《Journal of Animal Science and Biotechnology》：Residual feed intake in laying hens during the late laying period: associations with nutrient utilization, antioxidant capacity, and gut barrier function
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背景剩余采食量（RFI）被定义为家禽实际采食量与其基于生长和维持需求预测的采食量之间的差值。它反映了家禽体内由遗传决定的代谢差异，并能有效指示生长和维持所需的能量水平。RFI是评估家禽饲料利用效率的关键指标。此外，RFI是一个具有中等至高遗传力的性状，使其成为
背景剩余采食量（RFI）被定义为家禽实际采食量与其基于生长和维持需求预测的采食量之间的差值。它反映了家禽体内由遗传决定的代谢差异，并能有效指示生长和维持所需的能量水平。RFI是评估家禽饲料利用效率的关键指标。此外，RFI是一个具有中等至高遗传力的性状，使其成为家禽育种计划中饲料效率的宝贵选择标准，并广泛应用于产蛋生产。然而，关于蛋鸡产蛋后期RFI的研究仍然相当有限。结果在本研究中，研究人员选择了体重和产蛋数相似的蛋鸡，并根据RFI值的大小将实验分为低RFI组和高RFI组。通过理化分析，与高RFI组相比，低RFI组表现出更高的养分利用率（粗蛋白、干物质表观消化率）和更强的抗氧化酶活性（T-AOC），以及更稳定的肠道免疫屏障（IL-6）和机械屏障（Occludin、ZO-1）。液相色谱-质谱联用（LC-MS）结果显示，两组蛋鸡血清和排泄物中的差异丰度代谢物主要富集在氨基酸代谢、脂质代谢和能量代谢途径中（L-赖氨酸、L-谷氨酰胺、柠檬酸、富马酸、丙酸、甘氨酸、丙酮酸）。这些关键的差异丰度代谢物为更深入地理解和改善蛋鸡的饲料效率提供了新的代谢靶点。结论本研究利用传统营养学方法和现代分子生物学技术，针对不同RFI水平蛋鸡的排泄物、血清和肠道片段，深入探讨了高RFI和低RFI蛋鸡之间的代谢差异。研究结果为通过RFI选择高效、优质、健康的蛋鸡提供了有价值的见解。此外，这些发现支持了蛋鸡产蛋期的延长和高效育种实践。
**研究背景与问题**
近年来，为了更充分地利用家禽养殖设备并降低生产成本，商业蛋鸡的养殖周期已从72周延长。然而，随着养殖周期的延长，特别是在产蛋后期，会出现产蛋率下降、饲料利用效率降低和代谢负担增加等常见问题。因此，提高产蛋后期的饲料利用效率对家禽养殖业的整体发展至关重要。在实践中，剩余采食量（RFI）是衡量饲料效率的核心指标，并已广泛应用于家禽育种。RFI是家禽实际采食量与其基于体重和生长速率预期的采食量之间的差值，是一个负向选择性状，即RFI值较低的鸡只表现出更高的饲料效率。RFI与经济效益性状无关，且具有中等遗传力，是一个受多基因调控的复杂性状。RFI的调节是一个受多种因素协同作用控制的复杂生物学过程，其变异可能源于鸡只生理过程的差异，包括采食行为、能量稳态、营养吸收和代谢过程，这些主要发生在中枢神经系统、代谢器官和消化吸收系统中。代谢物是生物体与外界进行物质和能量交换的产物，对于研究动物的代谢调节具有重要意义。血液代谢物能有效反映蛋鸡的营养状况和能量代谢水平，而肠道微生物群及其代谢物也能反映蛋鸡消化吸收饲料养分的效率。以往的研究主要集中在产蛋早期到中期，对于产蛋后期（特别是周龄较大的蛋鸡面临的独特代谢挑战）的生理和代谢变化了解不足。本研究假设，在此关键阶段，调控RFI的代谢调控网络与年轻蛋鸡不同。研究人员通过分析血液和排泄物，探索低RFI（LRFI）和高RFI（HRFI）蛋鸡的表型数据、关键基因表达和代谢物差异，旨在阐明这些代谢调控机制，为未来培育高饲料效率的家禽、优化鸡只随年龄增长的生产性能奠定基础。
