1～14日齡北京鴨煙酸與色氨酸互作關系的研究

謝 明 韓旭峰，2 侯水生* 黃 葦 喻俊英

(1.中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所，北京 100193;2.西北農林科技大學動物科技學院，楊凌 712100)

色氨酸是家禽生長發育的必需氨基酸，其通過參與5－羥色胺、褪黑激素及煙酸的合成在動物體內起著非常重要的營養調控作用［1］。同時，盡管色氨酸是家禽飼料中排在蛋氨酸、賴氨酸之后的限制性氨基酸，但色氨酸是各種飼料原料中含量最低的必需氨基酸。隨著家禽飼料中豆粕使用比例的降低和工業合成晶體賴氨酸和蛋氨酸的大量添加，色氨酸的飼料限制性氨基酸作用越來越明顯。在肉雞飼料中，即使蛋氨酸、賴氨酸供給充足，色氨酸缺乏依然可顯著降低其生長性能［2－3］。目前，關于鴨色氨酸營養需要的研究僅有少量的報道。以平均日增重和料重比為評價指標，8～20日齡半番鴨色氨酸需要量為0.23%［4］;以免疫指標及性成熟為評價指標，12～17周齡金定蛋鴨的適宜色氨酸水平為0.242% ～0.269%［5］。由于動物體內存在色氨酸轉化成煙酸的生化代謝途徑［6］，煙酸與色氨酸之間可能存在顯著的互作關系。在生長前期北京鴨和半番鴨方面的研究表明，在煙酸缺乏的飼糧中提高飼糧色氨酸水平可降低煙酸缺乏癥的發病率，并能緩解甚至完全克服煙酸缺乏導致的生長抑制［4，7］，但在飼糧煙酸水平正常及過量的情況下，色氨酸的促生長作用減弱甚至不明顯。這反映出煙酸可能通過其與色氨酸之間的互作關系影響鴨對色氨酸的營養需要。然而，目前煙酸與色氨酸互作關系的研究僅限于二因子方差分析的定性研究，而兩者之間互作影響的定量研究未見相關報道，也缺乏適宜的統計分析方法。當前，在肉雞飼糧粗蛋白質與賴氨酸之間關系的研究中，Sterling等［8］在采用相同數學回歸模型分別估測出2種飼糧粗蛋白質水平下達到最佳生長性能賴氨酸需要量的基礎上，通過采用t檢驗比較了這2種情況下賴氨酸需要量之間的統計學差異。這為營養素之間互作關系的定量比較研究提供了新的思路。因此，本研究擬通過二因子試驗設計，在采用數學模型預測色氨酸營養需要量的基礎上，比較不同飼糧煙酸水平下北京鴨對色氨酸營養需要在數量上的統計學差異，探討肉鴨飼糧中煙酸與色氨酸之間互作關系，為養殖生產實踐中肉鴨飼糧的合理配制提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗設計及飼糧組成

試驗采用4×5二因子完全隨機試驗設計，設4 個飼糧煙酸水平(35、75、115、155 mg/kg)，5 個飼糧色氨酸水平(0.132%、0.167%、0.202%、0.237%、0.272%)。試驗基礎飼糧除粗蛋白質、色氨酸和煙酸外，其他營養水平主要參考NRC(1994)［9］肉鴨營養需要配制而成，基礎飼糧組成及營養水平見表1。

試驗通過在基礎飼糧中添加4個不同水平(0、40、80、120 mg/kg)煙酰胺(純度 99.5%)和 5個不同水平(0、0.035%、0.070%、0.105%、0.140%)L－色氨酸(純度98.5%)配制成20種不同煙酸和色氨酸水平的試驗飼糧。試驗飼糧均制成顆粒飼料。依據每組每重復試驗鴨初始體重基本一致的原則，將840只1日齡健康雄性北京鴨隨機分為20個組，每組6個重復，每個重復7只鴨。試驗期14 d。

1.2 飼養管理

試驗鴨網上平養，自由采食與飲水，24 h光照。按試驗飼糧分組飼養，其他按常規飼養管理進行。

1.3 生長性能測定

于15日齡早晨，分別稱取各組各重復鴨只空腹體重和剩余料重，計算1～14日齡鴨平均日增重、平均日采食量和料重比。

1.4 統計分析

試驗數據用“平均值±標準差”表示。試驗數據采用SAS 9.0統計軟件進行統計分析。應用GLM程序按完全隨機試驗設計進行二因子方差分析。以P＜0.05為顯著性水平，運用Duncan氏法進行平均值之間的多重比較。同時，依據Robbins等［10］的方法，采用折線模型預測不同飼糧煙酸水平下色氨酸需要量和煙酸需要量。參考Sterling等［8］的方法，采用t檢驗比較2種色氨酸需要量之間的差異顯著性。

