随着遗传选育的不断优化,现代家禽生长速度逐渐加快,出栏时间逐步缩短,进而导致整个生命周期中孵化期所占比例不断增大。孵化期是禽类生长发育的一个重要历程,胚胎发育与家禽出壳后的器官发育密切相关。家禽的胚胎发育过程分为胚胎发育早期、中期和后期[1]。发育早期,葡萄糖厌氧酵解为鸡胚提供其发育所需能量;发育中期以脂肪酸供能为主,同时合成肌糖原和肝糖原,用于胚胎最后阶段发育和破壳;发育后期,鸡胚运动导致绒毛膜破裂,脂肪利用受限,无氧分解葡萄糖增加,因糖原供应不足发生肌肉蛋白质分解供能的情形,碳水化合物代谢成为胚胎发育的主要能量来源[2]。其中胚胎发育后期对家禽生长潜力至关重要,任何影响因素均可对胚胎发育及后期生长造成不可逆损伤。胚胎发育后期家禽的消化器官发育较快,需要消耗较多营养物质,此时卵黄囊含有约1/3的脂质和微量的碳水化合物和葡萄糖,其中鸡胚发育所需的能量大部分来自卵黄脂质[2]。残余的卵黄和尿囊中运输的氧均无法为胚胎生长提供其所需的能量,导致体重增长速度变慢[3]。因此,需要解决雏鸡出壳前后营养及能量不足的问题。胚蛋接种技术是指通过在胚胎时期为家禽提供外源物质的干预方式,可较早地改善家禽的生长发育及肠道健康。胚蛋接种主要针对雏鸡马立克氏病的出壳前免疫[4],使雏鸡出壳后提早建立对此病的免疫保护力。胚胎接种具有接种批量大、工作效率高、降低出壳后接种免疫工作的复杂性等优势,远超过传统雏鸡免疫接种技术[5-6]。胚蛋接种技术的成功发展为促进家禽生长发育、肠道健康探索出一条新途径。因此,文章从胚蛋接种、胚蛋接种营养物质对家禽的生长发育及肠道健康的影响等方面进行综述,为家禽的胚期接种的研究提供参考。1胚蛋接种鸡胚免疫接种位置包括气室、尿囊腔、羊膜、卵黄囊和胚体[7]。鸡胚免疫的效果主要受接种日龄、接种方式和接种物质类别等的影响,应根据家禽胚胎生长发育的阶段选择适宜的接种日龄、方式及物质,从而达到胚胎利用营养物质的目的。有研究在鸡胚孵化的第17 d向卵黄囊分别注射200 μL不同水平的双歧杆菌以及长双歧杆菌,各组肉鸡活体重、饲料转化率和肠绒毛高度均明显改善[8]。Dunislawska等[9]在胚胎发育到12胚龄时,分别将200 μL唾液乳杆菌(105 CFU/枚)和低聚半乳糖(105 CFU/枚)混合菌剂、植物乳杆菌(105 CFU/枚)和棉籽糖低聚糖(105 CFU/枚)混合菌剂注射到家禽气室,发现肉鸡回肠中乳酸杆菌和肠球菌的数量均显著高于对照组,且肉鸡体重也得到提高。但研究发现,将外源物质注射到羊膜腔的利用率高于其他接种位置;胚胎发育后期,鸡胚需要为出壳储存能量,而此时胚胎需经羊膜腔中的羊水补充营养,保证胚蛋注射的营养物质可进入鸡胚体内被肠道吸收[10]。羊膜腔接种一般集中在孵化后期且以18胚龄左右最佳,外源物质可在鸡胚吞食羊膜腔中的羊水的过程中一同进入鸡胚体内,为雏鸡出壳前的营养需求做好准备[11-12]。此外,随着自动化设备的普及,羊膜腔接种的应用也越发广泛,固定了羊膜腔的注射时间。目前许多潜在的外源物质和补充剂在不断地被研究用于胚蛋接种,大部分研究证实该技术在家禽生长性能及肠道健康等方面具有良好的应用前景[13-15]。2胚蛋注射技术对家禽肠道健康的影响2.1促进肠道发育肠道开始发育的时间是在孵化后期。肉鸡出壳后通常由于运输转运等原因导致开食延迟。短期的开食延迟可导致雏鸡营养不良,严重影响雏鸡肠道的发育和成熟,造成不可逆损伤[14]。胚晚期营养物质充足有利于肠道发育,改善雏鸡孵化后期和首次饲喂前的营养情况[15]。因此,胚蛋接种可解决胚胎后期自身营养缺乏的问题,改善了延迟开食对出壳后雏鸡肠道发育带来不利的影响。研究发现,胚蛋接种适量的益生菌和益生元不会影响家禽的孵化率,还可促进淋巴器官和肠道发育,提高家禽抗病力[8]。