唐遠江, 劉 輝, 周思旋, 張 濤, 陶小艷, 李美娟, 向清華, 雷 露
(貴州省畜牧獸醫(yī)研究所,貴州 貴陽 550005)
黔中金蕎麥是貴州省畜牧獸醫(yī)研究所科研人員以黔中地區(qū)野生金蕎麥為原材料,經過馴化選育的牧草新品種(品種登記號:581),其遺傳性狀穩(wěn)定、抗逆性強、營養(yǎng)豐富、根系發(fā)達、生長快且產量高,是畜禽喜食的多年生優(yōu)質牧草[1]。鄧蓉等[2]2004—2011年收集保存黔中地區(qū)野生金蕎麥種質資源36份,通過栽培馴化,品比不同野生資源,篩選優(yōu)良資源2份,培育出黔中金蕎麥新品種。該品種在海拔800~1 800 m和15~30 ℃環(huán)境條件下的生育期為180~200 d,干草產量最高可達17 390 kg/hm2,種子產量最高可達540 kg/hm2。通過在貴州不同地區(qū)栽培試驗,表明選育的黔中金蕎麥是1種能在貴州省大部分地區(qū)生長的優(yōu)質飼草。經過馴化的黔中金蕎麥為多年生草本植物,株高100~150 cm;直根系、塊狀根;根頸叢生,直立莖,莖粗0.5~0.8 cm,中空、無毛,主莖節(jié)數(shù)8~10節(jié),主莖分枝16~23個;單葉互生,葉片三角形,長、寬近似相等為6~11 cm,葉鞘膜質;圓錐花序頂生或腋生,花被白色,5裂;雄蕊8枚,花柱3裂;瘦果三棱形,長5 mm,干粒重45~50 g,成熟期一致[3]。
黔中地區(qū)屬亞熱帶,平均海拔1 050 m,氣候溫和,全年降雨量充沛,適宜黔中金蕎麥生長。黔中金蕎麥在生長過程中對氮、磷、鉀肥需求嚴格,對種植密度要求高。鄧蓉等[4]綜合黔中金蕎麥的產量和經濟效益,得出植株適宜的栽種行距為40 cm×60 cm,施肥量為:氮肥10 kg/667 m2、磷肥15 kg/667 m2、鉀肥21 kg/667 m2。艾蓉等[5]通過分別施加氮肥6 kg/667 m2、磷肥15 kg/667 m2、鉀肥15 kg/667 m2,栽培2年后黔中金蕎麥產量達311.8 kg/667 m2。劉華榮等[1]在海拔970 m的黔南地區(qū)進行豐產試驗,在氮肥60 kg/hm2、磷肥90 kg/hm2、鉀肥110 kg/hm2,栽培密度為60 cm×70 cm時,黔中金蕎麥種子產量達598.42 kg/hm2。向清華等[6]研究顯示,黔中金蕎麥在貴州的貴陽、獨山、畢節(jié)地區(qū)越夏率達100%,越冬率在95%以上,無病蟲害發(fā)生,抗逆性強。黔中金蕎麥進行漂浮育苗無性繁殖生根快、病蟲害少、生長整齊[7]。黔中金蕎麥與多花黑麥草套種不僅能生產高質優(yōu)良牧草,還可以緩解貴州優(yōu)質牧草資源短缺的矛盾[3]。趙麗麗等[8]研究得出,黔中金蕎麥在中低度水分脅迫時,機體能調節(jié)滲透物質含量和保護酶活性,減少因缺水受到的傷害;當受到高度水分脅迫時,滲透調節(jié)能力和保護酶活性減弱,細胞膜受到嚴重損傷,植株的光合能力也隨之下降。黔中金蕎麥為適應高溫脅迫,可通過提高過氧化物酶和過氧化氫酶的活性,從而減小細胞膜的損傷,通過減小氣孔導度和增加非光化學熒光猝滅系數(shù),進而降低在過剩激發(fā)條件下光合系統(tǒng)受到的傷害,確保植株水分利用的高效率和正常的光合生理功能[9]。栽種該牧草可增加植被覆蓋率,土壤理化性質和肥力明顯改善,能有效防止水土流失,確保土壤的可持續(xù)生產能力[10]。經過多年的栽培試驗和推廣種植,黔中金蕎麥的栽培技術已比較成熟,并具有良好的經濟和生態(tài)效益。
