优化鹌鹑雏鸟的饮食中的色氨酸含量：对NRC（1994）建议的影响

《Postharvest Biology and Technology》：Optimizing dietary tryptophan in quail chicks: Implications for NRC (1994) recommendation

本研究通过梯度补充色氨酸日粮，评估了7-21日龄日本鹌鹑的生长性能、屠宰性状、肝酶活性和免疫响应。结果显示，最佳色氨酸水平为0.24-0.25%，较NRC 1994标准提高5.6%-14.1%，且对肝酶活性和抗体水平有显著影响。

　　本研究聚焦于日本鹌鹑在生长阶段对不同水平色氨酸（Trp）摄入的反应，探索其对生长性能、胴体特性、肝脏酶活性以及免疫反应的影响。研究团队采用了一种非线性回归模型，以更精确地确定色氨酸的最优补充量，并评估其对鹌鹑生理机能和生产性能的多方面影响。通过实验发现，色氨酸的补充对鹌鹑的生长表现和生理指标具有显著的非线性影响，尤其是其对肝脏酶活性和免疫反应的调控作用。研究还强调了现代鹌鹑品种在氨基酸需求上的变化，表明传统营养标准可能已无法满足当前品种的生理需求。

### 研究背景与意义

色氨酸是一种必需氨基酸，在禽类营养中具有不可替代的作用。它不仅是蛋白质合成的重要组成部分，还参与多种生物活性分子的合成，包括血清素、褪黑素和犬尿氨酸等。这些分子在调节神经免疫交互、抗氧化防御和细胞应激反应中发挥关键作用。传统上，日本鹌鹑的营养需求依据1994年国家研究委员会（NRC）制定的标准，推荐的色氨酸含量为0.22%。然而，随着现代鹌鹑品种在生长速度、饲料转化效率和胴体产量方面的显著提升，现有营养标准可能已不足以支持其生理需求。

近年来，多项研究表明，现代鹌鹑品种的色氨酸需求远高于传统标准。例如，El-Kholy等人（2024）发现，在基础NRC饮食中添加0.01%的色氨酸可以显著提高鹌鹑的生长性能、抗氧化能力和体液免疫水平。Mehri等人（2021）和Ghazaghi等人（2024）的研究进一步表明，21至35日龄的鹌鹑在优化生长和生理特性时，所需的色氨酸水平显著高于NRC推荐值。这些研究结果表明，现代鹌鹑在生长过程中对色氨酸的需求可能比传统标准高出21%以上，因此有必要重新评估其营养需求。

### 实验设计与方法

本研究使用了525只7日龄的日本鹌鹑雏鸡，这些鹌鹑在实验开始前平均体重为24.5±2.34克。实验采用完全随机设计，设置七种不同色氨酸水平（0.21%、0.22%、0.23%、0.24%、0.25%、0.26%和0.27%），每种处理有5个重复，每个重复包含15只鹌鹑，共35个饲养单元。鹌鹑在7日龄时被随机分配到各个饲养单元，之后在实验期间自由采食和饮水。实验环境温度控制在26±2.3°C，相对湿度保持在60±3.4%，并采用16小时光照和8小时黑暗的周期。

实验饮食基于NRC（1994）标准，除了色氨酸外，其他必需氨基酸（如赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、缬氨酸和异亮氨酸）的含量均被调整至满足或超过NRC要求。这确保了色氨酸是唯一限制性氨基酸，从而避免其他氨基酸的不足或失衡对实验结果造成干扰。所有蛋白质成分和混合实验饲料在实验前进行了粗蛋白和氨基酸组成的分析，以保证饲料质量的一致性。

为了评估鹌鹑的生长性能，研究团队在7至21日龄期间，以饲养单元为单位记录了体重增长（G）、饲料摄入量（F）和饲料转化率（FCR）。体重增长和饲料转化率分别通过最终体重与初始体重的差值和饲料摄入量与体重增长的比值计算得出。此外，研究还测量了鹌鹑的胴体特性，包括胸肉和腿部肌肉的产出率，并在21日龄时随机选取每组中的四只鹌鹑进行屠宰，以评估肌肉发育情况。

为了评估免疫反应，研究团队在10日龄时对鹌鹑进行注射绵羊红细胞（SRBC），并在17日龄和21日龄时通过血液采样检测抗体滴度。通过血凝试验法评估抗体滴度，并以log?形式表示结果。所有数据均采用JAMOVI软件进行分析，应用单因素方差分析（ANOVA）并结合正交多项式对比分析，以确定色氨酸摄入量对各项指标的影响趋势。为了更精确地确定色氨酸的最优水平，研究团队还采用了一种理性非线性回归模型，通过非线性回归算法（Levenberg–Marquardt）对实验数据进行建模。