肠道的形态结构可反映雏鸡肠道发育情况[16-17]。肠绒毛长度代表肠道绒毛与营养物质接触面积,而肠道隐窝深度可反映肠道上皮细胞迁移情况,这些形态参数的变化可能改善家禽肠道的消化和吸收能力。戴东等[18]研究显示,胚内注射0.1 mL 10%精氨酸组(L-Arg)可使蛋雏鸡3日龄时十二指肠的长度提高至12.10 cm,比未注射组(NC)和生理盐水组(SC)分别增加了1.82、1.50 cm;蛋雏鸡14日龄时的空肠和回肠长度比NC组分别增加了4.68、1.08 cm,比SC组分别增加了7.7、3.0 cm,空肠上皮细胞增殖指数比对照组高10%。此结果表明,胚蛋注射L-Arg可改善肠绒毛形态,增强消化道屏障作用,进而提高仔鸡抗病力。Shehata等[19]发现,在鸡胚内注射0.2 mL枯草芽孢杆菌、棉籽糖及其组合均可提高回肠绒毛高度、绒毛表面积,上调中文翻译(SGLT-1)表达,改善雏鸡回肠黏膜发育。Gao等[20]发现,17.5胚龄时注射0.6 mL L-Arg,肉鸡肝脏、胰腺、前胃和胃的质量,十二指肠胃饥饿素、血管活性肠肽和胰高血糖素样肽2的浓度,十二指肠黏膜碱性磷酸酶、麦芽糖酶、蔗糖酶和诱导型一氧化氮合酶活性均显著高于未注射组和生理盐水组,消化器官发育和十二指肠形态得到改善。Dong等[21]在孵化第14.5 d的鸽种蛋内注射200 μL碳水化合物溶液,与对照组相比,16胚龄时,绒毛表面积、空肠黏膜蔗糖酶和麦芽糖酶活性提高了38%、39%、43%,出壳当天分别提高了23%、26%、52%。2.2调节肠道微生态平衡家禽肠道微生物群是一个庞大且种类丰富的生态系统,其在饲料消化、营养物质吸收和肠道稳态维持等方面起关键作用。稳定的微生物区系对肠道健康具有重要作用,当肠道内有益菌的数量低于病原微生物时,这种稳定会被打破,导致肠道菌群失调[22-23]。当家禽内部微生态环境失调时,肠内局部氧分子浓度会升高,肠道环境发生改变,增强机体对病原菌的易感性[24]。Lamuno等[25]发现,产蛋后期母鸡肠道有害菌增加会影响其代谢和消化吸收能力,降低生产性能。因此,微生态平衡在肠道形态发育、免疫功能调节以及抵御有害菌侵袭等方面发挥重要作用[26-27]。有研究使用高通量测序技术检测到在鸡胚发育时期已有肠道微生物定植,鸡胚中的微生物主要来自母鸡的生殖系统[28-29]。目前,鸡胚内微生物在肠道中定植可能是由于微生物存在于鸡胚羊水或卵黄囊内,随着鸡胚吸收羊水或卵黄囊进入鸡胚肠道定植[30]。家禽早期微生物区系不稳定、不成熟,抵抗力较弱,易受到外界环境影响,可通过超早期调控肠道微生物菌群加快肠道微生物区系的成熟和稳定。潘亚丽[31]研究发现,与对照组相比,绿原酸(CGA)组肉鸡的厚壁菌门、乳杆菌属的丰度分别提高了32%、114%,盲肠微生物物种丰富度更高。Duan等[32]在18.5胚龄的鸡胚内注射1×106 CFU植物乳杆菌+2 mg黄芪多糖(合生元组),与其他组相比,合生元组鸡大肠杆菌的相对丰度降低,双歧杆菌的相对丰度有所提高。Shehata等[19]在胚内注射0.2 mL的枯草芽孢杆菌、棉籽糖以及其组合,提高了盲肠中枯草芽孢杆菌和乳酸菌的菌群数量,降低了大肠杆菌、肠球菌的菌群数量。Wilson等[33]发现,胚蛋注射乳酸菌可使鸡肠道的微生物群更具多样性,保护肠道免受病原体的感染。此外,胚蛋注射来自成年鸡的肠道菌群,也能够增加雏鸡肠道菌群多样性,优化肠道微生物区系[34]。2.3提高肠道黏膜免疫动物肠道黏膜上皮细胞的增殖、分化和凋亡情况直接影响肠道健康,肠黏膜可通过分泌特异性和非特异性物质建立肠道的免疫屏障[35]。动物肠道黏膜免疫系统是机体防止病原体进入肠道的首道防线,对抵御外界有害菌的入侵起到重要作用[36],可有效阻止病原菌在肠黏膜表面吸附与定植。