趙 娜,劉春玲,符 翔,郭子涵,王 彬,朱云芬,孫鋁輝,呂景智*,宋代軍*

(1.西南大學(xué) 動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,重慶 400715;2.湖北省恩施農(nóng)科院,湖北 恩施 445000;3.華中農(nóng)業(yè)大學(xué),湖北 武漢 430000)

硒是一種對生命至關(guān)重要的微量元素,其以硒代氨基酸的形式存在是一些如谷胱甘肽過氧化物酶等重要蛋白質(zhì)的關(guān)鍵成分[1]。動物無法在體內(nèi)合成硒元素,只能通過食物獲取。硒化合物中的亞硒酸鈉可保護(hù)機(jī)體免受重金屬等有毒物質(zhì)侵害,并顯著降低腫瘤的發(fā)生率[2]。相比無機(jī)硒,天然有機(jī)硒具有更安全,營養(yǎng)更全面,生物利用度高,環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。WANG等[3]報道了來源于植物或者微生物(酵母)等有機(jī)硒具有更高的生物利用率和更低的毒性。

目前生產(chǎn)中常用的有機(jī)硒源大多為硒代蛋氨酸、酵母硒、富硒益生菌和納米硒,但其成本較高[4],限制了有機(jī)硒在我國飼料工業(yè)中的應(yīng)用。植物可以吸收土壤中的無機(jī)硒并將其轉(zhuǎn)化為硒氨基酸、硒多糖、硒蛋白等有機(jī)形式。恩施碎米薺主產(chǎn)于湖北、湖南等地,是一種具有富硒特性的植物,其中的有機(jī)硒以硒蛋白為主[5],有較高的營養(yǎng)價值。因此,恩施碎米薺很可能成為飼料行業(yè)所亟需的經(jīng)濟(jì)有機(jī)硒源。當(dāng)前,關(guān)于恩施碎米薺的研究大多集中在其植物學(xué)特性,而在畜牧生產(chǎn)方面的研究報道較少。本試驗以伊拉肉兔為研究對象,探討來源于碎米薺的植物源硒對其生長性能、屠宰性能、肌肉品質(zhì)和抗氧化能力的影響,為碎米薺在飼料工業(yè)生產(chǎn)的開發(fā)利用提供更多資料。

1 材料與方法

1.1 試驗動物與飼養(yǎng)管理將144只35日齡雄性伊拉肉兔按體質(zhì)量隨機(jī)分成4組,每組6個重復(fù),每個重復(fù)6只兔。對照組(CON組)飼喂基礎(chǔ)飼糧,亞硒酸鈉組(S組)飼喂基礎(chǔ)飼糧添加1 mg/kg亞硒酸鈉,普通碎米薺組(C1組)飼喂基礎(chǔ)飼糧添加1.33%水平的普通碎米薺,高硒碎米薺組(C2組)飼喂基礎(chǔ)飼糧添加1.33%水平的高硒恩施碎米薺(有機(jī)硒含量為1 mg/kg)?；A(chǔ)飼糧配方和營養(yǎng)成分見表1,在2碎米薺添加組用普通碎米薺和高硒碎米薺替代等量的麥麩。試驗期為35 d,其中預(yù)試期7 d,正式期28 d。預(yù)試驗期間,按正常免疫程序?qū)θ馔眠M(jìn)行免疫接種與驅(qū)蟲,后將肉兔分組,每籠2只。飼料每天08:00和17:00分喂2次。在正式試驗期,肉兔可以自由進(jìn)食與飲水。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ)) %

1.2 樣品采集與制備在試驗開始后的第28天早晨空腹稱體質(zhì)量后對肉兔進(jìn)行耳緣靜脈采血5 mL,室溫避光靜置 10 min后放入離心機(jī),2 827 r/min離心15 min,所得血清分裝于離心管中置于-20℃冰箱中待測。每組選12只接近平均體質(zhì)量的試兔進(jìn)行屠宰,于背最長肌、腿股二頭肌上大致相同位置各取兩塊肌肉和肝臟一并轉(zhuǎn)至-80℃冰箱中保存待測。

1.3 測定指標(biāo)與方法

1.3.1生長性能 測定試兔體質(zhì)量并記錄飼糧飼喂量,計算日增重(average daily gain,ADG)、采食量(average daily feed intake,ADFI)和飼料轉(zhuǎn)化率(feed conversion ratio,FCR)。