黔中金蕎麥的加工產物目前主要為青干草、青貯飼料、草粉等粗加工產品。將黔中金蕎麥鮮草刈割后晾曬24 h后制作的青貯料品質較好,pH值≤4.2[11]。鄧蓉等[12]將初花期的黔中金蕎麥和青貯玉米(配比為3∶7)混合青貯,混合青貯料營養(yǎng)豐富,同時具有抗病的藥用價值。艾蓉等[13]采用不同干燥方法對黔中金蕎麥莖葉進行加工,莖干通過壓扁晾曬并用2.5%K2CO3干燥劑噴灑莖葉,可得到營養(yǎng)損失較少的優(yōu)質干草。此外,通過晾曬或烘烤使黔中金蕎麥植株地上部分的含水量低于18%制得青干草,可打捆堆垛貯藏。將黔中金蕎麥全株清除雜質,干燥后粉碎包裝即得到干草粉,在2~4 ℃干燥、避光、通風良好的環(huán)境中可貯藏24個月[14]。
金蕎麥全株的主要化學成分為一類原花色素苷類縮合型單寧混合物,以及鞣質類、黃酮類、苷類、甾體類、萜類、揮發(fā)油類、有機酸類化合物等[15],其中作為中藥材的標準物質為表兒茶素[16]。目前對黔中金蕎麥化學成分的研究報道較少,項目組研究人員對該牧草全株的原花青素、表兒茶素、蘆丁、槲皮素進行測定,含量分別為700.12、280.25、60.68、7.71 μg/g。
黔中金蕎麥植株地上部分的營養(yǎng)成分豐富,但含量在其生長的分枝期、孕蕾期和初花期不同,隨著生長期延長,常規(guī)營養(yǎng)成分、氨基酸總含量降低,粗纖維和微量元素含量升高。各生長時期的營養(yǎng)含量見表1、表2[17]。
表1 黔中金蕎麥各生長期常規(guī)營養(yǎng)成分含量(干物質) %
表2 黔中金蕎麥各生長期氨基酸 和微量元素含量(干物質) mg/100 g
鄧蓉等[18]應用ISSR分子標記方法對11個不同地域(大部分在貴州)的金蕎麥種質資源進行遺傳多樣性與親緣關系分析得出,黔中金蕎麥與其他地區(qū)金蕎麥的親緣關系較遠,單獨聚類。張雄等[19]通過高通量測序技術平臺對黔中金蕎麥進行轉錄組測序,并結合生物信息學進行分析研究,獲得黔中金蕎麥5.7 Gb堿基序列信息的39 954 078條校正數(shù)據(jù);從40 919個單基因簇中預測出36 741個編碼區(qū)序列,其中有81.83%的單基因簇得到注釋,并且在KOG數(shù)據(jù)庫的25個分類中有13 856條得到注釋;同時檢測到多個單核苷酸突變位點、插入缺失標記及含有短片段重復序列的單基因簇位點,其中主要的優(yōu)勢序列是GCC/GGC,69.27%的序列是三核苷酸重復基元類型的SSR,說明黔中金蕎麥代謝活動、遺傳信息處理及修飾能力強,基因結構豐富多樣。
7.1 在生豬養(yǎng)殖中的應用在生豬養(yǎng)殖中,利用黔中金蕎麥鮮草、青貯料、草粉代替30%常規(guī)飼料,均可有效降低養(yǎng)殖成本[20]。方福平等[21]研究表明,在飼料中添加3%黔中金蕎麥可明顯促進瘦肉型豬的生長,提高飼料轉化效率。韓勇等[17]通過測定不同生長期黔中金蕎麥營養(yǎng)成分在豬體內的消化率得出,隨著生長期后延,消化率顯著降低,但總體消化率較高,營養(yǎng)成分豐富,易于吸收。周炎等[22]研究青蒿莖葉、黔中金蕎麥莖葉、茶葉(配比為3∶5∶2)中藥復方制劑對母豬繁殖性能的影響,該復方制劑能減少死胎,提高初生仔豬體重,并能有效預防仔豬腹瀉。趙鵬[23]利用含有0.5%黔中金蕎麥的中藥復方制劑替代抗生素,可防治仔豬早期斷奶應激,并能有效抑制大腸桿菌、沙門氏菌生長。在飼料中添加1%~2%黔中金蕎麥能減少仔豬直腸糞便中大腸桿菌、沙門氏菌的含量,且對仔豬血清免疫因子無影響[24]。在豬日糧中添加10%~20%黔中金蕎麥對豬的增重無明顯影響,并可促進飼料蛋白的利用轉化,提高機體抗氧化能力,同時料重比明顯降低[25]。鄧蓉等[26]在生豬的不同階段添加10%~14%黔中金蕎麥進行飼喂,可以提高屠宰性能,改善肉質,提高產品出品率,從而增加養(yǎng)豬經濟效益。綜上可見,在豬飼料中添加黔中金蕎麥不僅可以節(jié)省常規(guī)飼料用量,降低養(yǎng)殖成本,還可以作為中藥保健品增強豬的抗病能力。
