慢性热应激对五华三黄鸡生长和肌肉组织的影响_林佳燕.pdf

养禽与禽病防治2022 年第 8 期慢性热应激对五华三黄鸡生长和肌肉组织的影响林佳燕，周馨鑫，钟浩，连捷，吉叶标，翁茁先，黄勋和，徐勇洁*（嘉应学院生命科学学院，广东省山区特色农业资源保护与精准利用重点实验室，广东梅州514015）摘要：我国华南地区的高温高湿气候常常对黄羽肉鸡生长性能和产肉性能等造成影响。五华三黄鸡是广东省梅州市极具特色黄羽肉鸡品种，并且具有较好的抗逆性，但目前仍缺少相关研究和利用。本实验目的是探究五华三黄鸡在慢性热应激状态下的生长变化和肌肉组织损伤程度。通过将 94 日龄的五华三黄鸡母鸡分别设置为对照组和热应激组饲养至 119 日龄。检测采食量、体重、肌肉组织切片和 HSP70 基因的表达水平，评价五华三黄鸡耐热性。结果表明：慢性热应激前期会导致五华三黄鸡采食量和体重下降，但在热应激中后期的其差异变小；热应激容易使五华三黄鸡腿肌组织发生炎症反应；但其心脏和腿肌 HSP70 基因相对表达量仅升高 3 倍左右足够缓解热应激反应。综上所述，五华三黄鸡具有一定的耐热性。关键词：热应激五华三黄鸡肌肉HSP70 基因耐热性1前言我国华南地区的自然气候主要分为热带和亚热带季风气候 2 种，故日平均气温大于 10的天数在 300 d 以上。其中集中于夏季 78 月的温度会较高甚至高达 35以上，且降雨量会较多，故这时候在家禽养殖方面会因天气温度而导致其出现热应激状态。热应激的应激源为高热高湿，夏季炎热高温高湿天气常常导致家禽内分泌异常、食欲减少、生长发育缓慢以及免疫力和抗病力下降的现象，进而引起发病率和死亡率升高1-2。华南地区高温环境会影响肉鸡的正常生长，主要会体现在其肌肉组织病变方面，如腿部肌肉、胸部肌肉等组织受高温影响而出现炎症。从生产方面来看，长期受高温环境影响的肉鸡其肉质、体重等相比正常生长的肉鸡会有所下降，而影响生产收益。而本实验通过近1 个月的时间对五华三黄鸡在慢性热应激的环境条件下研究其采食量和体重的变化，以观察五华三黄鸡在慢性热应激的生长变化。此外，再结合肌肉组织的病理切片和热应激蛋白 70 kDa基因（HSP70）表达水平来评价五华三黄鸡的耐热性。五华三黄鸡原产地为广东省梅州市五华县,主要分布于五华县中部和北部,少量分布在作者:林佳燕,女,学士,E-mail:linjiayan0528*通讯作者:徐勇洁,男,讲师,E-mail:支持项目:嘉应学院科研项目重点项目：五华三黄鸡 HSP70 基因对线粒体及细胞凋亡影响的研究(2020KJZ03)；嘉应学院大学生创新创业训练计划项目：五华三黄鸡 HSP70 基因在细胞凋亡过程的分子机理研究(202110582011)农村科技特派员项目：农村生态养鸡抗逆防疫技术推广(KTP20200273)中图分类号：S831.4 文献标志码：C 文章编号：1008-3847（2022）08-0028-0728-养禽与禽病防治2022 年第 8 期引物名称引物序列（5-3）产物长度（bp）退火温度（）HSP70-FGCGCCAGGCCACCAAAGATG13561HSP70-RGCCCCCTCCCAAGTCAAAGATG梅州市兴宁市和梅县区，如梅州棉洋、梅林、龙村、水寨和河东等地还有一些较为纯正的五华三黄鸡品种。这些鸡种的分布比较局限，曾经处于濒临灭绝的边缘。五华三黄鸡外形特征是体质结实，体躯略宽、较深，背部和龙骨平直，尾羽较短而翘起呈黄白色，喙较短、稍弯具呈黄色，单冠且颜色鲜红，眼中等大小且呈虹彩橘红色，全身羽毛纯黄色，尾羽、翼羽有的呈白色，但无其它斑点3。通过全基因组测序技术研究发现，五华三黄鸡具有较多的抗逆性相关基因4。热应激蛋白分为 6 个家族，其中 HSP70 家族在细胞保护、组织损伤修复、维持细胞内重要蛋白质结构和功能等方面发挥重要的作用5。HSP70 基因表达水平与温度变化紧密相关，对生物的耐热性有着重要作用。