1.3.2屠宰性能及器官指數(shù) 記錄兔的心、肝、脾、肺、腎等器官質(zhì)量和全凈膛質(zhì)量并計算全凈膛率、半凈膛率和器官指數(shù)。屠宰率=屠宰質(zhì)量/宰前活體質(zhì)量×100%,其中半凈膛質(zhì)量為全凈膛質(zhì)量加上心臟、肝臟和腎臟的質(zhì)量;器官指數(shù)=器官質(zhì)量/宰前活體質(zhì)量×100%

1.3.3血清生化指標(biāo) 采用全自動生化分析儀(Beckman DXC-800)(美國貝克曼)測定膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)、極低密度脂蛋白(VLDL)在肉兔血清中的含量。

1.3.4肉品質(zhì) 肌肉品質(zhì)的測定包括肉兔背最長肌和腿肌的pH、失水率、熟肉率及剪切力。pH:屠宰24 h后的背肌肉樣,使用德國麥特斯PH-STAR肉質(zhì)pH值測定儀測定;失水率:精確稱取10 g左右肉樣放置到離心管中,7 529 r/min離心30 min,離心后使用濾紙吸去肉樣表面水分稱重。失水率=(肉樣離心前重-肉樣離心后重)/肉樣離心前重×100%;熟肉率:精確稱取10 g左右肉樣放入水浴鍋中,當(dāng)肉樣中心溫度達(dá)到70℃時,取出并冷卻至室溫,濾紙吸去表面水分后稱重。熟肉率=(肉樣煮后重/肉樣煮前重)×100%;剪切力:取蒸煮后的背最長肌和腿肌,使用GR-150 Warner-Bratzler進(jìn)行測定,每塊肌肉進(jìn)行3～5次檢測后求取平均值。

1.3.5抗氧化指標(biāo) 血清及肝臟中的總蛋白質(zhì)(TP)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、總抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)等指標(biāo)使用南京建成生物工程研究所提供的試劑盒測定。

1.3.6肝臟氧化還原代謝與脂代謝相關(guān)基因的mRNA相對表達(dá)量的測定 測定肝臟組織谷胱甘肽過氧化物酶1(GPX1)、膽固醇7α-羥化酶(CYP7A1)、3-羥基-3-甲基戊二酰單酰輔酶A還原酶(HMGCR)基因mRNA表達(dá)水平。通過GenBank進(jìn)行序列查找,由生工生物工程(上海)股份有限公司設(shè)計合成引物(表2),肝臟組織的RNA提取使用SteadyPure Universal RNA Extraction Kit(AG21017,Accurate Biology),根據(jù)Evo M-MLV RT Premix for qPCR(AG11706,Accurate Biology)說明書進(jìn)行g(shù)DNA去除和cDNA合成。Real-time PCR 采用QuantiTect SYBR?Green PCR Kit(208054,QIAGEN)。目的基因mRNA的相對表達(dá)量參照LIVAK等[6]的方法計算,內(nèi)參基因為甘油醛-3-磷酸脫氫酶(GAPDH),通過歸一化法,以相對于對照組的表達(dá)量表示。

表2 引物信息

2 結(jié)果

2.1 飼糧中添加來源于碎米薺的植物源硒對肉兔生長性能的影響由表3可知,C2組的采食量和日增重顯著高于CON組(P<0.05),S、C1和CON組間采食量和日增重差異不顯著(P>0.05)。C1、C2和S組間采食量差異不顯著(P>0.05),C2組的日增重顯著高于其他3組(P<0.05)。本試驗飼糧中添加碎米薺和亞硒酸鈉對肉兔的飼料轉(zhuǎn)化率均無顯著影響(P>0.05)。

表3 飼糧中添加來源于碎米薺的植物源硒對肉兔生長性能的影響

2.2 飼糧中添加來源于碎米薺的植物源硒對肉兔屠宰性能及器官指數(shù)的影響由表4可知各組之間的全凈膛率、心臟指數(shù)、肝臟指數(shù)、胸腺指數(shù)、脾臟指數(shù)和肺臟指數(shù)沒有顯著性差異(P>0.05)。S組中的半凈膛率顯著高于其他3組,腎臟指數(shù)顯著高于對照組(P<0.05)。

