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小肠吸收是保持钙和磷平衡的关键步骤。家禽小肠钙和磷吸收在十二指肠、空肠和回肠存在差异,并且受饲粮维生素D水平的影响。维生素D调节家禽肠道钙和磷的吸收,是由其最终活性产物1,25-(OH)2-D3起作用。在肠道上皮细胞中,1,25-(OH)2-D3与维生素D受体(VDR)结合,调节钙和磷转运蛋白基因表达,从而促进家禽肠道钙和磷的吸收。肉鸡不同肠段、饲粮维生素D水平对肉鸡小肠钙和磷转运蛋白基因表达的影响尚不明确。因此,本试验旨在探究肉鸡不同肠段中钙和磷转运蛋白基因表达的规律,检测饲粮维生素D水平对钙和磷转运蛋白基因表达的影响,分析参与肉鸡小肠钙和磷吸收的主要信号通路。试验结果将为促进肉鸡小肠钙和磷吸收、提高钙和磷利用率提供理论依据。试验一、钙和磷转运蛋白基因在肉鸡小肠各段的表达规律本试验研究钙和磷转运蛋白基因在肉鸡十二指肠、空肠和回肠中的表达规律。试验检测的钙转运蛋白包括钙结合蛋白(Ca BP-D28k)、质膜钙ATP酶1b(PMCA1b)和钠钙交换蛋白1(NCX1),磷转运蛋白包括IIb型钠磷协同转运蛋白(Na Pi-IIb)、无机磷转运蛋白1(Pi T-1)和无机磷转运蛋白2(Pi T-2)。将健康且体重相近的1日龄100只爱拔益加肉鸡公雏随机分为10个重复,每个重复10只鸡。21日龄时随机取出10只鸡,处死并解剖,刮取十二指肠、空肠和回肠粘膜,利用q RT-PCR技术,分析钙和磷转运蛋白m RNA表达水平。结果表明:(1)钙转运蛋白Ca BP-D28k、PMCA1b和NCX1基因均在十二指肠表达最高,空肠和回肠依次降低;但Ca BP-D28k和PMCA1b基因表达水平在空肠和回肠之间差异不显著(P>0.05);(2)磷转运蛋白Na Pi-IIb m RNA表达量随肠段后移显著下降(P<0.05);但是,Pi T-1 m RNA表达量随肠段的向后推移而逐渐升高,十二指肠表达最低,而回肠最高;Pi T-2 m RNA表达量呈现先升高、后降低趋势,在十二指肠中最低,空肠最高。试验表明:钙和磷的吸收能力在21日龄肉鸡十二指肠、空肠和回肠之间存在差异。试验二、不同水平VD3对肉鸡小肠钙和磷转运蛋白基因表达的影响本试验为探究不同水平VD3对肉鸡小肠钙和磷转运蛋白基因表达的影响。设计6种饲粮,在基础饲粮(不含VD3)中分别添加0、3.125、6.25、12.5、25、50μg/kg的VD3。将健康且体重相近的1日龄420只AA肉鸡公雏随机分为6个处理,每处理5个重复,每重复14只。空腹后在21日龄时屠宰,屠宰前对各笼鸡只称重,计算采食量、体增重、料重比和死亡率。称重后处死并解剖,刮取十二指肠、空肠和回肠中间5cm处粘膜,剥取胫骨和股骨。利用q RT-PCR技术分析钙和磷转运蛋白的m RNA表达量,利用Western Blotting技术分析钙和磷转运蛋白表达量。结果显示:(1)与基础饲粮(不含VD3)相比,添加VD3显著提高体增重和采食量(P<0.05),降低料重比(P<0.05);(2)与基础饲粮(不含VD3)相比,添加VD3显著增加了肉鸡胫骨和股骨的重量、长度、灰分重量、灰分含量及钙、磷含量(P<0.05);(3)与基础饲粮(不含VD3)相比,添加VD3显著提高21日龄肉鸡十二指肠中Ca BP-D28k、PMCA1b和NCX1 m RNA表达水平(P<0.05);磷转运蛋白Na Pi-IIb、Pi T-1和Pi T-2 m RNA表达水平随饲粮VD3添加水平的增加呈先升高、后降低的趋势,且均在6.25μg/kg VD3组达到最高表达水平;(4)在肉鸡空肠中,添加适量VD3显著提高钙转运蛋白Ca BP-D28k、PMCA1b和NCX1及磷转运蛋白Pi T-1和Pi T-2 m RNA表达水平(P<0.05);且Ca BP-D28k、NCX1、Pi T-1和Pi T-2在25μg/kg VD3组达到最高表达水平,PMCA1b在12.5μg/kg VD3组达到最高表达水平;添加VD3对空肠Na Pi-IIb基因表达量无显著影响(P>0.05);(5)与基础饲粮(不含VD3)相比,添加适量VD3显著提高肉鸡回肠Ca BP-D28k、PMCA1b、Na Pi-IIb和Pi T-2 m RNA表达水平(P<0.05);添加VD3对回肠Pi T-1和NCX1 m RNA表达水平无显著影响(P>0.05);(6)与基础饲粮组相比,添加6.25μg/kg VD3显著上调肉鸡十二指肠Ca BP-D28k蛋白表达水平(P<0.05),但对Na Pi-IIb蛋白和磷酸化PI3K蛋白表达无显著影响(P>0.05)。