饲料染料木黄酮改善产蛋后期母鸡的产蛋性能、抗氧化能力及卵巢类固醇生成

《Theriogenology》：Dietary genistein improves laying performance, antioxidant capacity, and ovarian steroidogenesis in late laying hens

　　

摘要

本研究评估了膳食补充大豆异黄酮对66周龄海兰褐产蛋鸡产蛋性能、蛋壳质量、抗氧化能力及卵巢类固醇生成的影响。共选取384只鸡随机分配至四个处理组：基础日粮（对照组）或分别补充80、120、400 mg/kg大豆异黄酮的日粮，每个处理6个重复，每重复16只。各剂量大豆异黄酮补充均显著提高了产蛋率，降低了料蛋比和破蛋率（P < 0.05）。在蛋品质方面，80和120 mg/kg大豆异黄酮降低了蛋形指数，而所有处理组均提高了蛋壳占比，其中80 mg/kg增强了钝端蛋壳厚度（P < 0.05）。80和400 mg/kg大豆异黄酮提高了血浆超氧化物歧化酶（SOD）活性（P < 0.05）。在肝脏中，所有大豆异黄酮处理组均增加了SOD、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）和总抗氧化能力（T-AOC），并降低了丙二醛（MDA）水平（P < 0.05）。在卵巢中，80 mg/kg提高了GSH-Px活性，而80和400 mg/kg增强了过氧化氢酶（CAT）活性（P < 0.05）。此外，80和120 mg/kg大豆异黄酮提高了血浆孕酮（P₄）浓度（P < 0.05）。类固醇生成基因表达上调，类固醇生成急性调节蛋白（StAR）、细胞色素P450侧链裂解酶（CYP11A1）和3β-羟类固醇脱氢酶（3β-HSD）的mRNA水平均升高。在特定补充水平下，StAR、CYP11A1和3β-HSD的蛋白丰度也相应增加（P < 0.05）。综上所述，膳食大豆异黄酮改善了产蛋性能和部分蛋壳品质性状，增强了抗氧化能力，并与血浆孕酮浓度升高及卵巢类固醇生成相关因子表达改变有关，对后期产蛋鸡具有积极作用。

引言

随着产蛋鸡进入产蛋后期，其生殖效率逐渐下降，这与卵巢衰老和类固醇生成活性受损密切相关。P₄由卵泡颗粒细胞分泌，是调控卵泡发育和排卵的关键激素[1]。其分泌减少与产蛋量和蛋品质下降密切相关[2]。因此，寻找能够改善产蛋性能和提高蛋品质的膳食补充剂已成为育种企业和研究者关注的重点领域。

P₄的生物合成主要依赖于类固醇生成酶的协同作用，包括StAR、CYP11A1和3β-HSD。在促黄体生成素（LH）的刺激下，这些酶介导胆固醇转化为孕酮（P₄）[3,4]。关于MA-10细胞的研究表明，过氧化氢（H₂O₂）处理可降低StAR表达，降低线粒体膜电位，并以剂量依赖方式抑制cAMP诱导的P₄产生，表明活性氧（ROS）破坏线粒体功能并阻断胆固醇转运，从而抑制P₄合成[5]。尽管MA-10细胞来源于小鼠睾丸间质细胞，但该发现提示ROS破坏StAR介导的类固醇生成是一个保守的机制。多项研究表明，随着年龄增长和产蛋周期延长，卵巢中的ROS水平显著升高。同时，呼吸链活性和膜电位等线粒体功能下降，颗粒细胞线粒体超微结构损伤加剧。这种损伤减少了孕酮的合成，凸显了维持氧化还原平衡对于卵泡正常发育和类固醇激素分泌的重要性[6,7]。