2.3 飼糧中添加來源于碎米薺的植物源硒對肉兔肌肉品質(zhì)的影響由表5可知,對照組與試驗組中肌肉pH均無顯著變化(P>0.05)。與CON組相比,各試驗組肉兔肌肉的失水率均有顯著降低(P<0.05),肌肉的熟肉率均有顯著提高(P<0.05),其中C2組的添加效果優(yōu)于S和C1組。與CON組相比,飼糧中添加兩種碎米薺均可顯著降低肉兔腰肌的剪切力(P<0.05),其中添加高硒碎米薺的效果更顯著(P<0.05)。

表5 飼糧中添加來源于碎米薺的植物源硒對肉兔肌肉品質(zhì)的影響

2.4 飼糧中添加來源于碎米薺的植物源硒對肉兔血脂的影響由表6可知,飼糧中添加不同源硒均可降低肉兔血清中TC含量,S、C1組的TG含量顯著低于對照組(P<0.05)。對照組和試驗組肉兔血清中LDL、VLDL含量無顯著性差異(P>0.05)。與對照組相比,飼糧中添加高硒碎米薺可以顯著提高肉兔血清中HDL含量(P<0.05)。

表6 飼糧中添加來源于碎米薺的植物源硒對肉兔血脂的影響 mol/L

2.5 飼糧中添加來源于碎米薺的植物源硒對肉兔血清和肝臟抗氧化的影響由表7可知,對照組和試驗組血清中的T-AOC、血清和肝臟中的SOD活性差異不顯著(P>0.05),但C2組肝臟中的T-AOC顯著高于其他3組(P<0.05)。C2組血清和肝臟中的GSH-Px活性顯著高于對照組(P<0.05),S 、C1和對照組之間無顯著性差異(P>0.05)。C2組血清中的MDA含量顯著低于對照組和S組,肝臟中的MDA含量顯著低于其他3組(P<0.05)。

表7 飼糧中添加來源于碎米薺的植物源硒對肉兔血清和肝臟抗氧化的影響 U/L

2.6 飼糧中添加來源于碎米薺的植物源硒對肉兔肝臟抗氧化和脂代謝相關(guān)基因表達(dá)的影響由表8可知,與對照組相比,飼糧中添加高硒碎米薺可以顯著提高肉兔肝臟中GPX1和CYP7A1基因mRNA的表達(dá)(P<0.05),添加普通碎米薺對GPX1 mRNA和CYP7A1 mRNA的表達(dá)無顯著性影響(P>0.05),添加亞硒酸鈉顯著提高了肉兔肝臟中GPX1 mRNA的表達(dá)(P<0.05),但對CYP7A1 mRNA的表達(dá)無顯著性影響(P>0.05)。對照組與試驗組肝臟中HMGCR mRNA表達(dá)無顯著性差異(P>0.05)。

3 討論

3.1 飼糧中添加來源于碎米薺的植物源硒對肉兔生長性能的影響硒參與合成甲狀腺激素,甲狀腺激素參與生長激素和胰腺胰島素的分泌,并增加基礎(chǔ)代謝和促進(jìn)糖蛋白質(zhì)脂鹽代謝,機(jī)體硒不足時甲狀腺激素合成嚴(yán)重受阻從而導(dǎo)致動物生長發(fā)育受到抑制[7]。作為微量元素,硒是動物生長發(fā)育和生產(chǎn)過程中所必需的,不同硒源及添加水平對家兔生長性能有不同的影響。張艷艷等[8]研究發(fā)現(xiàn),飼糧亞硒酸鈉添加水平為0.23 mg/kg時,肉兔日增重和料肉比均相對較好。AMER等[9]研究發(fā)現(xiàn)0.3 mg/kg亞硒酸鈉與0.6 mg/kg硒酵母配合使用可以顯著改善斷奶新西蘭白兔的生長性能。ABDEL-WARETH等[10]的研究表明,飼糧中添加0.4 mg/kg的納米硒,顯著提高了兔的日增重,但對采食量和料肉比無顯著性影響。

