欢迎访问中国养殖信息网!

低蛋白日粮配制与氨基酸平衡模式研究取得重要进展

日期:06-06  点击:  属于:饲料研究

中国农大新闻网讯 12月11日,期刊《总环境科学》(Science of The Total Environment)在线发表了中国农业大学动物科学技术学院、畜禽营养与饲养全国重点实验室、京瓦农业科技创新中心(京瓦中心)马秋刚教授团队的研究论文《在鸡蛋生产中适度使用低蛋白日粮,以实现蛋鸡生产力和环境效益的双赢》(Using low-protein diet in egg production for win-win of productivity and environmental benefits should be prudent: Evidence from pilot test)。研究团队基于蛋鸡饲养试验、高通量测序技术和生物信息学等手段,揭示了低蛋白日粮水平可更好平衡蛋鸡产蛋性能、宿主代谢、繁殖系统、肠道菌群和氮素高效利用,进而最大限度减少蛋鸡养殖过程中的氮排放,明晰了肠道菌群在蛋鸡氮素高效利用-生产力关系中的作用,为蛋鸡绿色生产和豆粕减量替代提供了理论和方法支撑。

我国是全球鸡蛋第一大生产国和消费国,每年蛋禽饲料产量在全国工业饲料总产量的占比超过13%。我国蛋鸡养殖长期以来多以“玉米-豆粕”型日粮为主,豆粕占比高达21%~31%。长期以来,我国面临蛋白饲料紧缺、大豆进口依存度过高的产业问题,成为我国粮食安全的主要风险之一,这大大阻碍了饲料工业和蛋鸡产业的健康发展。

近年来,国际贸易形势紧张,自然和生物灾害频发,全球粮食市场不确定性加剧。饲料粮的大幅度刚性需求增长成为食物安全面临的主要矛盾。此外,长期较高蛋白质水平饲养易引发蛋鸡健康问题,在威胁食品安全的同时,还易造成饲料资源浪费和过量氮排放污染环境。为解决蛋鸡养殖中饲料资源短缺的难题,开发非常规蛋白饲料资源,保障饲料粮供给安全。马秋刚教授团队长期致力于蛋鸡低蛋白日粮配制技术研究、充分挖掘和利用蛋白饲料资源,推进蛋鸡饲料豆粕减量替代工作。帮助蛋鸡企业优化配方、提高养殖效率、降低养殖成本,助力低蛋白低豆粕多元化日粮配制与节粮技术的应用,实现对饲料蛋白资源的高效利用,促进蛋鸡养殖企业转型和可持续健康发展。

本研究基于氨基酸平衡,探究不同蛋白质水平日粮对蛋鸡生产性能、蛋品质、宿主代谢、卵巢健康、氮排放及肠道微生物结构和功能的影响。结果表明,饲喂15.63%和16.30%

蛋白质水平对蛋鸡的平均日增重、产蛋率和蛋重具有明显的提升,显著优于其他处理组,但饲料转化效率显著降低。通过解剖和分析蛋鸡生殖系统(分离不同级别卵泡),与14.41% 蛋白质水平相比,13.85%、15.63%和16.30%蛋白质水平的大型黄色卵泡的数量显著增加。而输卵管重量、输卵管长度、卵巢重量、去除优势卵泡后的卵巢重量、小型黄色卵泡和大型白色卵泡的数量没有观察到显著差异。此外,当日粮蛋白质水平为15.63%时,输卵管的最大长度、卵巢重量和去除优势卵泡后的卵巢重量达到最高(图1)。

基于16S rRNA高通量测序技术,结合PICRUSt2功能预测,研究发现了不同蛋白质水平日粮对蛋鸡肠道菌群代谢功能具有显著影响,基于本研究目的,选择了与碳水化合物代谢、蛋白质消化和能量代谢相关的12个差异代谢途径进行系统展示。与13.85%和14.41% 蛋白质水平相比,16.30% 蛋白质水平在氨基酸代谢、其他次级代谢物的生物合成、碳水化合物代谢、内分泌系统、能量代谢、环境适应以及萜类和聚酮类代谢途径的水平显著增加,而在15.63%和16.30%蛋白质水平之间没有观察到显著差异。与14.41% 蛋白质水平相比,16.30% 蛋白质水平在酶家族、脂质代谢、代谢性疾病、辅因子和维生素代谢以及其他氨基酸代谢途径的水平显著增加(图2)。

因此,当日粮粗蛋白水平过低时,生产性能显著下降,而日粮粗蛋白水平过高则导致肠道微生物失衡和营养利用效率降低。因此,在确保蛋鸡健康的前提下,通过适当降低蛋白质水平可以改善肠道微生物的结构,有助于平衡宿主健康、生产力、资源和环境之间的关系。本研究对蛋鸡低蛋白低豆粕多元化日粮生产技术的推厂和应用提供了重要依据(图3)。

图1 基于氨基酸平衡,不同蛋白质水平日粮对蛋鸡卵巢健康和卵泡发育的影响

图2 基于氨基酸平衡,不同蛋白质水平日粮对蛋鸡肠道微生物代谢的影响

图3 基于氨基酸平衡,不同蛋白水平日粮对蛋鸡氮素高效利用的规律解析

研究论文《在鸡蛋生产中适度使用低蛋白日粮,以实现蛋鸡生产力和环境效益的双赢》(Using low-protein diet in egg production for win-win of productivity and environmental benefits should be prudent: Evidence from pilot test):中国农业大学动物科技学院硕士研究生刘美玲和耿顺菊为论文的共同第一作者,动物科技学院马秋刚教授和黄世猛副教授为论文共同通讯作者,资源与环境学院、国家农业绿色发展研究院王红亮副教授参与指导了具体工作,硕士研究生米金秋和王庆凤参与了相关工作。该研究工作得到了国家重点研发计划(2022YFD1300503)项目资助。