表1 基礎飼糧組成及營養水平(風干基礎)Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet(air－dry basis) %

折線模型如下:

式中:y為肉鴨生長性能;x為飼糧色氨酸水平(%)或飼糧煙酸水平(mg/kg);r為色氨酸需要量(%)或煙酸需要量(mg/kg);l為當x=r時肉鴨的生長性能;u為折線模型的斜率。在該模型中，當 x＞r時，y=l。

t檢驗中t值計算公式如下:

式中:R0和SE0分別為35 mg/kg飼糧煙酸水平下色氨酸需要量及其相應的標準誤;R和SE分別為與R0比較的其他飼糧煙酸水平下色氨酸需要量及其相應的標準誤。t值的自由度為同一飼糧煙酸水平下不同飼糧色氨酸水平所產生的樣本容量減去樣本重復數(5×6－6=24)，且P=0.05和 P=0.01 對應的 t值分別為 tα=0.05，df=24=2.064，tα=0.01，df=24=2.797。

2 結果與分析

2.1 飼糧煙酸與色氨酸對北京鴨生長性能的影響

飼糧煙酸與色氨酸對北京鴨生長性能的影響見表2。飼糧色氨酸對北京鴨生長性能影響的主效應分析表明，隨飼糧色氨酸水平升高，北京鴨平均日增重和平均日采食量逐級顯著升高(P＜0.05)，當飼糧色氨酸水平由0.132%升高至0.167%時，料重比顯著降低(P＜0.05)，但進一步升高飼糧色氨酸水平，料重比未得到進一步改善(P＞0.05)。飼糧煙酸對北京鴨生長性能影響的主效應分析表明，當飼糧煙酸水平由35 mg/kg升高至75 mg/kg時，平均日增重和平均日采食量顯著升高(P＜0.05)，但進一步提高飼糧煙酸水平，平均日增重和平均日采食量均未得到進一步提高(P＞0.05)，而料重比則顯著升高(P＜0.05)。飼糧色氨酸和煙酸水平對北京鴨生長性能產生顯著的交互作用(P＜0.05)。在基礎飼糧中單獨補充色氨酸可顯著提高北京鴨平均日采食量和平均日增重(P＜0.05)，降低料重比(P＜0.05);而基礎飼糧中單獨補充煙酸對北京鴨平均日采食量和平均日增重均未產生顯著影響(P＞0.05)，但顯著提高了料重比(P＜0.05)。同時，當飼糧煙酸水平為35 mg/kg時，北京鴨平均日采食量和平均日增重在日糧色氨酸為0.272%時達到最大。而當飼糧煙酸水平為75、115和155 mg/kg時，北京鴨平均日采食量和平均日增重在飼糧色氨酸水平為0.202%時達到最大。

2.2 不同飼糧煙酸水平下北京鴨色氨酸需要量

由于煙酸與色氨酸對北京鴨生長性能產生顯著的交互作用(P＜0.05)，為此，本試驗分析了不同飼糧煙酸水平下達到最佳平均日增重的北京鴨色氨酸需要量(表3)。依據折線模型，以平均日增重為評價指標，當飼糧煙酸水平分別為35、75、115和155 mg/kg時，1～14日齡北京鴨色氨酸需要量分別為 0.254%、0.169%、0.170%和0.172%。t檢驗分析表明，飼糧煙酸水平為35 mg/kg時色氨酸需要量極顯著高于飼糧煙酸水平為75、115和155 mg/kg時的色氨酸需要量(P＜0.01)。而飼糧煙酸水平為 75、115和155 mg/kg時的色氨酸需要量兩兩之間不存在顯著差異(P＞0.05)。然而，由于折線模型回歸分析未能達到顯著水平(P＞0.05)，本試驗尚不能以料重比為評價指標采用該模型分別成功預測不同飼糧煙酸水平下北京鴨色氨酸需要量。

