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不可再生无机磷矿过度使用所带来的资源环境问题,是畜牧行业的重要关切话题。大量研究显示,产蛋鸡对饲粮中磷元素的真实需要量,远低于行业惯用营养推荐体系(如NRC1994和中国鸡饲养标准2004)中的推荐量。但是,在实际生产中,绝大部分产蛋鸡养殖者,对低磷饲粮持谨慎保守态度,饲粮磷水平设置依旧保持高位,其核心原因是,并未准确认知产蛋鸡适应低磷饲粮的机制。本研究中,为产蛋鸡设置不同非植酸磷水平饲粮,以机体磷营养过程为主线,基于成纤维细胞生长因子23(Fibroblast growth factor 23,FGF23)信号通路,分析产蛋鸡适应低磷饲粮的内在机制,并自主研制成纤维细胞生长因子受体1(Fibroblast growth factor receptor 1,FGFR1)的抗原肽疫苗,对适应机制进行验证。相关结果可促进行业对产蛋鸡饲粮磷水平的重新思考。试验一饲粮非植酸磷水平对产蛋鸡磷营养状态的影响文献普遍报道,饲粮中0.14-0.42%的非植酸磷水平,对产蛋鸡生产性能和蛋品质无显著影响,但是,并未对机体的磷营养状态进行综合分析。本试验选取海兰褐蛋鸡(38周龄)14只,随机分为2个处理组(n=7),分别饲喂非植酸磷水平为0.14(磷限制组)和0.32%(磷正常组)的玉米-豆粕型饲粮,试验期21天。试验期间,每日记录鸡只采食量、蛋重;试验第21天,测定蛋品质,并单独收集每只鸡的全天排泄物;试验第22天(早上08:00),集中屠宰,收集血液、肠道和肾脏样本,用于分析不同饲粮磷供应模式下,鸡只的磷营养状态。结果显示:不同非植酸磷水平饲粮对产蛋鸡生产性能和蛋品质无显著影响(P>0.05),生产性能指标包括产蛋率、蛋重、每日采食量、料蛋比和试验前后体重,蛋品质指标包括蛋壳厚度、蛋壳指数、蛋壳强度、蛋白高度、蛋黄颜色、哈氏单位和蛋比重。两个处理组间,血液钙水平和碱性磷酸酶活力无显著差异(P>0.05)。与磷正常组相比,磷限制组产蛋鸡血液磷水平显著降低(P<0.001),肾脏2a型钠磷协同转运蛋白(2a type sodium phosphorus co-transport carrier,NPt2a)的蛋白表达显著降低(P<0.05),十二指肠2b型钠磷协同转运蛋白(2b type sodium phosphorus co-transport carrier,NPt2b)的蛋白表达显著增加(P<0.05),磷排泄量显著降低(P<0.05),磷表观利用效率显著升高(P<0.05)。本试验结论:降低饲粮非植酸磷水平后,产蛋鸡通过提高肠道磷吸收效率以维持机体磷营养状态,虽然血液磷水平有所下调,但对生产性能和蛋品质并无负面影响。试验二饲粮非植酸磷水平对产蛋鸡FGF23信号的影响2000年新发现的调磷因子FGF23,被认为是磷稳态调控的核心激素,然而FGF23对产蛋鸡磷稳态的调控作用鲜有研究。试验一结束时,收集血液、头骨、肝脏、肾脏和肠道样本,用于测定FGF23及其受体(FGFR1,FGFR2,FGFR3,FGFR4和Klotho)的表达情况,旨在分析不同饲粮磷供应模式下,产蛋鸡FGF23信号网络的变化情况,及其对产蛋鸡适应低磷饲粮的贡献。结果显示:相对于磷正常组,磷限制组鸡只血液FGF23水平显著降低,并且,磷限制组鸡只头骨FGF23和FGFR1的m RNA表达量、肾脏FGFR1和FGFR4的m RNA表达量、空肠FGFR4的m RNA表达量显著下调(P<0.05)。两个处理组间,血液中甲状旁腺激素(Parathyroid hormone,PTH)和1,25-二羟维生素D3(1,25-Dihydroxyvitamin D3,1,25(OH)2D3)水平无显著差异(P>0.05)。本试验结论:降低饲粮非植酸磷水平后,产蛋鸡通过下调头骨FGFR1和FGF23的表达,降低血液FGF23浓度,进一步抑制肾脏和肠道中的FGF23信号传导,减少机体磷流失,进而适应低磷饲粮。试验三FGFR1抗体对产蛋鸡磷营养状态的影响试验一和试验二结果提示,产蛋鸡通过FGFR1调整机体FGF23信号传导,适应饲粮磷水平变化。本试验中,自主构建了FGFR1激活抗体,用于验证FGF23信号通路在维持蛋鸡机体磷稳态中的作用。试验选取海兰褐蛋鸡(30周龄)21只,随机分为3组(n=7),分别为:(1)对照组(注射疫苗中仅包含佐剂);(2)Cr Z-1疫苗组(注射疫苗中包含鸡FGFR1蛋白分子表面抗原片段Cr Z-1:LPEDPRWE,可诱导机体产生FGFR1激活抗体);(2)Cr Z-2疫苗组(注射疫苗中包含鸡FGFR1蛋白分子表面抗原片段Cr Z-2:LDKDKPNR,可诱导机体产生FGFR1激活抗体)。疫苗接种时间为试验第1,14和28天,根据前期研究,试验第35天时抗体滴度达到峰值,因此,于试验第35天单独收集鸡只全天排泄物、采集血清样本、测量蛋壳质量用于分析机体磷营养状态。结果显示:各处理组间,生产性能(包括产蛋率、蛋重、日采食量和料蛋比)、蛋壳质量(包括蛋壳厚度、蛋壳强度和蛋壳指数)和磷排泄状态无显著差异(P>0.05)。但是,与对照组相比,Cr Z-1疫苗组鸡只血液磷水平有降低趋势(P=0.075),Cr Z-2疫苗组鸡只血液磷水平显著降低(P<0.05)。本试验结论:用FGFR1激活抗体活化FGF23信号通路后,产蛋鸡血液磷水平显著降低,这一结果验证了FGF23信号在调控产蛋鸡血液磷水平和维持机体磷稳态方面的作用。本研究表明,短期供应0.14%非植酸磷水平饲粮,对产蛋鸡生产性能和蛋品质无不利影响。鸡只可通过降低血液磷水平,抑制FGF23“排磷”信号网络,强化肠道磷吸收能力,保持机体磷存留效率,进而适应低磷饲粮。本研究基于FGF23信号解析了产蛋鸡对低磷饲粮的适应性,回答文献中产蛋鸡适应低磷饲粮的生理学基础,可为磷元素资源节约环境保护型饲粮的配制提供新思考。