日粮L-酪氨酸通过调控启动子CpG甲基化、基因表达和生殖信号通路中的激素谱维持老龄蛋鸡的产蛋性能和蛋品质

《Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition》：Dietary L-Tyrosine Sustains Egg Production and Quality by Modulating Promoter CpG Methylation, Gene Expression, and Hormone Profiles in Reproductive Signalling Pathways of Aged Laying Hens

　　

控制催乳素（PRL）介导的生殖抑制对于维持商业蛋鸡的产蛋性能至关重要。L-酪氨酸（TYR）是多巴胺（DA）的前体，可能通过抑制PRL来对抗年龄相关的生殖衰退，从而维持后期蛋鸡的生产力和蛋品质。本研究评估了日粮L-酪氨酸补充对老龄蛋鸡产蛋性能、蛋品质、生殖激素谱、基因表达和启动子CpG甲基化的影响。将180只Atak-S蛋鸡（71周龄）随机分配到三个日粮处理组，每个处理组六个重复，每重复10只鸡，分别饲喂不含L-酪氨酸的基础日粮（对照组）或补充0.5 g/kg（TYR0.5）或1 g/kg（TYR1）L-酪氨酸的基础日粮，持续12周。与对照组相比，TYR1组鸡只的母鸡日产蛋率更高、饲料转化率改善，且蛋壳重量、蛋壳厚度、哈氏单位、蛋黄指数和蛋白指数显著升高（p < 0.05）。日粮L-酪氨酸增加了血浆DA和血清雌二醇，同时降低了血清PRL（p < 0.05）。L-酪氨酸还上调了关键多巴胺能和生殖信号基因的表达，伴随相应的启动子低甲基化（p < 0.05），而PRL mRNA表达呈下降趋势，伴随启动子高甲基化。目标基因表达与启动子CpG甲基化水平之间存在显著负相关（p < 0.05）。这些发现表明，日粮L-酪氨酸通过调节生殖信号通路中的激素谱和分子反应，改善了产蛋性能和蛋品质。因此，L-酪氨酸可能是一种有前途的营养干预措施，用于维持后期蛋鸡的生殖功能和生产力的。

在商品蛋鸡生产中，产蛋后期生殖效率下降是制约经济效益的主要瓶颈。随着蛋鸡周龄增加，下丘脑-垂体-性腺轴功能逐渐衰退，催乳素（PRL）分泌升高，抑制促性腺激素（促黄体激素LH、促卵泡激素FSH）释放，导致卵泡发育受阻和产蛋率降低。多巴胺（DA）作为PRL的主要抑制因子，其合成前体L-酪氨酸（TYR）的补充可能通过增强多巴胺能信号来缓解这一生殖抑制。然而，L-酪氨酸是否能在激素、转录和表观遗传（特别是启动子CpG甲基化）水平上协同调控生殖信号通路尚不清楚。为此，研究人员开展了系统研究，旨在阐明日粮L-酪氨酸补充对老龄蛋鸡产蛋性能、蛋品质、生殖激素谱、关键基因表达及其启动子CpG甲基化的影响，并验证L-酪氨酸通过多巴胺介导的PRL抑制及表观遗传调控改善生殖功能的假设。该研究为延长蛋鸡产蛋周期提供了营养干预新策略，相关论文发表于《Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition》。