由于飼糧煙酸水平設置過寬和折線模型回歸分析未能達到顯著水平(P＞0.05)，本試驗尚不能采用折線模型分別成功預測不同飼糧色氨酸水平下北京鴨煙酸需要量。但是，為了提供本試驗中北京鴨適宜煙酸需要量的判定標準，本試驗依據飼糧煙酸對北京鴨平均日增重影響的主效應，采用折線模型計算出1～14日齡達到最佳平均日增重條件下北京鴨煙酸需要量為81 mg/kg［y=49.1－0.3 ×(81 －x)，x≤81，P=0.032 0，R2=0.998］。

3 討論

為降低基礎飼糧中色氨酸水平，本試驗適當降低了基礎飼糧中粗蛋白質水平。同時，色氨酸在肉雞飼料中限制性氨基酸順序的研究表明，色氨酸分別是玉米和玉米蛋白粉的第三和第二限制性氨基酸［11－12］。因此，本試驗以玉米和玉米蛋白粉作為試驗基礎飼糧的主要飼料原料。在試驗中，采食煙酸和色氨酸均缺乏基礎飼糧的北京鴨在14日齡表現出嚴重的生長抑制。色氨酸和煙酸對1～14日齡北京鴨生長性能影響的主效應表明，基礎飼糧中單獨添加色氨酸和煙酸均可顯著提高北京鴨平均日增重及平均日采食量。這表明，該飼糧類型適合于同時評價煙酸和色氨酸對北京鴨的生長效應。

表2 飼糧煙酸與色氨酸對1～14日齡北京鴨生長性能的影響Table 2 Effects of dietary niacin and tryptophan on growth performance of Pekin ducks aged from 1 to 14 days

本試驗主效應分析表明，隨著飼糧色氨酸或煙酸水平升高，北京鴨平均日增重和平均日采食量均同時顯著升高，這提示著色氨酸和煙酸對北京鴨的促生長作用可能與兩者顯著提高北京鴨采食量密切相關。目前關于煙酸對動物采食量調控的作用機理未見相關報道。色氨酸方面的研究表明，飼糧色氨酸可能通過影響下丘腦5－羥色胺和色氨酸水平調控家禽采食量［13］。劉華珍［14］在肉鴨研究中觀察到，腹腔注射色氨酸溶液可影響5－羥色胺能神經元在鴨腦干和小腦中的分布，但色氨酸調控肉鴨采食量的營養作用機理還有待深入地研究。此外，色氨酸在蛋白質合成方面的調控作用可能是色氨酸促生長作用的另一原因。Adeola［15］在北京鴨方面的研究發現，隨飼糧色氨酸水平升高，北京鴨胴體色氨酸和蛋白質沉積量均顯著線性升高。

表3 折線模型估測不同飼糧煙酸水平下達到最佳平均日增重北京鴨色氨酸需要量Table 3 Tryptophan requirement for optimal ADG at different dietary niacin levels according to broken－line regression of Pekin ducks

本試驗結果與先前肉鴨方面的研究結果［4，7］相一致，飼糧煙酸與色氨酸之間存在顯著的互作關系，主要表現在提高飼糧色氨酸水平可顯著緩解甚至完全克服煙酸缺乏導致的肉鴨生長抑制。然而，與先前研究報道不同，本試驗中肉鴨飼糧中煙酸與色氨酸之間的互作關系還表現在飼糧煙酸水平對肉鴨色氨酸需要量的影響。本試驗在采用折線模型估測不同飼糧煙酸水平下達到最佳平均日增重1～14日齡北京鴨色氨酸需要量的基礎上，通過t檢驗定量地比較了以上不同飼糧煙酸水平下色氨酸需要量之間的統計學差異。在本試驗中，飼糧煙酸水平對北京鴨色氨酸需要量產生顯著影響(表3)。以依據折線模型獲得的達到最佳平均日增重1～14日齡北京鴨煙酸需要量(81 mg/kg)為肉鴨煙酸適宜需要量判定標準，飼糧煙酸嚴重缺乏(35 mg/kg)下色氨酸需要量(0.254%)顯著高于飼糧煙酸充足(115和155 mg/kg)條件下色氨酸需要量(0.170%和0.172%)。Heidelberger等［6］通過同位素示蹤技術發現，鼠體內存在色氨酸轉化為煙酸的生化代謝途徑。因此，本試驗結果提示，在煙酸缺乏的情況下，攝入的色氨酸在滿足動物需要的基礎上，額外的一部分可能會轉化為煙酸以滿足機體對該維生素的需要。本試驗結果還表明，飼糧中單獨補充色氨酸可顯著緩解煙酸缺乏導致的肉鴨生長抑制，而飼糧中單獨補充煙酸對色氨酸缺乏導致的生長抑制并不產生顯著地改善作用。這也間接反映出色氨酸轉化為煙酸生化代謝途徑的不可逆性。目前，關于家禽色氨酸轉化為煙酸的效率已有一定的研究報道，Chen等［7］研究報道，北京鴨、半番鴨和肉仔雞轉化成1 mg煙酸分別需要181、172和47 mg的色氨酸。盡管肉鴨體內色氨酸轉化成煙酸的效率遠低于雞，但家禽色氨酸對煙酸的轉化效率主要依據生長性能數據而非生化代謝途徑相關指標而獲得的，因此，這些數值是值得質疑的。