7.2 在家禽養(yǎng)殖中的應用用黔中金蕎麥替代55%精料飼喂雞,可減少精料用量2.04 kg/只,有效降低養(yǎng)殖成本[27]。周炎等[28]研究表明,將青蒿、黔中金蕎麥、茶葉、魚腥草(配比為3∶3∶3∶1)配制的油焙復合植物保健料以5%比例與飼料混合飼喂,可使肉雞的日增重、飼料利用率、成活率顯著提高。在熱應激條件下添加10%黔中金蕎麥飼喂綠殼蛋雞,對產蛋率無明顯影響,蛋黃顏色加深,氨基酸組成和含量均有改善,多不飽和脂肪酸含量降低,血清促卵泡素和黃體生成素含量升高,血清炎癥因子和內毒素水平降低[29],能有效抵抗雞的熱應激反應。飼糧中添加1%黔中金蕎麥可提高肉雞的抗氧化能力,改善腸道屏障功能,降低血清中膽固醇、甘油三酯、尿素氮的含量[30],對生長性能影響不大;還可促進肉仔雞免疫器官發(fā)育,使血清免疫球蛋白和空腸黏膜免疫因子分泌增多[31]。飼喂1%黔中金蕎麥塊根粉可使肉仔雞的抗氧化能力和免疫能力增強[32]。將青蒿、茶葉、黔中金蕎麥莖葉、杜仲葉(配比為3∶1∶3∶3)配制的天然植物雞蛋品質改善劑以0.5%比例與飼料混合后飼喂蛋雞,可提高產蛋量,改善雞蛋品質,雞產蛋死亡率降低[33]。此外,在飼料中添加1%~3%黔中金蕎麥能夠提高接種禽流感疫苗鴨群的體液免疫和細胞免疫水平[34],增強鴨瘟疫苗的免疫效果[35]。綜上所述,黔中金蕎麥制成的飼料添加劑可明顯提高肉雞的抗菌、抗氧化和免疫能力,并使蛋雞的產蛋量增加,蛋的營養(yǎng)價值明顯改善,同時也能降低養(yǎng)殖成本。
8.1金蕎麥的化學成分和營養(yǎng)成分豐富,在臨床上多以干燥根莖入藥,具有抗腫瘤、抗氧化、抗炎、抗菌和提高機體免疫力等生物活性[36]。目前對黔中金蕎麥的開發(fā)僅限于青干草、青貯飼料和草粉等產品。對其他動物藥理作用的研究報道也較少,僅有譚婭[37,38]報道在飲水中添加12%黔中金蕎麥榨汁可有效提高小鼠的抗炎能力,增加小鼠體重,在一定程度上提高小鼠的免疫水平且對小鼠內臟器官發(fā)育無不良影響。后續(xù)研究應著重黔中金蕎麥在臨床上的開發(fā)應用,以干燥根莖作為對象,對化學成分進行分析以及分離純化活性化合物,對提取物進行活性分析,或與其他中藥材組成復方制劑,進一步探討黔中金蕎麥深加工產品在畜牧養(yǎng)殖和臨床上的應用。
8.2黔中金蕎麥品質優(yōu)良、抗逆性強、營養(yǎng)成分豐富,作為1種新型飼料或飼料添加劑廣泛應用于畜牧養(yǎng)殖中,可以代替部分畜禽飼料,有效節(jié)約飼養(yǎng)成本,降低料重比。但目前還缺乏其對畜禽生長性能、胴體和肉質性狀影響方面的研究,后續(xù)應持續(xù)開展,并深入研究其在動物體內的消化代謝及利用機制。此外還可利用基因組組裝、高通量測序等現(xiàn)代生物信息學技術對該牧草的基因組和內生真菌多樣性進行分析,充分挖掘其優(yōu)勢基因表達和群體遺傳學信息。目前黔中金蕎麥的栽培和推廣利用已取得一定成效,隨著對其藥用功效的深入研究,在畜禽無抗養(yǎng)殖和臨床醫(yī)學上的應用將會發(fā)揮更大的價值。