研究人员使用180只71周龄Atak-S蛋鸡，随机分为3组（每组6个重复，每重复10只），分别饲喂基础日粮（对照）或补充0.5 g/kg、1 g/kg L-酪氨酸的日粮，试验持续12周（71–82周龄）。主要关键技术方法包括：（1）产蛋性能测定：每日记录产蛋数、蛋重、采食量，计算母鸡日产蛋率、蛋重、蛋质量、饲料转化率。（2）蛋品质测定：使用电子天平和千分尺测量蛋壳重量、厚度、形状指数，以及蛋白指数、蛋黄指数、哈氏单位、蛋黄颜色（L*、a*、b*）。（3）血液激素分析：采用ELISA试剂盒（Elabscience）测定血清雌二醇（E₂）、催乳素（PRL）、促卵泡激素（FSH）、促黄体激素（LH）、孕酮（PROG）、睾酮（TESTO）及血浆皮质酮（CORT）、多巴胺（DA）。（4）基因表达分析：从血液中提取总RNA，通过qRT-PCR（LightCycler 480 II）检测PRL、多巴胺受体D1（DRD1）、雌激素受体α/β（ESR1/ESR2）、FSH受体（FSHR）、LH基因的相对表达，以β-肌动蛋白（ACTB）为内参。（5）DNA甲基化分析：使用亚硫酸氢盐转化和甲基化特异性qPCR（MSP-qPCR）检测上述基因启动子CpG岛的甲基化百分比，以CpGenome标准品为质控。所有数据分析使用SPSS 22.0，采用ANOVA（正态数据）或Kruskal-Wallis检验（非正态数据），显著性水平p < 0.05。

**3.1 产蛋性能**：通过12周性能数据监测发现，TYR1组全期母鸡日产蛋率显著高于对照组（75.53% vs 71.92%，p < 0.05），且蛋重呈二次曲线反应（TYR0.5组最高）。饲料转化率在TYR0.5和TYR1组分别改善5.6%和7.2%（p < 0.05），同时采食量线性降低。**3.2 外部蛋品质**：在第78周，TYR1组蛋壳重量较对照组增加7.83%（7.30 vs 6.77 g，p < 0.05），蛋壳厚度也显著提高（0.369 vs 0.343 mm）。**3.3 内部蛋品质**：TYR1组在第82周蛋白指数和哈氏单位显著升高，蛋黄指数在所有采样时间点（74、78、82周）均显著高于对照组（p < 0.05）。**3.4 血液激素水平**：ELISA测定结果显示，TYR1组血浆DA和血清E₂浓度分别升高27.8%和17.1%，血清PRL降低30.7%（p < 0.05），FSH有上升趋势（p < 0.10）。**3.5 基因表达和启动子CpG甲基化模式**：qRT-PCR显示，DRD1、ESR1、ESR2、FSHR、LH表达在补充组中显著上调，其中ESR2在TYR1组达8.87倍，PRL表达呈下降趋势。MSP-qPCR表明，PRL启动子甲基化率从67.22%升至88.23%，而DRD1、ESR1、ESR2、FSHR、LH启动子甲基化率显著降低（p < 0.05）。**3.6 基因表达与启动子DNA甲基化的相关性**：Pearson相关分析揭示，在TYR0.5和TYR1组中，所有目标基因的mRNA表达与其启动子CpG甲基化水平均呈显著负相关（r = ?0.637至?0.888，p < 0.05）。

在讨论部分，研究人员综合分析了L-酪氨酸的作用机制。L-酪氨酸作为DA前体，通过提升血浆DA浓度，增强对VIP刺激的PRL分泌的抑制，从而降低血清PRL，解除其抑制促性腺激素释放的作用（体现为FSH上升趋势），并提高E₂水平。E₂的升高进一步激活ESR1/ESR2表达（伴随启动子低甲基化），促进卵泡发育和输卵管功能，改善蛋壳钙化和蛋白沉积，解释蛋壳厚度、蛋白指数及哈氏单位的提升。在表观遗传层面，多巴胺信号可能通过调控DNA甲基转移酶和TET酶活性，诱导PRL启动子高甲基化（抑制转录）和DRD1、ESR、FSHR、LH启动子低甲基化（激活转录），形成负相关关系。这种神经-内分泌-表观遗传的协同调控，最终转化为产蛋性能和蛋品质的改善。结论部分翻译如下：日粮L-酪氨酸补充改善了老龄蛋鸡的产蛋性能、蛋品质和饲料效率，并伴随着生殖基因表达和启动子CpG甲基化的变化。1 g/kg L-酪氨酸的补充是最有效的水平，可能成为后期蛋鸡商业生产中一种有前途的饲料添加剂。未来的研究应优化L-酪氨酸添加水平，并评估不同蛋鸡品系和生产系统中的反应。进一步的研究还应确定这些效应是否在产蛋周期中持续存在或可遗传。