当家禽受到抗原刺激时,十二指肠内的B细胞分化为特异性抗体分泌细胞,其中的IgA分泌细胞是体液免疫的重要组分[37],产生的SIgA含量直接反映了机体局部免疫水平。秦延军[36]向家禽胚内注射0.5 mL为2、4、8 g/L黄芪多糖,发现能够增加家禽十二指肠、空肠绒毛固有层中的IgA+细胞、SIgA抗体的分泌,提高IL-2、TLR4、IFN-γ的mRNA表达水平,降低IL-6的mRNA表达水平,在一定程度上提高肠道黏膜免疫机能。段傲毅等[38]将0.2 mL的2×107 CFU和2×108 CFU的乳酸菌液无菌注入羊膜腔后,发现7日龄雏鸡的抗体水平较对照组分别提高了76.85%、27.24%。鞠安琪[39]在胚蛋中注射重组乳酸菌疫苗后可诱导机体分泌SIgA,增加了肠道绒毛固有层内的IgA的数量,显著增加空肠和回肠黏膜屏障蛋白以及细胞因子的mRNA相对表达量,表明胚内注射重组乳酸菌疫苗可为雏鸡体内微环境的稳定提供了保障。研究表明,益生菌及益生元在孵化时期接种到胚内可刺激机体黏膜免疫[40]。3胚蛋注射技术对家禽生长发育的影响3.1改善孵化期能量缺乏家禽的胚胎发育所需的营养物质均由种蛋提供,而非来自母体。家禽胚胎器官的发育、肺呼吸及破壳运动均会消耗较多能量,其所需能量均来自卵黄中的脂类。但卵黄内剩余的营养物质不足,从而导致能量以及营养从孵化后期到雏禽进食之前存在缺口[3,7],导致胚胎在孵化后期的生长发育受限[41]。胚蛋注射是指在家禽孵化期内供应其所需能量,进而增加机体内能量储备,弥补了家禽因延迟开食导致的营养空白。在胚蛋内供应营养物质可补充家禽能量储备,明显改善孵化后期和出壳后能量和营养物质缺乏的情况[9]。Dang等[42]研究发现,胚内给养25 g/L麦芽糖和25 g/L蔗糖注射液增加了孵化当天肝糖原含量和总糖原含量以及1日龄和7日龄胸肌糖原含量。Zhang等[43]试验发现,在17.5胚龄时注射葡萄糖(GLU)以及一水肌酸(CMH)混合营养液后,鸡胚肝糖原约比空白对照组、生理盐水组高4.0%、2.2%;葡萄糖浓度约比空白对照组、生理盐水组高0.7%、0.8%,表明在孵化末期联合注射一水肌酸和葡萄糖有助于促进胚胎发育。朱宇飞[44]研究发现,鸡胚给养200 mg/L的VC可显著提高肝细胞中葡萄糖含量、鸡胚原代肝脏细胞甘油激酶基因(GK)、果糖-6-磷酸酶基因(G6PC)的表达水平以及鸡胚原代肝细胞中GK酶蛋白、G6PC酶蛋白水平。因此,VC可通过增强肝细胞中甘油的糖异生途径,提高肝脏的生糖能力,进而促进孵化期的能量储备。3.2增加初生雏体重家禽胚期发育受种蛋内储存的营养物质影响,蛋内的营养物质与雏鸡初生重成正比[45]。随着胚胎发育,胚胎对营养物质的利用率逐渐增加,蛋内营养含量仅能满足其出壳需要,向胚内注射营养物质可在一定程度上促进鸡胚发育,提高新生雏鸡体重。段傲毅等[38]发现,胚内分别注入0.2 mL的2×106、2×107、2×108 CFU的乳酸菌注射液处理组蛋雏鸡的体重分别比对照组增加了23.35%、31.72%、24.23%。Nazem等[46]在鸡胚孵化第4 d的胚内注射卵黄囊0.5 mL,分别含20、30、40和50 mg的蛋氨酸,其中40 mg蛋氨酸处理组的鸡胚与蛋重比重最大。卵内注射益生菌对家禽体重也具有促进作用。Teague等[47]向孵育18 d的鸡胚羊膜内注射104 CFU乳酸菌发现,一周龄时乳酸菌组的雏鸡重量可达144.98 g,比对照组增加了12.09 g。Li等[48]在朗德鹅胚内注射1.5 mL的溶于7.5 g/L NaCl的25 g/L麦芽糖和25 g/L蔗糖(MS),MS组鹅出壳当天体重比对照组提高了20.4 g,孵化后饲喂一周后MS组鹅平均日增重和平均日采食量相较于对照组分别提高了7.29、3.64 g。