正常情况下机体中 HSP70 基因处于低水平表达，但在热应激条件下 HSP70 基因表达量上升，并且表达量越高则反映应激反应越严重6-12。综上所述，本实验将通过分析慢性热应激对肉鸡的生长和肌肉组织的影响，评价五华三黄鸡的耐热性，为五华三黄鸡的品种开发利用和热应激防控抗逆性选育等提供理论参考数据。2材料与方法2.1试验动物本实验采用 94 日龄的五华三黄鸡进行慢性热应激实验饲养至 119 日龄，随机选取 60只，在每个鸡笼中放置保温灯，分别设立对照组与热应激组，每组各 30 只。2.2试验方法对照组温度控制为 2026，热应激组在9001800 期间将温度控制为 3036，其余时间温度控制为恒温 2026。采用自然光照，每天 600 投喂足量玉米-豆粕型全价配合饲料自由采食和饮水，于第二天 600 进行剩余饲料称重与饲料投喂。对每只鸡每 7 d进行称重 1 次，共称重 5 次。饲养 26 d 后进行屠宰取样，屠宰前 1 晚断料 12 h。分别采集胸肌、腿肌和心脏等 3 种组织样本制作石蜡切片，进行病理切片观察分析；采集心脏、腿肌和心脏组织样本，提取总 RNA 检测 HSP70 基因的表达，HSP70 基因引物序列见表 1。荧光定量RT-qPCR 试剂组分构成如下：cDNA 1L、上下游混合引物（20M）0.4L、2 ChamQ Uni-versal SYBR qPCR Maste Mix 10L、ddH2O8.6L。荧光定量 RT-qPCR 的反应程序如下：95（预变性）/5min95（变性）/35s60（退火温度）/35s72（延伸）/35s，40 个循环。表 1荧光定量 PCR 相关引物2.3数据处理采用 Excel 2013 对数据进行处理。3结果3.1五华三黄鸡慢性热应激试验环境评价从图 1 可知，对照组气温变化为自然条件下的变化波动（11 月份），呈现下降趋势；与对照组相比，热应激组的温度变化波动整体与对照组的一致，但均高出 10。试验温控条件合理。由图 2 可知，对照组的相对湿度变化在 35%70%，热应激组的在 25%50%，2 组的相对湿度变化波动一致。3.2慢性热应激对采食量和体重变化的影响由图 3 可知，五华三黄鸡在 95104 日龄时（热应激前期）热应激组的采食量均低于对照组；随后热应激组的采集量与对照组的采食量变化波动相当。由图 4 可知，五华三黄鸡在101107 日龄时，2 组的体重差异最大，热应激组的体重均低于对照组；但在后期，热应激组的29-养禽与禽病防治2022 年第 8 期体重与对照组的差异变小。2 组的体重均呈上升趋势。3.3慢性热应激对肌肉组织结构的影响如图 5 所示，2 组的心脏病理组织切片显示无明显差异（a 和 b）；热应激组的胸肌组织肌纤维之间粒细胞数量比对照组的相关不大（d和 f）；热应激组的腿肌组织比对照组的出现明显的粒细胞增多，并且聚集在肌纤维之间、发生炎症反应（g，h，i 和 j）。3.4慢性热应激对肌肉 HSP70 基因表达量的影响如图 6 所示，心脏、腿肌和胸肌热应激组的HSP70 基因表达量是显著高于对照组的。热应激组心脏和腿肌的 HSP70 基因相对表达量均图 1五华三黄鸡慢性热应激试验中气候温度变化差异图 2五华三黄鸡慢性热应激试验中相对湿度变化差异30-养禽与禽病防治2022 年第 8 期上升 3 倍左右，而胸肌的 HSP70 基因相对表达量上升 8 倍左右。这说明在慢性热应激的环境下，五华三黄鸡的胸肌组织较心脏和腿肌更容易出现热应激反应。4讨论热应激容易导致环境相对湿度下降，从而家禽在散热过程中加快了水分的丧失；与此同时，热应激会导致肉鸡食欲下降，从而采食量减少就会造成肉鸡体重下降的现象13。从本次实验结果来看，五华三黄鸡的采食量和体重在热应激前期都有明显的下降，但是热应激中后期热应激组与对照组的差异均明显变小。暗示五华三黄鸡在热应激中后期开始适应了热环境。