结果显示:在基础饲粮(不含维生素D)中添加适量VD3有效提高肉鸡生长性能指标和骨骼质量,上调肉鸡小肠钙和磷转运蛋白基因表达量。肉鸡基础饲粮中VD3的最适添加量为25μg/kg。试验三、不同水平25-OH-D3对肉鸡小肠钙转运蛋白基因表达的影响本试验为探究不同水平25-OH-D3对肉鸡小肠钙转运蛋白基因表达的影响。设计6种饲粮,在基础饲粮(不含维生素D)中分别添加0、3.125、6.25、12.5、25、50μg/kg的25-OH-D3。将健康且体重相近的1日龄420只AA肉鸡母雏随机分为6个处理,每处理5个重复,每重复14只。在21日龄时进行屠宰,屠宰前对各笼鸡只称重,计算采食量、体增重、料重比和死亡率。称重后处死并解剖,轻轻刮取十二指肠、空肠和回肠粘膜,剥取胫骨和股骨。利用q RT-PCR技术分析钙转运蛋白的m RNA表达量。结果显示:(1)与基础饲粮(不含维生素D)相比,添加25-OH-D3肉鸡体增重和采食量显著增加(P<0.05),料重比显著降低(P<0.05),3.125-50μg/kg 25-OH-D3组之间无显著差异(P>0.05);(2)与对照组(不含维生素D)相比,添加25-OH-D3显著增加21日龄肉鸡胫骨和股骨的重量、长度、灰分重量、灰分含量及钙、磷含量(P<0.05);(3)21日龄肉鸡十二指肠Ca BP-D28k m RNA表达量随25-OH-D3水平的升高而升高,且各组间差异显著(P<0.05);与基础饲粮(不含维生素D)相比,添加50μg/kg 25-OH-D3显著提高PMCA1b m RNA表达水平(P<0.05),添加12.5μg/kg25-OH-D3显著提高NCX1 m RNA表达水平(P<0.05);(4)肉鸡空肠Ca BP-D28k m RNA表达量随25-OH-D3水平的升高而增加(P<0.05);在基础饲粮中添加12.5-50μg/kg 25-OH-D3显著提高PMCA1b m RNA表达水平(P<0.05);添加25μg/kg 25-OH-D3显著提高空肠NCX1m RNA表达水平(P<0.05);(5)回肠中Ca BP-D28k和PMCA1b基因表达水平呈现与空肠相似的趋势,在基础饲粮中添加25-OH-D3对NCX1基因表达水平没有显著影响(P>0.05)。试验结果表明:在基础饲粮(不含维生素D)中添加适量25-OH-D3能够有效提高肉鸡生长性能和骨骼矿化指标,上调肉鸡小肠钙转运蛋白基因表达量。1~21日龄肉鸡基础饲粮中25-OH-D3的适宜添加水平为12.5~25μg/kg。试验四、腹腔注射PI3K抑制剂LY294002对肉鸡小肠钙、磷转运蛋白基因表达及MAPK信号通路的影响为探究PI3K抑制剂LY294002对肉鸡小肠钙、磷转运蛋白基因表达及MAPK信号通路的影响,随机将60只健康且体重相近的1日龄肉鸡分为2个处理,每处理5个重复,每重复6只鸡。2个处理分别注射生理盐水和LY294002抑制剂。试验期饲喂正常营养水平的饲粮,维生素D3添加量为1000 IU/kg(即25μg/kg)。在肉鸡11日龄时开始腹腔注射,每次注射0.3 mg/kg体重,持续4天,每天下午三点注射,1次/天。在肉鸡15日龄时停止饲养,空腹12 h,屠宰前对各笼鸡只称重,处死并解剖,刮取十二指肠粘膜,剥离胫骨和股骨。结果显示:(1)与对照组(注射生理盐水)相比,注射LY294002抑制剂对肉鸡生长性能、骨骼矿化指标没有显著影响(P>0.05);(2)与对照组(注射生理盐水)相比,注射LY294002抑制剂对肉鸡十二指肠钙、磷转运蛋白基因表达没有显著影响(P>0.05);(3)与对照组(注射生理盐水)相比,注射LY294002抑制剂显著下调磷转运蛋白Na Pi-IIb蛋白表达量(P<0.05),显著上调ERK1/2在Thr204位点的磷酸化水平(P<0.05),对肉鸡十二指肠钙转运蛋白Ca BP-D28k和磷酸化P38MAPK蛋白表达水平无显著影响(P>0.05)。结果表明:PI3K信号通路很可能是MAPK信号通路的上游通路,PI3K信号通路协同MAPK信号通路参与维生素D受体调节肉鸡小肠磷转运蛋白Na Pi-IIb表达和磷吸收过程。综上所述,肉鸡钙和磷转运蛋白基因在不同肠道表达量有所差异;饲粮中添加VD3和25-OH-D3可以改善肉鸡生长性能和骨骼质量,上调肉鸡小肠钙和磷转运蛋白基因表达;PI3K信号通路协同MAPK信号通路参与维生素D受体调节肉鸡小肠磷转运蛋白Na Pi-IIb表达和磷吸收过程。