《Poultry Science》：Effects of Dendrobium nobile Polysaccharide on Reproductive Performance, Hormone Levels, Antioxidant Capacity, and Testicular Metabolism of Aged Roosters
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随着公鸡年龄增长，精液质量逐渐下降，加剧的氧化应激是导致其繁殖功能恶化的重要因素。金钗石斛（Dendrobium nobile Lindl., DNL）作为一种传统中药，表现出强大的抗氧化活性，并在延缓老龄公鸡繁殖功能衰退方面发挥重要作用；然而，其核心活性成分
随着公鸡年龄增长，精液质量逐渐下降，加剧的氧化应激是导致其繁殖功能恶化的重要因素。金钗石斛（Dendrobium nobile Lindl., DNL）作为一种传统中药，表现出强大的抗氧化活性，并在延缓老龄公鸡繁殖功能衰退方面发挥重要作用；然而，其核心活性成分金钗石斛多糖（Dendrobium nobile polysaccharide, DNP）是否作为关键有效成分仍有待验证。在本研究中，研究人员将20只56周龄雄性隐性白羽鸡（贵州大学培育的隐性白羽品系）随机分为对照组（CON）和DNP补充组（DNP），每组10只，进行为期60天的饲养试验，以探究DNP对老龄公鸡抗氧化能力、激素水平、睾丸代谢和繁殖性能的影响。结果表明，与CON组相比，DNP补充改善了精液质量，增强了抗氧化能力和血清激素水平，并延缓了老龄公鸡睾丸组织退化。非靶向代谢组学分析表明，DNP组睾丸代谢谱的变化可能与抗氧化能力的改善相关，差异代谢物主要富集于氨基酸生物合成、氨酰-tRNA生物合成以及半胱氨酸和蛋氨酸代谢通路。这些发现表明，日粮中添加DNP可有效缓解公鸡睾丸氧化损伤，延缓繁殖性能下降，凸显了DNP作为饲料添加剂增强种公鸡抗氧化能力的潜力。
**研究背景与问题**
在禽类生产中，延长种公鸡的繁殖寿命具有显著经济价值。公鸡通常在24至28周龄达到繁殖高峰，但随着年龄增长，精液质量逐渐下降，主要表现为睾丸萎缩、精子浓度和活力降低、畸形率升高。氧化应激是导致这一衰退的关键因素：老龄公鸡睾丸和精液中活性氧（ROS）生成增加，抗氧化防御能力下降，引发睾丸组织损伤，破坏精子细胞DNA、RNA和蛋白质功能，进而影响受精能力。金钗石斛（DNL）是一种传统中药，富含生物碱、多糖等活性成分，具有抗氧化、抗衰老作用。其核心成分金钗石斛多糖（DNP）含量超过总多酚、总黄酮和总生物碱，但DNP能否缓解老龄公鸡繁殖性能下降尚不清楚。为此，研究人员在前期研究基础上，进一步探究DNP对种公鸡繁殖性能和睾丸抗氧化参数的影响，并通过睾丸代谢组学分析其调控机制，旨在开发新型饲料添加剂，促进动物福利和可持续畜牧生产。该研究发表于《Poultry Science》。
**关键技术与方法**
研究选用20只56周龄雄性隐性白羽鸡（来源：贵州大学培育的隐性白羽品系），随机分为对照组（CON，基础日粮）和DNP组（基础日粮添加1500 mg/kg DNP，纯度80.05%），饲养60天。精液采集采用背腹按摩法，使用改良Neubauer血细胞计数板计数精子浓度，显微镜主观评分评估精子活力；人工授精检测受精率和孵化率；ELISA法测定血清促卵泡激素（FSH）、黄体生成素（LH）和睾酮水平；试剂盒检测血清和睾丸组织抗氧化指标（CAT、GSH-Px、T-SOD、T-AOC、MDA）；RT-qPCR检测Nrf2通路相关基因（Nrf2、SOD1、CAT、NQO-1、HO-1、GSTA3）及睾酮合成酶基因HSD17B3的表达；H&E染色观察睾丸组织形态；非靶向代谢组学（LC-MS）分析睾丸代谢物，使用PCA和OPLS-DA进行多变量分析，KEGG富集差异代谢通路。