研究表明，慢性热应激能够引起肉鸡的心图 3慢性热应激对五华三黄鸡采食量的影响图 4慢性热应激对五华三黄鸡体重变化的影响31-养禽与禽病防治2022 年第 8 期图 5五华三黄鸡不同组织结构（200）注：B 表示胸肌、T 表示腿肌、H 表示心脏a为心脏对照组横切，b 为心脏热应激组横切 c 为胸肌对照组横切d 为胸肌对照组纵切，e 为胸肌热应激组横切，f为胸肌热应激组纵切g 为腿肌对照组横切，h 为腿肌对照组纵切，i 为腿肌热应激组横切j 为腿肌热应激组纵切图 6慢性热应激对五华三黄鸡肌肉组织 HSP70 基因相对表达量进影响*表示 P0.01 为差异极显著，*表示 P0.05 为差异显著脏和腿肌出现不同程度的粒细胞浸润和炎症反应，并且耐热性差的品种其心脏组织的病灶越明显14。根据五华三黄鸡的组织病理切片观察发现，热应激组中的心脏没有出现粒细胞的聚集；并且热应激组的胸肌组织与对照组的没有明显差异；仅热应激组中的腿肌肌纤维之间发生粒细胞浸润。说明五华三黄鸡对热应激具有一定的适应性，其心脏和胸肌不受热应激影响所带来的损伤，暗示这 2 个部位的肉品质可能受热应激影响较小，但腿肌可能受影响较大。32-养禽与禽病防治2022 年第 8 期热应激会诱导机体内的 HSP70 大量表达，从而迅速增强机体的热耐受能力。HSP70 作为分子伴侣，在细胞生长、发育、分化、基因专录、蛋白质合成、折叠、运输、分解、细胞骨架功能和膜功能等多方面发挥着重要的作用15-16。HSP70基因在家禽应对高温环境下有着极其重要的作用，关乎至家禽尤其是肉鸡养殖方面的影响。宏观上包括体重、体型、外部形态特征和生长状况等方面，微观上包括对细胞凋亡、线粒体通路等是否能正常在体内发挥功能有着极其重要的作用17-23。有研究表明隐性白羽洛克鸡的耐热性较差，其在 3240的热应激环境下的其心脏和腿肌 HSP70 基因表达量可上升到 810 倍24。对比本研究结果，相同的热应激环境下的五华三黄鸡心脏和腿肌 HSP70 基因表达量仅上升 3倍左右，这说明五华三黄鸡具有较好的耐热性。5结论慢性热应激前期会导致五华三黄鸡采食量和体重下降，但在热应激中后期的其差异变小；热应激容易使五华三黄鸡腿肌组织发生炎症反应；其心脏和腿肌 HSP70 基因相对表达量仅升高 3 倍左右足够缓解热应激反应。以上揭示五华三黄鸡具有一定的耐热性。参考文献1王姝婕.家禽热应激危害机理及应对措施J.特种经济动植物,2022,25(02):50-51.2 巩青军,王少丽,万守英.缓解奶牛热应激的营养调控措施J.中国乳业,2022(04):19-22.3 黄勋和,翁茁先,李威娜,等.五华三黄鸡研究进展J.嘉应学院,2017,35(11):50-57.4 Weng Z,Xu Y,Li W,et al.Genomic variationsand signatures of selection in Wuhua yellowchick-enJ.PLoSOne,2020,15(10):e0241137.5 林秀斌,张柠,岳万福,等.热休克蛋白70 在热应激鸡原代心脏细胞中的表达与定位 J.黑龙江畜牧兽医,(16):54-56+165(2020).6王德前,陆建强,董捷,等.蛋鸡热应激与细胞凋亡相关基因表达 J.浙江农业科学,2019,60(12):2377-2379.7 张扬,陈博雯,卞友庆,等.噪声对肉鸭内脏组织热休克蛋白 mRNA转录的影响J.浙江农业学报,2017,29(11):1796-17998唐雪峰,李建柱,赵存真,等.热休克蛋白 70生物学功能及在家禽组织中的表达 J.畜牧与兽医,2018,50(4):144-148.9陈洪博,段滇宁,鲍恩东.热应激致 Hsc70 出入核与细胞凋亡的关系 J.畜牧兽医学报,2017,48(12):2414-2420.10 Rosenzweig R,Nillegoda NB,Mayer MP,et al.The Hsp70 chaperone networkJ.Nat RevMol CellBiol.,2019,20(11):665-680.11Fernndez-Fernnde