亞硒酸鈉為簡單擴(kuò)散形式被腸道吸收,無機(jī)硒進(jìn)入動物腸道后,少量參與形成硒蛋白被機(jī)體利用,大部分硒經(jīng)代謝排出體外,所以利用率較低[11]。機(jī)體對二價硒的吸收能力相對較弱,可能導(dǎo)致了本試驗中高劑量的無機(jī)硒(亞硒酸鈉)對肉兔生長性能影響不顯著。而碎米薺中硒存在形態(tài)主要為硒代蛋氨酸(Se-Met)[12],Se-Met和蛋氨酸(Met)都會被機(jī)體主動吸收,且Met和Se-Met無法被機(jī)體區(qū)分,所以Se-Met通過腸道內(nèi)的Met轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)入Met池,隨機(jī)參與硒蛋白的合成。Se-Met還可以儲存在機(jī)體的蛋白池內(nèi),通過參與蛋白質(zhì)的不斷轉(zhuǎn)換來維持體內(nèi)硒的動態(tài)平衡[11]。本試驗中,與添加同劑量無機(jī)硒組相比,飼糧中添加來源于碎米薺的有機(jī)硒可提高肉兔生長性能,試驗結(jié)果提示機(jī)體對有機(jī)硒比無機(jī)硒有更高的利用度。

3.2 飼糧中添加來源于碎米薺的植物源硒對肉兔屠宰性能及器官指數(shù)的影響屠宰率是評價畜禽肉用性能的一個重要指標(biāo),其水平與畜禽的品種、年齡、體質(zhì)量、日糧組成和飼養(yǎng)方式密切相關(guān)[13]。AYYAT等[14]研究表明,飼糧中添加有機(jī)硒對新西蘭兔的胴體、肝臟、腎周脂肪等的質(zhì)量沒有顯著的影響。郭肖蘭[15]研究發(fā)現(xiàn),飼糧中納米硒和VE聯(lián)用可以改善獺兔的全凈膛率和半凈膛率,但與對照組相比無明顯差異。有關(guān)飼糧硒添加對肉兔屠宰性能及臟器指數(shù)影響的研究較少,在本試驗中,飼糧中添加1 mg/kg的有機(jī)硒對肉兔的全凈膛率無顯著影響,添加1 mg/kg的亞硒酸鈉提高了肉兔的半凈膛率和腎臟指數(shù),與前人的研究結(jié)果相似。

3.3 飼糧中添加來源于碎米薺的植物源硒對肉兔肌肉品質(zhì)的影響硒主要通過抗氧化功能對肉品質(zhì)起到改善作用,肉品質(zhì)在一定程度上可以從失水率、熟肉率和剪切力中反映。SILVA等[16]發(fā)現(xiàn),飼糧中添加硒代蛋氨酸可以降低育肥豬肌肉的失水率,這與朱宏娟[17]和謝開春[18]分別在肉雞和肉兔試驗中得出的結(jié)論相似。張永翠等[19]在研究飼糧中添加酵母硒對杜寒雜交羊肉品質(zhì)的影響中發(fā)現(xiàn),飼糧中添加酵母有機(jī)硒源能顯著降低雜交羊肌肉的剪切力,提高熟肉率。本試驗中,飼糧中添加不同來源的硒均能使肉兔肌肉的失水率和剪切力降低,熟肉率提高,且添加來源于碎米薺的有機(jī)硒對肉質(zhì)的改善效果更顯著,與前人研究結(jié)果基本一致。

3.4 飼糧中添加來源于碎米薺的植物源硒對肉兔血脂的影響硒可以調(diào)節(jié)肝臟膽固醇代謝相關(guān)關(guān)鍵基因的表達(dá),降低血清中膽固醇和甘油三酯的含量,還可以使血清和肝臟的脂質(zhì)過氧化水平降低[20-21]。研究表明,飼糧中添加富硒酵母可顯著提高山羊血清HDL含量,降低TC的含量[22];飼糧中添加亞麻籽油和有機(jī)硒可顯著提高新西蘭兔血漿中HDL含量[23]。AMER等[9]發(fā)現(xiàn),飼糧中補(bǔ)充硒和鉻可以使新西蘭兔血清中HDL含量提高,TC、TG和LDL含量降低。本試驗中,飼糧中添加高硒碎米薺顯著提高血清中HDL含量,降低血清中的TC含量,說明飼糧中添加來自于碎米薺的有機(jī)硒改善了肉兔的脂質(zhì)代謝。

