谷氨酰胺对热应激雌鸡雌二醇分泌及相关基因表达的影响.pdf

安徽科技学院学报,2 0 2 3,3 7(3):3 7-4 2 J o u r n a l o fA n h u iS c i e n c ea n dT e c h n o l o g yU n i v e r s i t y 收稿日期:2 0 2 2-1 2-0 2基金项目:安徽省重点研发项目(2 0 2 2 0 4 c 0 6 0 2 0 0 7 6);凤阳县科技计划项目(NY 2 0 2 2-0 2)。作者简介:陈之豪(1 9 9 6-),男,浙江绍兴人,硕士研究生,主要从事畜禽生产学研究。通信作者:王淑娟,副教授,E-m a i l:w a n g s h u j u a n 2 0 1 2h o t m a i l.c o m。谷氨酰胺对热应激雌鸡雌二醇分泌及相关基因表达的影响陈之豪,郑梦浩,李 瑞,王佳琪,刘彦彦,刘文举,庞训胜,王立新,王淑娟*(安徽科技学院 动物科学学院,安徽 凤阳 2 3 3 1 0 0)摘 要:目的:探讨谷氨酰胺对热应激雌鸡生殖机制的影响。方法:选用9 0只健康的1 4日龄雌性雏鸡,预饲7d后,随机分为5个组,每组1 8只:组为对照组(常温),饲喂基础日粮;组为热应激试验组,分别在基础日粮中添加0%、0.5%、1.0%、1.5%谷氨酰胺。试验持续2 1d,分别在2 8、3 5、4 2日龄随机选取3只鸡,屠宰后采集血液和卵巢。利用E l i s a方法检测血清中雌二醇水平,R e a l t i m e-P C R检测卵巢中激素合成相关基因表达水平。结果:高温促使鸡血清中雌二醇水平显著升高(P0.0 5),且卵巢中激素合成相关基因S t A R和R UNX2表达量显著下降(P0.0 5),当高温情况下饲粮中添加不同水平谷氨酰胺后,3 5、4 2日龄鸡血清中雌二醇水平和卵巢中S t A R和R UNX2表达量基本恢复到对照组水平,其中4 2日龄鸡血清中雌 二 醇 水 平 显 著 高 于 对 照 组(P0.0 5),且 卵 巢 中 的 基 因 表 达 水 平 亦 显 著 高 于 对 照 组(P 0.0 5)。结论:高温环境促使雌鸡生殖性能过快发育,而谷氨酰胺可缓解热应激对雌鸡生殖性能的影响。关键词:谷氨酰胺;热应激;雌二醇;生殖相关基因中图分类号:S 8 1 4.1文献标志码:A文章编号:1 6 7 3-8 7 7 2(2 0 2 3)0 3-0 0 3 7-0 6开放科学(资源服务)标识码(O S I D):D O I:1 0.1 9 6 0 8/j.c n k i.1 6 7 3-8 7 7 2.2 0 2 3.0 0 4 9E f f e c t so f g l u t a m i n eo ne s t r a d i o l s e c r e t i o na n dr e l a t e dg e n e e x p r e s s i o ni nh e a t-s t r e s s e df e m a l e c h i c k e n sCHE NZ h i h a o,Z HE NG M e n g h a o,L IR u i,WANGJ i a q i,L I U Y a n y a n,L I U W e n j u,P ANGX u n s h e n g,WANGL i x i n,WANGS h u j u a n*(C o l l e g eo fA n i m a lS c i e n c e,A n h u i S c i e n c ea n dT e c h n o l o g yU n i v e r s i t y,F e n g y a n g2 3 3 1 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:O b j e c t i v e:T o i n v e s t i g a t e t h ee f f e c to fg l u t a m i n e(G l n)o nr e p r o d u c t i v em e c h a n i s mo fc h i c k su n d e rh e a t s t r e s s c o n d i t i o n s.M e t h o d s:9 0h e a l t h y1 4-d a y-o l d f e m a l e c h i c k sw e r e s e l e c t e d,a n dr a n d o m l yd i v i d e d i n t o5g r o u p sw i t h1 8c h i c k s i ne a c hg r o u p,G r o u pIw a s t h e c o n t r o l g r o u p(r o o mt e m p e r a t u r e),t h ec h i c k sw e r ef e dw i t hab a s i cd i e t.G r o u pI II Va n dV w e r eh e a ts t r e s st e s tg r o u p s,w i t h0%,0.5%,1.0%,1.5%G l na d d e d t o t h eb a s i cd i e t,r e s p e c t i v e l y.T h e c h i c k sw e r ep r e f e d f o r 7d a y s,t h e ne n t e r e dt h ee x p e r i m e n t a l p e r i o dt h a t l a s t e df o r2 1d a y s.T h r e ec h i c k e n sw e r er a n d o m l ys e l e c t e da t2 8,3 5,4 2d a y