3.3改善孵化率孵化率是衡量家禽生产性能的一个关键指标,推广应用胚蛋注射技术的前提是不能影响孵化率。有研究发现,胚蛋注射适当剂量的益生菌和益生元对家禽孵化率无不利影响[22],Teague等[47]经18胚龄肉仔鸡羊膜腔给养104 CFU的乳酸菌,乳酸菌组肉仔鸡的孵化率分别为100.0%、97.9%、94.6%,而生理盐水组肉仔鸡孵化率分别是97.8%、95.8%、99.3%,表明益生菌经鸡胚注射几乎不会对其孵化性能产生负面影响;并且与对照组相比,羊膜腔给养乳酸菌显著增加了肉仔鸡体重和隐窝深度、绒毛宽度以及宽度。但有研究发现,注射高剂量的L-精氨酸会显著降低种蛋的孵化率[49]。因此,注射液的剂量、浓度和渗透压等因素可能是影响孵化率的关键。王继光等[50]研究发现,羊膜腔内注射1.5 mg/枚N-乙酰-L-谷氨酸(NAG)后鸡胚的孵化率为63.16%,显著高于对照组。Xu等[51]研究表明,胚蛋注射适宜剂量的组氨酸可提高雏鸽孵化率,改善其肠道发育。Sun等[52]研究发现,对肉仔鸡种蛋给养50、100 μg的无机硫酸锌,其孵化率分别是66.7%、81.1%,健雏率分别比阴性对照组提高了7.6%和36.4%。李龙等[53]研究发现,与对照组相比,胚蛋注射的25-OH-D3后,C组、D组、E组雏鸭的孵化率分别提高了4.79%、5.54%、3.37%,表明胚蛋注射25-OH-D3提高雏鸭的孵化率并对雏鸭机体健康发挥潜在的积极作用。Zhu等[54]研究发现,雏鸡胚内注射VC后孵化率提高了18.9%。Ma等[55]在7胚龄时通过气室注射β-羟基-β-甲基丁酸,使雏鸡孵化率提高4.34%。3.4缓解肌肉动员禽类出壳前后,骨骼肌蛋白质发生复杂的动员和沉积的生理过程,同时肌肉卫星细胞有丝分裂活性增强,有助于增加肌纤维数量[56]。胚胎期肌肉发育在很大程度上决定了禽类出生后的生长情况,可通过及时调控家禽胚胎期的能量储备,调控肌肉发育[57]。李德生等[58]研究发现,于孵化第24 d向羊膜腔给养1.5 mL的蛋氨酸和二糖的给养液,出壳当天鹅的胸肌纤维直径和胸肌指数分别增加了0.93 μm和0.36%;出壳4、7 d鹅的肌糖原含量较对照组分别提高了0.77、0.54 mg/g,出壳前后肌糖原含量得到提高可缓解胸肌的蛋白质动员,促进了胸肌发育。Ma等[55]在种蛋羊膜腔内注射β-羟基-β-甲基丁酸(HMB)后,雏鸡卫星细胞有丝分裂活性在出壳当天高达19.71%,较对照组提高了2.98%,肌纤维密度提高了16.16 μg;饲喂一周后,肌纤维直径高达74.56 μg。Zhao等[59]在17.5胚龄时向胚内注射0.6 mL 12 mg丙酮酸肌酸(CrPyr),发现CrPyr处理组雏鸡在出壳当天的相对肌肉重比对照组和生理盐水组分别提高0.44%、0.36%,总胸肌重提高0.24、0.21 g;饲喂一周后,肌纤维直径分别提高了1.41、1.8 μm;此外,丙酮酸增加了胚胎的能量储备、卫星细胞活性,有助于促进晚期胚胎和新生肉鸡的肌肉生长。4展望胚蛋接种技术在提高家禽孵化能力、缓解肌肉动员及促进肠道发育等方面已取得了良好的应用效果。向胚蛋内提供外源物质可改善孵化期能量缺乏的问题,维持家禽肠道健康,促进家禽生长发育。胚蛋接种技术的发展为家禽超早期调控提供了新思路,但由于胚胎接种技术受多因素的影响,导致其目前尚未在生产中获得大规模应用。随着研究不断深入,胚蛋接种将对家禽健康发挥重要作用,有望大规模应用于家禽养殖生产实践中。
使用Chrome浏览器效果最佳,继续浏览,你可能不会看到最佳的展示效果,
确定继续浏览么?
复制成功,请在其他浏览器进行阅读
复制地址链接在其他浏览器打开
继续浏览