3.5 飼糧中添加來源于碎米薺的植物源硒對肉兔血清和肝臟抗氧化的影響機(jī)體抗氧化能力可以從血清和肝臟抗氧化水平上體現(xiàn)。硒是GSH-Px和硒蛋白的組成成分, GSH-Px也是過氧化氫和脂質(zhì)及磷脂過氧化氫的清除劑,可通過減少過氧化氫的積累來保護(hù)細(xì)胞免受氧化損傷[24]。T-AOC的水平可以衡量機(jī)體的總抗氧化能力。機(jī)體脂質(zhì)過氧化水平一定程度上可以從SOD和MDA的含量中體現(xiàn)[18]。QIN等[25]發(fā)現(xiàn),飼糧中添加不同硒源均可降低新西蘭兔肝臟MDA含量,提高GSH-Px和T-AOC含量,但納米硒效果優(yōu)于亞硒酸鈉。韓志剛等[26]發(fā)現(xiàn),飼糧中添加有機(jī)硒可以提高新西蘭斷奶仔兔血清中的GSH-Px和SOD活性,降低MDA含量。PAOADOMICHELAKIS等[27]研究了日糧中添加0.1,0.5和2.5 mg/kg的有機(jī)硒與基礎(chǔ)飼糧對生長肉兔肉品質(zhì)、脂肪酸組成、氧化穩(wěn)定性的影響,發(fā)現(xiàn)飼糧中添加0.5 mg/kg的有機(jī)硒可改善肉兔機(jī)體的脂肪酸組成和氧化穩(wěn)定性,而添加2.5 mg/kg的有機(jī)硒則沒有顯著改善作用。本試驗中,飼糧中高硒碎米薺的添加使肉兔血清和肝臟中的GSH-Px含量及肝臟的T-AOC水平提高,MDA含量降低,說明飼糧中添加來源于碎米薺的有機(jī)硒可以增強(qiáng)機(jī)體清除自由基的能力,提高肉兔機(jī)體的抗氧化能力。

3.6 飼糧中添加來源于碎米薺的植物源硒對肉兔肝臟抗氧化和脂代謝相關(guān)基因表達(dá)的影響在哺乳動物中,目前已知6種含硒蛋白質(zhì),其中GSH-Px家族是最重要的一類[8]。王秀娜等[28]以豬為試驗對象對GPX1基因表達(dá)的研究表明,相同劑量的硒添加,納米硒組GPX1 mRNA表達(dá)量顯著高于亞硒酸鈉組。本試驗結(jié)果顯示,在硒補(bǔ)充量相同的條件下,高硒碎米薺組的肝臟組織中GPX1 mRNA表達(dá)量顯著高于亞硒酸鈉組,這與上述研究結(jié)果一致。而飼糧中補(bǔ)充普通碎米薺對肝臟中GPX1 mRNA的表達(dá)無顯著作用,一定程度證明了是飼糧中添加來源于碎米薺的硒對肝臟GPX1 mRNA表達(dá)的提升。CYP7A1是催化膽固醇在肝臟分解為膽汁酸的限速酶,維持膽固醇代謝平衡,影響血脂代謝[29]。肝臟中CYP7A1 mRNA表達(dá)量的提高,說明飼糧中添加高硒碎米薺改善了肉兔的脂質(zhì)代謝。其機(jī)制可能與植物源硒的添加誘導(dǎo)CYP7A1的表達(dá),促進(jìn)肝臟攝取、氧化脂肪酸與膽固醇有關(guān)。高硒碎米薺組HDL、TC含量有顯著降低,也與其肝臟CYP7A1 mRNA相對表達(dá)量的顯著提高相吻合。HMGCR是膽固醇從頭合成的主要限速酶[30-31],楊玉等[32]研究對飼糧添加酵母硒對蛋雞脂代謝的影響中表明,添加0.6 mg/kg酵母硒可極顯著降低肝臟HMGCR mRNA相對表達(dá)量。國內(nèi)外在哺乳動物研究中對硒和HMGCR mRNA表達(dá)量變化的相關(guān)研究較少,本試驗與上述結(jié)果不一致,可能與試驗對象不同有關(guān),具體機(jī)制有待進(jìn)一步分析。

綜上所述,在本試驗條件下,與同劑量無機(jī)硒相比,飼糧中添加來源于碎米薺的硒能夠提高肉兔的生長性能,改善兔肉品質(zhì),提高機(jī)體抗氧化能力,并在一定程度上改善肉兔的脂質(zhì)代謝。因此,恩施碎米薺在飼料生產(chǎn)中有潛在價值,開發(fā)與利用前景廣闊。