4 結論

①飼料中單獨補充色氨酸可緩解飼糧煙酸缺乏導致的北京鴨生長抑制，而飼料中單獨補充煙酸不能緩解飼糧色氨酸缺乏導致的北京鴨生長抑制。

②飼糧中煙酸與色氨酸之間的互作關系表現在飼糧煙酸水平對北京鴨色氨酸需要量產生顯著影響。當飼糧煙酸缺乏時，1～14日齡北京鴨色氨酸需要量顯著升高。

［1］魏宗友，張建智，張紅偉，等.色氨酸的營養研究及其在家禽生產中的應用［J］.中國飼料，2010(8):36－38.

［2］ROSA A P，PESTI G M，EDWARDS H M，et al.Tryptophan requirements of different broiler genotypes［J］.Poultry Science，2001，80:1718 － 1722.

［3］CORZO A，MORAN E T，HOEHLER D，et al.Dietary tryptophan need of broiler males from forty－two to fifty－six days of age［J］.Poultry Science，2005，84:226－231.

［4］WU L S，WU C L，SHEN T F.Niacin and trptophan requirements of mule ducks fed corn and soy－based diets［J］.Poultry Science，1984，63:153 － 158.

［5］張括，王安，劉洋景.12～17周齡金定蛋鴨色氨酸適宜需要量的研究［J］.飼料工業，2011，32(20):6－9.

［6］HEIDELBERGER C，ABRAHAM E P，LEPKOVSKY S.Tryptophan metabolism.Ⅱ.Concerning the mechanism of the mammalian conversion of tryptophan into nicotinic acid［J］.Journal of Biological Chemistry，1949，179:151 －155.

［7］CHEN B J，SHEN T F，AUSTIC R E.Efficiency for tryptophan－niacin conversion in chickens and ducks［J］.Nutrition Research，1996，16:91 － 104.

［8］STERLING K G，PESTI G M，BAKALLI R I.Performance of broiler chicks fed various levels of dietary lysine and crude protein［J］.Poultry Science，2003，82:1939－1947.

［9］NRC.Nutrient requirements of poultry［S］.9th revised edition.Washington，D.C.:National Academy Press，1994.

［10］ROBBINS K R，SAXTON A M，SOUTHERN L L.Estimation of nutrient requirements using broken－line regression analysis［J］.Journal of Animal Science，2006，84:E155 －E165.

［11］FERNANDEZ S R，AOYAGI S，HAN Y，et al.Limiting order of amino acids in corn and soybean meal for growth of the chick［J］.Poultry Science，1994，73:1887－1896.

［12］PETER C M，HAN Y，BOLING－FRANKENBACH S D，et al.Limiting order of amino acids and the effects of phytase on protein quality in corn gluten meal fed to young chicks［J］.Journal of Animal Science，2000，78:2150－2156.

［13］席鵬彬，林映才，鄭春田，等.飼糧色氨酸水平對1～21日齡黃羽肉雞生長、體成分沉積及下丘腦5－羥色胺的影響［J］.動物營養學報，2011，23(1):43－52.

［14］劉華珍.5－羥色胺對鴨攝食調節作用機理的形態學研究［D］.博士學位論文.武漢:華中農業大學，2005:60－82.

［15］ADEOLA O.Bioavailability of tryptophan in soybean meal and tryptophan retention in the carcasses of fourweek－old ducks［J］.Poultry Science，1998，77:1312－1319.