固定钙磷比下调非植酸磷水平通过调控矿物转运基因表达维持肉鸡生长性能与骨骼矿化的机制研究

《Poultry Science》：Growth performance, bone mineralization, and mineral transporter gene expression in broiler chickens fed varying non-phytate phosphorus levels at a fixed calcium to non-phytate phosphorus ratio

本研究针对肉鸡日粮中磷资源浪费与环境污染问题，系统探讨了固定钙与非植酸磷比例（Ca:NPP=2:1）条件下降低NPP水平对1–21日龄肉鸡生长性能、骨骼矿化及矿物转运基因表达的影响。结果表明，NPP从0.45%降至0.25%可维持肉鸡增重，并显著上调肠道与肾脏中磷转运体（NaPi-IIb、PiT-1、NaPi-IIa）及钙转运体（NCX1、PMCA1b、CaBP-D28k）基因表达，揭示了机体通过转录调控增强矿物吸收的代偿机制。该研究为低磷日粮配方开发提供了理论依据，对降低养殖成本及环境磷排放具有重要意义。

　　

磷是动物饲料中不可或缺的矿物元素，对畜禽生长性能和骨骼健康至关重要。然而，谷物中的磷大多以植酸磷形式存在，难以被单胃动物有效利用。为确保磷需求，养殖业通常需在日粮中添加无机磷，但这不仅增加成本，过量磷排泄还会导致水体富营养化。非植酸磷（NPP）作为可被动物直接利用的磷源，其适宜添加量一直是营养学研究的焦点。值得注意的是，钙（Ca）与磷的交互作用显著，日粮中钙磷比例失衡会干扰磷的吸收利用。前期研究表明，当钙与非植酸磷比例（Ca:NPP）维持在2:1时，适当降低NPP水平仍可维持肉鸡生长，但其内在生理机制尚不明确。为此，商丘师范学院动物科学系的韩金城团队在《Poultry Science》发表了最新研究，系统揭示了低磷日粮下肉鸡通过调控矿物转运基因表达维持矿物代谢稳态的分子适应机制。

本研究主要采用动物饲养试验、骨骼理化指标分析、血液生化检测及实时荧光定量PCR技术。360只1日龄雄性Arbor Acres肉鸡随机分为6组，分别饲喂Ca:NPP为0.90%:0.45%、0.80%:0.40%、0.70%:0.35%、0.60%:0.30%、0.50%:0.25%和0.40%:0.20%的等氮等能日粮，试验期21天。测定生长性能、股骨和胫骨矿物含量、血钙血磷浓度，并检测十二指肠与肾脏中磷转运体（NaPi-IIb、PiT-1、PiT-2、NaPi-IIa）、钙转运体（NCX1、PMCA1b、CaBP-D28k）、维生素D受体（VDR）及羟化酶（1α-羟化酶、25-羟化酶）基因表达水平。

生长性能

当NPP水平从0.45%降至0.25%（Ca:NPP=2:1）时，肉鸡末重、增重和采食量无显著变化；但当NPP降至0.20%时，增重和采食量显著降低。结果表明，适度降低NPP水平不影响肉鸡生长，但严重缺乏会导致生产性能下降。

骨骼发育

胫骨和股骨的矿物沉积对NPP水平变化敏感。当NPP从0.45%降至0.40%时，骨骼重量及磷、钙、灰分含量均无显著变化；但当NPP进一步降至0.35%–0.20%时，骨矿化指标线性降低，表明骨骼质量随磷摄入减少而恶化。

血液矿物质

降低日粮钙和NPP水平线性降低了血液钙浓度，但对血磷浓度无显著影响。说明机体通过调节机制在一定程度上维持了血磷稳定，但血钙水平更直接受日粮钙含量影响。

矿物转运基因表达

十二指肠中磷转运载体NaPi-IIb和PiT-1的mRNA丰度在NPP为0.20%–0.40%时显著高于0.45%组；肾小管磷重吸收关键载体NaPi-IIa在0.20%–0.25% NPP组表达上调。钙转运相关基因（NCX1、PMCA1b、CaBP-D28k）在低钙日粮（0.40%–0.50% Ca）中表达显著升高，肾脏CaBP-D28k也在低钙组上调。此外，低磷低钙日粮诱导了十二指肠核维生素D受体（nVDR）及肾1α-羟化酶基因表达，表明维生素D代谢通路参与矿物吸收的适应性调控。

本研究通过多指标联动分析，证实固定钙磷比为2:1时，肉鸡可耐受NPP水平从0.45%降至0.25%而不影响增重，其机制与矿物转运载体基因表达上调密切相关。当日粮磷、钙供应不足时，肉鸡通过上调肠道和肾脏中磷、钙转运蛋白的转录水平，增强矿物质的吸收与重吸收，从而在一定程度上代偿了摄入不足。然而，当NPP低至0.20%时，这种代偿机制无法完全弥补矿物缺乏，导致生长性能和骨骼矿化受损。该研究不仅为低磷日粮配制提供了重要理论依据，也为通过营养调控策略减少磷排放、实现畜牧业可持续发展提供了实践路径。