so f a g e t oc o l l e c t t h eb l o o da n do v a r i e s a f t e r s l a u g h t e r.S e r u me s t r o g e n l e v e lw a sd e t e c t e db yE l i s a,a n do v a r i a nh o r m o n es y n t h e s i s-r e l a t e dg e n ee x p r e s s i o nw a sd e t e c t e db yr e a l t i m e-P C R.R e s u l t s:H i g ht e m p e r a t u r es i g n i f i c a n t l yi n c r e a s e dt h es e r u m e s t r o g e nl e v e l(P0.0 5),a n dd e c r e a s e dt h ee x p r e s s i o no fh o r m o n es y n t h e s i sr e l a t e dg e n e sS t A Ra n dR UNX2i no v a r y(P0.0 5),t h el e v e l so fe s t r o g e n s i ns e r u m a n dt h ee x p r e s s i o no fS t A Ra n dR UNX2i no v a r yo f3 5-d a y-o l da n d4 2-d a y-o l dc h i c k e n sw e r eb a s i c a l l yr e s t o r e dt ot h o s eo ft h ec o n t r o lg r o u pw h e nd i f f e r e n t l e v e l so fg l u t a m i n ew e r ea d d e dt ot h ed i e t a th i g ht e m p e r a t u r e,h o w e v e r,t h e l e v e l o f s e r u me s t r o g e n s i n4 2-d a y-o l dc h i c k e n sw a ss i g n i f i c a n t l yh i g h e r t h a nt h a t i nt h ec o n t r o lg r o u p(P0.0 5),a n dt h eg e n ee x p r e s s i o nl e v e l i no v a r yw a ss i g n i f i c a n t l yh i g h e rt h a nt h a ti nt h ec o n t r o lg r o u p(P0.0 5).C o n c l u s i o n:H i g ht e m p e r a t u r ep r o m o t e st h er a p i dd e v e l o p m e n to fr e p r o d u c t i v ep e r f o r m a n c ei nf e m a l ec h i c k e n s,a n dg l u t a m i n ec a na l l e v i a t e t h ee f f e c to fh e a t s t r e s so nr e p r o d u c t i v ep e r f o r m a n c e.K e yw o r d s:G l u t a m i n e;H e a t s t r e s s;E s t r a d i o l;R e p r o d u c t i o n-r e l a t e dg e n ee x p r e s s i o n高温环境下,家禽机体代谢加速,体内糖原及脂肪等加速分解,提高了动物体内氧气的消耗量,产生大量生理热,这些大量生理热通过外周神经刺激中枢神经,激活肾上腺轴,使动物机体内下丘脑促肾上腺皮质激素释放激素加速分泌,促进腺垂体的合成和分泌,使血液中糖皮质激素含量增加,而高浓度糖皮质激素影响下丘脑-垂体-性腺轴功能,抑制G n RH分泌,干扰LH和生殖激素(雄性激素、雌性激素等)的释放,从而使家禽正常的生殖功能受到损伤1。雌激素是一种类固醇激素,为胆固醇衍生物,其合成主要受两种酶调控:细胞色素P 4 5 0酶(C Y P)和羟基类固醇脱氢酶(H S D)。合成的前体物质为胆固醇,在生殖细胞中,在类固醇合成快速调节蛋白(S t A R)介导下将其转运至线粒体,在胆固醇侧链裂解酶(P 4 5 0 s s c)催化下生产孕烯醇酮,继续在3脱氢酶(H S D 3)催化下生产孕酮,其为许多激素的共同前体。孕酮在1 7位羟化,糖皮质激素侧链裂解生成雄激素,进而雄激素A环芳构化形成雌激素。RUN X 2作为运转蛋白,是RUN X家族转录因子之一,可调控多种基因的转录2-3。近期研究表明,RUN X 2在绵羊、小鼠卵巢中均存在表达4-5,是卵巢功能的关键调节因子,在卵丘细胞中的表达水平与血清中的雌二醇(E2)水平呈负相关,RUN X 2通过调控卵巢中细胞色素P 4 5 0芳香化酶P 4 5 0 a r o m的表达,进而影响卵巢中雌激素的合成4。谷氨酰胺(G l n)是构成动物机体蛋白的一种非必需氨基酸6,与其他氨基酸共同调节机体功能,包括卵巢功能。近年来,国内外研究中,谷氨酰胺作为一种饲料添加剂对动物的生长性能和生产能力具有显著的作用,谷氨酰胺可有效减缓热应激对动物生产性能的影响,在热应激环境下提高动物生长性能、维持肠道健康、改善免疫系统7-8,还可调控生殖功能。研究表明,在卵泡发育过程中,各氨基酸平衡对激素分泌、卵泡发育有显著的调控