### 实验结果与分析

研究结果显示，随着色氨酸摄入量的增加，鹌鹑的生长性能和生理指标均呈现出显著的非线性变化趋势。体重增长和饲料转化率在色氨酸含量达到0.24%至0.25%时达到峰值，而在此之后则出现下降。这表明色氨酸的摄入存在一个“最佳范围”，超过这一范围可能会导致生长性能的降低。

在胴体特性方面，胸肉和腿部肌肉的产出率在色氨酸含量为0.25%时达到最高水平，之后逐渐下降。这表明色氨酸在肌肉发育过程中起到关键作用，但其作用并非线性，而是存在一个最佳摄入量。对于肝脏酶活性而言，碱性磷酸酶（ALP）和天冬氨酸氨基转移酶（AST）的活性在色氨酸含量为0.24%时达到最低值，表明色氨酸的补充有助于降低肝脏的代谢压力和细胞损伤。这些结果进一步支持了色氨酸在肝脏健康和功能调节中的重要性。

在免疫反应方面，尽管整体抗体滴度的方差分析（ANOVA）未达到显著水平，但存在显著的二次效应。抗体滴度在色氨酸含量为0.24%时达到最高值，这与生长性能和肝脏酶活性的最优值相吻合。这表明色氨酸的摄入不仅影响生长和代谢，还对免疫系统的调节具有重要作用。色氨酸通过其代谢产物（如犬尿氨酸和色氨酸代谢产物）影响免疫细胞的功能，从而增强体液免疫反应。

### 机制探讨与实际应用

研究还探讨了色氨酸在鹌鹑生理过程中的潜在机制。色氨酸是血清素和褪黑素的前体，而这些物质在调节神经-免疫交互、抗氧化防御和细胞应激反应中发挥重要作用。此外，色氨酸通过犬尿氨酸途径参与免疫调节和氧化应激的平衡。在某些情况下，色氨酸的过量摄入可能会导致代谢负担或氨基酸失衡，从而影响鹌鹑的健康和生产性能。

研究团队指出，色氨酸的摄入量与鹌鹑的生长速度、胴体产量和免疫反应之间存在复杂的相互作用。在高代谢状态或应激条件下，如高温或病原体暴露，色氨酸的补充可能对鹌鹑的生理稳定性起到保护作用。然而，过量的色氨酸摄入可能会导致代谢效率下降，甚至对其他氨基酸的利用产生负面影响。

### 研究结论与建议

综合上述结果，研究团队得出结论：现代日本鹌鹑品种对色氨酸的需求显著高于传统标准。在实验条件下，色氨酸的最佳摄入量约为0.24%至0.25%，这比NRC（1994）推荐的0.22%高出约8%至14%。这一发现强调了更新营养指南的必要性，以适应现代鹌鹑品种的生理需求和生产目标。

研究还指出，未来的营养研究应不仅仅关注生长性能，还应纳入免疫功能、氧化平衡和代谢效率等指标。通过整合代谢组学分析和应激挑战实验，可以进一步细化色氨酸的营养需求，并提高其在不同生产系统中的适用性。此外，色氨酸与其他氨基酸（如赖氨酸、蛋氨酸）之间可能存在竞争或协同作用，因此在配方设计时需要确保氨基酸的平衡。

### 实际应用与展望

本研究的结果对于鹌鹑养殖业具有重要的实际意义。首先，研究团队建议在鹌鹑饲料中增加色氨酸的含量，以达到最佳的生长和生理状态。其次，考虑到色氨酸的多效性，其补充应与其他营养素（如蛋白质、维生素和矿物质）的平衡相结合，以避免潜在的代谢失衡。此外，研究还强调了在高密度饲养条件下，色氨酸的补充可能对鹌鹑的健康和生产性能起到关键作用，尤其是在应对环境应激或疾病挑战时。

未来的研究可以进一步探索色氨酸在鹌鹑体内的代谢途径，以及其对不同生理功能的具体影响。例如，通过代谢组学和基因表达分析，可以更深入地理解色氨酸在鹌鹑体内的作用机制，从而为优化营养配方提供科学依据。此外，研究团队还建议在不同生长阶段和不同饲养条件下，进一步评估色氨酸的需求变化，以制定更加精准的营养标准。

综上所述，本研究揭示了色氨酸在鹌鹑生长、免疫和代谢过程中的重要性，并为现代鹌鹑养殖提供了新的营养指导。研究结果不仅有助于提高鹌鹑的生产性能，还可能为改善其健康状况和抗应激能力提供理论支持。随着鹌鹑养殖业的不断发展，色氨酸的优化补充将成为提升鹌鹑生产效益和品质的关键因素之一。