**研究方法**
研究人员从一项长期纵向研究中选取了1,557只罗得岛红蛋鸡（来源：北京北农大科技股份有限公司），在标准化条件下（单笼饲养，16L:8D光周期）饲养至70周龄，并饲喂符合国家标准的日粮。本研究重点关注67至69周龄的测量期。在排除统计异常值后，剩余1,192只蛋鸡。研究人员通过3周（21天）的精确个体采食量测量，记录体重、产蛋量，并计算代谢体重（MBW）、日增重（BWG）、日产蛋重（DEM）和饲料转化率（FCR）。通过多元线性回归，从总采食量（TFI）中扣除MBW、DEM和BWG的贡献来计算每只鸡的RFI值。根据RFI值排序，在确保体重和产蛋数无显著差异的前提下，选出RFI值最低和最高的7只蛋鸡，分别定义为LRFI组和HRFI组。在70周龄时，对两组蛋鸡（每组7只）进行屠宰取样。主要关键技术方法包括：1) **全收粪法代谢试验**：用于测定日粮养分表观利用率，包括粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、干物质、钙、磷等；2) **非靶向代谢组学**：使用超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱（UPLC-Q-TOF/MS）技术，对血清和排泄物样本进行代谢物谱分析；3) **逆转录定量PCR（RT-qPCR）**与**蛋白质免疫印迹（Western blot）**：用于检测回肠组织中与肠道屏障和免疫相关基因的mRNA和蛋白质表达水平，如Claudin-1、ZO-1、Occludin、IL-6等；4) **血清生化指标检测**：使用全自动生化分析仪测定血清中与抗氧化、能量代谢和激素相关的指标。
**研究结果**
**1. 不同RFI对蛋鸡养分利用率的影响**
与HRFI组相比，LRFI组蛋鸡的粗蛋白表观利用率和干物质表观利用率显著提高（P??0.05）。这表明LRFI组蛋鸡具有更强的营养物质吸收能力。
**2. 不同RFI对蛋鸡血清生化指标的影响**
在血清抗氧化指标方面，HRFI组的丙二醛（MDA）含量显著高于LRFI组（P?
**3. 不同RFI对蛋鸡血清代谢物的影响**
通过LC-MS非靶向代谢组学分析，两组蛋鸡血清代谢物谱存在显著差异，鉴定出198种差异丰度代谢物。KEGG通路富集分析显示，这些差异代谢物主要富集在赖氨酸生物合成、柠檬酸循环（TCA循环）、不同环境中的微生物代谢和2-氧代羧酸代谢等通路。其中，L-赖氨酸、L-谷氨酰胺、柠檬酸、富马酸、丙酸等关键代谢物在LRFI组血清中显著上调，表明LRFI组蛋鸡能量代谢加速，氨基酸代谢增强。
**4. 不同RFI对蛋鸡肠道健康的影响**
在mRNA水平上，LRFI组回肠组织中Claudin-1和ZO-1显著上调，而促炎因子IL-6显著下调。在蛋白质水平上，LRFI组回肠组织中Claudin-1和ZO-1的蛋白表达水平也显著高于HRFI组。这表明LRFI组蛋鸡的肠道屏障功能更完整，具有更健康的肠道状态。
**5. 不同RFI对蛋鸡排泄物代谢物的影响**
排泄物代谢组学分析发现，两组间存在357种已知的差异丰度代谢物，主要富集在嘧啶代谢、半胱氨酸和蛋氨酸代谢、次级胆汁酸生物合成以及氨基酸和能量代谢等通路。甘氨酸、丙酮酸、牛磺酸、琥珀酸、胆汁酸等关键代谢物在两组间差异显著，反映了肠道微生物-宿主互作代谢特征的差异，可能参与调节营养吸收效率、能量代谢平衡和食欲信号通路。
**讨论与结论**
本研究表明，RFI是产蛋后期蛋鸡饲料效率的关键指标。与HRFI组相比，LRFI组蛋鸡表现出更优的饲料效率，其基础在于更强的养分利用率、更高的抗氧化能力和更健康的肠道状态。代谢组学分析揭示了这些优势与代谢谱的差异相关，特别是氨基酸和能量代谢。值得注意的是，在产蛋后期观察到的这些优势与年轻蛋鸡不同，LRFI组蛋鸡的更优效率似乎是由一种协同的代谢适应所驱动，旨在维持产蛋高峰后的体内稳态和养分分配，而非主要支持快速生长和峰值产蛋量。这表明，在年龄较大的高产蛋鸡中存在一种独特的、维持效率的机制。研究结论是，通过RFI选择高效、优质、健康的蛋鸡提供了有价值的见解，并支持了蛋鸡产蛋期的延长和高效育种实践。该论文发表在《Journal of Animal Science and Biotechnology》。
