冷應激對鵪鶉產生諸多有害影響，因此尋找可將低溫導致的問題降至最低程度的替代方案顯得尤為重要。冷應激可導致血清中維生素和礦物質濃度降低，增加禽類對維生素E、維生素C、微生素A和葉酸的需求；此外，冷應激還可以導致血清和肝臟組織中脂質過氧化濃度升高以及葉酸缺乏，引起禽類增重和飼料轉化效率降低[7,31]。減少或避免冷應激主要措施與營養(yǎng)控制有關。近年來，緩解低溫環(huán)境負面影響方法主要集中在控制飲食上，重點是補充礦物質、維生素和天然產品，如植物源性提取物和精油等[32-33]。研究報道禽類在環(huán)境應激條件下，組織和血清中維生素E水平降低，因此維生素E常被添加到冷、熱應激期間的家禽日糧中[34-35]。在動物飼料中加入維生素E不但可提高生產性能，增強免疫狀態(tài)，還可增加動物源性食品中維生素E含量，增加人類維生素E攝入量[36-37]。家禽無法合成維生素E，必須從飲食中獲取[38]。硒是一種高效抗氧化劑和動物體內必需微量元素。維生素E在硒代謝中發(fā)揮作用[39]。Sahin等研究發(fā)現(xiàn)，每千克日糧中添加250或500 mg維生素E與0.2 mg硒組合可緩解6℃冷應激對鵪鶉生產性能和蛋品質的有害影響[6]。McDowell等研究表明，抗氧化維生素和礦物質聯(lián)合使用產生更強的抗氧化能力對抗氧化損傷[40]。因此Sahin等又研究日糧中添加維生素E和鉻對冷應激產蛋鵪鶉生產性能、蛋品質和血漿抗氧化狀態(tài)的影響，結果發(fā)現(xiàn)與飼養(yǎng)在6℃冷應激環(huán)境下飼喂基礎日糧的鵪鶉相比，每千克日糧中添加250 mg維生素E或400μg鉻或兩者聯(lián)合添加均可顯著提高體重、產蛋量、蛋殼厚度、蛋殼重量以及血清中維生素E和維生素C水平，并顯著降低血清中MDA和膽固醇水平，且維生素E和鉻聯(lián)合使用抗氧化能力優(yōu)于單一補充其中一種的效果[8]。

飼養(yǎng)在應激條件下禽類需抗氧化劑來保護其組織免受脂質過氧化損傷[41]。Ciftci等對15 d鵪鶉進行28 d慢性間歇性冷應激處理，結果發(fā)現(xiàn)，與飼喂基礎日糧對照組相比，每千克日糧添加10 g橘皮提取物的處理組在試驗結束后活體重和試驗期間平均日增重均顯著增加，肝臟和心臟組織中的GSH-Px活性、GSH和維生素C水平顯著增加；肝臟和心臟中MDA含量及血清中葡萄糖、總膽固醇和尿酸水平顯著降低[42]。另有報道，測量總氧化狀態(tài)（Total oxidant status，TOS）提供氧化損傷的某些信息是一種新型且實用的方法[43]。Dalkilic等研究日糧中添加皂草提取物對慢性間歇性冷應激條件下生長鵪鶉血清及心臟和肝臟組織抗氧化狀態(tài)的影響，發(fā)現(xiàn)與飼喂基礎日糧對照組相比，日糧中添加100 ppm皂草提取物可顯著降低鵪鶉肝臟和心臟組織中MDA含量以及改善血清總氧化狀態(tài)，并可顯著增加肝臟組織中GSH-Px活性[44]。姜黃素具有抗菌、抗氧化、抗炎、解熱、促生長等藥理作用，作為動物營養(yǎng)補充劑應用廣泛。Akter等研究表明，抗氧化劑姜黃素可作為自由基清除劑防止細胞氧化損傷，避免自由基產生過多而引起細胞和組織損傷[45]，并可將雞蛋在儲存過程中的氧化反應降到最低[33,46]。因此，Marchiori等研究日糧中添加姜黃素對冷應激鵪鶉生產性能和蛋品質的影響，結果發(fā)現(xiàn)，與飼喂基礎日糧對照組相比，每千克日糧中添加10 mg納米包裹姜黃素組的鵪鶉產蛋率、蛋重、飼料轉化效率和蛋黃中抗過氧自由基能力顯著提高，硫代巴比妥酸反應物質（其表示為每毫克蛋白質中MDA微摩爾）水平顯著降低[47]。Overvad研究表明，輔酶Q10是在機體氧化應激條件下第一個起作用的抗氧化劑[48]，添加到日糧中對禽類生長性能參數(shù)有積極影響[49-50]。Bayril等研究日糧中添加輔酶Q10對冷應激日本鵪鶉生長性能、抗氧化狀態(tài)和器官重量的影響，對照組飼喂基礎日糧，2個處理組每千克日糧中分別添加20或40 mg輔酶Q10，結果發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，日糧中添加輔酶Q10可導致最終體重、體增重和血清中SOD活性顯著增加，血清和肝臟組織中MDA含量顯著降低[9]。葉酸具有抗氧化劑功能，葉酸缺乏降低GSH和維生素E水平，并削弱抗氧化酶（如Cu-Zn SOD和GSH-Px）活性，增加脂質過氧化產物。Sahin等研究日糧中添加不同濃度的葉酸對冷應激日本鵪鶉生產性能、胴體性狀和血清中同型半胱氨酸、MDA、葉酸、維生素B12和促腎上腺皮質激素（ACTH）的影響，結果發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，添加葉酸可顯著提高鵪鶉體重、胴體性狀和飼料轉化效率，且隨葉酸添加量增加，血清中葉酸和維生素B12濃度線性增加，而同型半胱氨酸、MDA和ACTH濃度線性降低，但每千克日糧添加2 mg葉酸效果最佳[31]。以上研究表明，在日糧中添加維生素E、微量礦物質、橘皮提取物、皂草提取物、姜黃素、輔酶Q10或葉酸等補充劑，均可不同程度提高冷應激鵪鶉生產性能、抗氧化功能，并在一定程度上改善生理指標，緩解冷應激帶來的不利影響。因此日糧中添加上述補充劑可作為減輕鵪鶉冷應激負面影響的保護性措施。

目前，關于冷應激對鵪鶉影響的研究較少，且緩解冷應激有害影響的管理措施也主要是在日糧中添加一些補充劑，緩解效果并不理想。因此，如何提高鵪鶉抗寒能力，提高其在低溫環(huán)境中適應能力并避免低溫環(huán)境對其造成不良影響，應是東北寒冷地區(qū)或氣候交替季節(jié)鵪鶉生產中關注的熱點問題。