大豆异黄酮（GEN，5,7,4′-三羟基异黄酮）是一种天然存在的异黄酮，广泛存在于豆类中，是目前已知的最具生物活性的植物雌激素之一。在后期产蛋鸡中，膳食补充GEN显著提高了产蛋率和蛋壳强度，减少了卵泡和蛋黄中的脂质过氧化产物，并增加了血浆P₄和促卵泡激素（FSH）浓度，表明其在抗氧化防御和生殖激素调节中的双重作用[8]。类似地，在日本鹌鹑中，补充400或800 mg/kg GEN改善了产蛋性能，同时降低了蛋黄MDA含量，进一步证实了其抗氧化潜力[9]。此外，GEN具有显著的抗氧化特性。体外研究表明，在猪IPEC-J2细胞中，GEN通过Nrf2信号通路表现出保护特性并抵抗氧化应激[10]。GEN还通过增强抗氧化酶GSH-Px和SOD的活性，减少了HUVECs中活性氧的积累[11]。动物实验进一步表明，膳食补充GEN可以增强小鼠多种组织中抗氧化酶活性，包括CAT、SOD和GSH-Px[12]。总之，GEN通过增强抗氧化防御系统对身体具有潜在的 protective 作用。

基于GEN强大的生物活性，我们假设在产蛋后期，当产蛋鸡易发生氧化应激和卵巢功能下降时，适当补充GEN可能增强抗氧化能力并改变卵巢类固醇生成相关反应，从而最终改善产蛋性能。膳食补充水平的选择包括两个中等剂量（80和120 mg/kg）和一个相对较高剂量（400 mg/kg）。中等剂量基于初步观察和此前报道在产蛋鸡中的有效范围，而选择400 mg/kg是因为该水平曾用于此前的家禽研究，并允许评估在显著较高摄入量下生物反应是否维持或发生改变[8,13,14]。本研究的目的是探讨不同GEN水平对产蛋性能、蛋品质、抗氧化能力、卵巢P₄合成及关键类固醇生成酶表达的影响，从而为支持产蛋后期生殖功能和生产性能的营养策略提供理论依据。

章节摘要

材料与方法

所有动物程序均经家禽研究所动物伦理与使用委员会批准（编号：CNP20211218）。

产蛋性能

如表3所示，与对照组相比，补充80、120和400 mg/kg GEN显著提高了产蛋率（P < 0.05）。与对照组相比，80、120和400 mg/kg GEN组的破蛋率和料蛋比均显著降低（P < 0.05）。整个实验期间，膳食补充GEN对产蛋鸡的蛋重和死亡率无显著影响（P > 0.05）。

蛋品质

如表4所示，蛋形指数为

讨论

在产蛋后期，产蛋性能和蛋壳品质通常会下降，伴随着饲料效率降低和生产损失增加[[17], [18], [19], [20]]。因此，研究老龄产蛋鸡的产蛋性能和健康状况对于提高经济效益、延长生产寿命和确保食用鸡蛋稳定供应至关重要。GEN是一种天然存在的异黄酮，其结构与17β-雌二醇相似，并且可以相互作用

结论

本研究系统评估了膳食补充GEN对后期产蛋鸡产蛋性能、蛋品质、抗氧化状态和生殖内分泌反应的影响。GEN补充改善了产蛋性能和部分蛋壳品质性状，并增强了血浆、肝脏和卵巢组织中多种抗氧化指标。这些反应伴随着血浆P₄浓度升高以及类固醇生成相关

CRediT作者贡献声明

肖芸琪：撰写——初稿，可视化，概念化。鄂晓迪：方法学，形式分析，数据整理。张姗：可视化，验证。沈一儒：可视化，调查，形式分析。石秀荣：撰写——审阅与编辑，资金获取。

资助

本研究得到扬州科技计划资助（YZ2024242）。

利益冲突声明

肖芸琪、鄂晓迪、张姗、沈一儒和石秀荣声明不存在利益冲突。

肖芸琪|鄂晓迪|张姗|沈一儒|石秀荣

中国农业科学院家禽研究所，江苏扬州，225125，中国