**研究结果**
**精液质量参数**：通过比较CON和DNP组在0、20、45、60天的精液参数，发现第45天时，DNP组精子浓度、精子活力和有效精子浓度均高于CON组（P=0.014、0.016、<0.001）；第60天时，DNP组精子活力（P=0.029）、有效精子浓度（P<0.001）和精液量（P=0.031）仍高于CON组，但精子浓度差异不显著（P=0.061）。说明DNP补充可改善精液质量，但效果随时间积累。
**受精率、孵化率和血清激素水平**：第45天人工授精后，DNP组受精率、入孵蛋孵化率和受精蛋孵化率分别比CON组高4.7、9.4和6.1个百分点，但均未达统计显著（P=0.364、0.079、0.118）。第60天血清激素检测显示，DNP组睾酮（P=0.024）和FSH（P<0.001）水平显著高于CON组，LH无差异（P=0.503）。表明DNP可提升血清激素水平，但孵化率需更大样本量验证。
**睾丸组织形态学**：H&E染色显示，CON组睾丸出现年龄相关退化，如生精小管轮廓不规则、生精上皮变薄、细胞排列松散；DNP组睾丸结构明显改善，生精小管规则、上皮完整增厚、支持细胞和精子细胞数量增加、空泡化减少。定量分析显示，DNP组睾丸重量（P=0.031）和生精小管直径（P=0.012）均高于CON组，但睾丸指数无差异（P=0.065）。
**血清抗氧化酶活性**：第0天两组间CAT、GSH-Px和MDA无差异，但CON组T-SOD活性高于DNP组（P<0.001）。第40天，DNP组CAT活性高于CON组（P<0.001），MDA降低（P<0.001），GSH-Px有升高趋势（P=0.062），但T-SOD仍低于CON组（P=0.008）。第60天，DNP组CAT（P<0.001）和GSH-Px（P=0.002）活性均升高，MDA降低（P<0.001），T-SOD差异消失（P=0.745）。说明DNP可系统性改善血清抗氧化能力，但T-SOD反应较慢。
**睾丸抗氧化指标及mRNA相对表达**：与CON组相比，DNP组睾丸组织中CAT、GSH-Px、T-SOD活性和T-AOC水平均升高（P<0.001、0.008、<0.001、0.010），MDA降低（P<0.001）。mRNA表达方面，Nrf2、NQO-1、GSTA3、SOD1、CAT表达均上调（P<0.001、0.004、0.007、<0.001、0.002），HO-1无差异（P=0.170），HSD17B3表达上调（P=0.003）。表明DNP可能激活Nrf2通路，增强睾丸抗氧化防御网络并促进睾酮合成。
**精液质量与抗氧化参数的相关性分析**：Spearman相关分析显示，MDA与精子活力（P<0.01）和浓度（P<0.05）负相关；CAT mRNA与精液量正相关（P<0.01）；GSH-Px活性与精子活力（P<0.01）和浓度（P<0.05）正相关；GSTA3 mRNA（P<0.05）和T-SOD活性（P<0.05）与精子活力正相关。说明抗氧化指标改善与精液质量提升密切相关。
**睾丸组织非靶向代谢组学分析**：共鉴定1555种代谢物，PCA和OPLS-DA显示CON和DNP组代谢谱分离。筛选出55种差异代谢物（VIP>1.0，|FC|>1.5，P<0.05），其中31个在正离子模式、24个在负离子模式。KEGG富集显示差异代谢物主要富集于氨基酸生物合成、氨酰-tRNA生物合成、半胱氨酸和蛋氨酸代谢、甘氨酸-丝氨酸-苏氨酸代谢等通路。进一步对10种关键代谢物（如乙酰肉碱、肌酸、DL-脯氨酸等）进行相关分析，发现乙酰肉碱、肌酸和DL-脯氨酸与多数抗氧化指标正相关、与MDA负相关，而DL-半胱氨酸、果糖和曲酸则相反。提示DNP可能通过调节氨基酸代谢影响睾丸氧化还原状态。
**讨论与结论**
讨论部分指出，DNP通过激活Nrf2通路，上调下游抗氧化基因（NQO-1、GSTA3、SOD1、CAT），增强睾丸抗氧化能力，同时上调HSD17B3表达促进睾酮合成，从而改善精液质量和睾丸组织形态。代谢组学提示氨基酸代谢（尤其是半胱氨酸和蛋氨酸代谢）变化与抗氧化保护相关，但具体机制需进一步验证。结论翻译如下：综上所述，日粮中添加金钗石斛多糖与Nrf2通路相关基因表达上调、抗氧化能力改善以及睾酮水平升高相关联，这可能有助于延缓老龄种公鸡繁殖功能的衰退。代谢组学分析表明，氨基酸代谢通路的改变与DNP的抗氧化保护作用存在潜在关联，其具体调控机制有待进一步研究。本研究为DNP作为天然功能性饲料添加剂延长种公鸡繁殖寿命提供了初步实验证据。
