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随着蛋鸡养殖业中蛋鸡淘汰周龄从72周龄延长至80周龄,产蛋后期占据了整个产蛋期近一半的时间,其产蛋性能直接影响蛋鸡养殖业的经济效益。蛋鸡在产蛋后期面临的突出问题是随着周龄的增加,蛋鸡因卵巢功能衰退、营养代谢性疾病加剧、抗病原菌感染和应激能力减弱等原因导致产蛋率下降和蛋品质变差。开发绿色饲料添加剂是一个重要的解决手段。牛磺酸是一种世界公认的营养强化剂,具有调节能量代谢、脂质代谢和内分泌,以及抗氧化和抗炎症等多种生理功能,已经在医药、食品、饮料等领域广泛应用,其近年在全球的需求量逐年攀升,但牛磺酸在畜禽养殖中的应用仍处于起步阶段。中国政府于2020年7月实行饲料禁抗政策后,规模化养殖的畜禽的生长性能、饲料转化效率和机体健康均受到一定程度的影响,牛磺酸因其多方面有益功能,在后抗生素时代下规模化畜禽养殖中的作用受到一些学者的推崇,目前的研究报道主要集中在牛磺酸提升畜禽生产性能方面,但其作用机制尚需进一步阐明。本研究在课题组前期牛磺酸提高蛋鸡产蛋率试验的基础上,选取产蛋高峰期蛋鸡组、产蛋后期蛋鸡组和牛磺酸处理的产蛋后期蛋鸡组三个试验组,通过血清生殖激素水平测定、血清代谢组分析、肝脏脂质组分析和卵黄前体合成相关基因表达分析等揭示牛磺酸提高蛋鸡产蛋后期产蛋率的代谢调节机制,为牛磺酸在后抗生素时代的蛋鸡营养中的应用提供理论依据。主要结果如下:(1)卵巢和卵泡组织切片观察和卵泡数目分析表明,日粮中添加0.02%的牛磺酸使产蛋后期蛋鸡卵巢基质平滑肌更加的致密和规则,使小白卵泡的膜层和颗粒层厚度增加且结构更加紧密,显著提高了卵巢中总卵泡数和等级卵泡数(P<0.05)。0.02%的牛磺酸还显著提高了产蛋后期蛋鸡血清中生殖激素促卵泡素、雌二醇和孕酮的水平以及小黄卵泡上促卵泡素受体和雌激素受体的m RNA水平(P<0.05)。(2)血清代谢组分析筛选出了6种影响产蛋后期蛋鸡产蛋率的核心代谢物,包括亚油酸、γ-亚麻酸、泛酸盐、L-蛋氨酸、左旋肉碱、2-甲基丁酰肉碱。进一步通过Metabo Analyst5.0进一步对上述6种代谢物代谢途径分析,发现牛磺酸主要扰动了亚油酸代谢、泛酸和Co A生物合成、半胱氨酸和蛋氨酸代谢以及肉碱代谢,它们主要与脂质代谢和能量代谢相关。(3)肝脏脂质组分析表明,与产蛋高峰期蛋鸡相比,产蛋后期蛋鸡肝脏中121种脂质浓度显著增加(P<0.05),其中包括34种储存性脂质(甘油酯类)和45种结构性脂质(甘油磷脂类),日粮中添加0.02%的牛磺酸降低了产蛋后期蛋鸡肝脏中111种脂质的浓度,均为甘油酯类脂质。肝脏脂滴切片观察和甘油三酯和胆固醇含量分析表明,与产蛋高峰期蛋鸡相比,产蛋后期蛋鸡肝脏中出现了严重的脂滴聚积,甘油三酯含量也显著升高(P<0.05),而0.02%的牛磺酸明显减少了产蛋后期蛋鸡肝脏中脂滴聚积,显著降低了肝脏中甘油三酯和总胆固醇的含量(P<0.05)。(4)肝脏脂代谢相关基因和三羧酸循环关键基因m RNA表达水平分析表明,与产蛋高峰期蛋鸡相比,产蛋后期蛋鸡肝脏中脂肪分解和脂肪酸氧化相关基因LPL、FABP-1、CPT-1A、ACOX1、PPARα(P<0.05),以及三羧酸循环关键基因CS、IDH3A和OGDH的m RNA相对表达水平显著降低(P<0.05),0.02%的牛磺酸显著促进了产蛋后期蛋鸡肝脏中上述基因中除IDH3A之外的基因的表达(P<0.05)。(5)卵黄前体物质在肝脏中合成、血液中的转运和卵泡中的沉积分析表明,与产蛋高峰期蛋鸡相比,产蛋后期蛋鸡肝脏中卵黄前体物质极低密度脂蛋白(VLDL)和卵黄蛋白原(VTG)的含量及其合成相关基因ESR2、Apo B、Apo VLDL-Ⅱ和VTG-Ⅱ的m RNA表达水平均显著降低(P<0.001),并且血清中卵黄前体物质VLDL和VTG的含量(P<0.05)以及卵泡上卵黄前体物质受体VLDLR的m RNA表达水平也均显著降低(P<0.01);日粮中添加0.02%的牛磺酸显著提高了肝脏中VLDL和VTG的含量及其合成相关基因m RNA表达水平(P<0.05),还显著提高了血清中VTG的含量(P<0.001)和卵泡上VLDLR的m RNA表达水平(P<0.05)。综上所述,本研究的主要结论是:(1)蛋鸡产蛋后期产蛋率下降的可能代谢机制是:肝脏中脂肪酸氧化和三羧酸循环水平降低引起肝脏脂质沉积增加和能量供应减少,进而导致肝脏中卵泡发育所需的卵黄前体物质极低密度脂蛋白和卵黄蛋白原的合成减少,最终使产蛋后期蛋鸡的产蛋率降低。(2)日粮中添加0.02%的牛磺酸通过促进产蛋后期蛋鸡肝脏中脂肪酸的氧化和三羧酸循环,缓解肝脏中的脂质沉积和提高了肝脏中的能量供应,同时还通过改善卵巢分泌雌二醇激素的功能,以增强卵泡发育所需的卵黄前体物质极低密度脂蛋白和卵黄蛋白原在肝脏中的合成、血液中的转运和卵泡中的沉积,进而促进卵泡的发育和成熟卵泡的排卵,最终使蛋鸡产蛋后期的产蛋率提高。(3)蛋鸡产蛋后期的产蛋率可能主要受到了6种核心代谢物浓度的影响,包括亚油酸、γ-亚麻酸、泛酸盐、L-蛋氨酸、左旋肉碱和2-甲基丁酰肉碱。牛磺酸主要通过扰动亚油酸代谢、泛酸和辅酶A的生物合成、半胱氨酸和蛋氨酸代谢以及肉碱代谢来提高以上6种代谢物的浓度,进而提高蛋鸡产蛋后期的产蛋率。