《Poultry Science》:Dietary Genistein Supplementation Enhances Reproductive and Bone Health in Late-Laying Hens
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本研究针对高龄蛋鸡因卵巢功能衰退和骨骼健康恶化导致的生产性能下降问题,系统探讨了20 mg/kg膳食染料木黄酮补充对60周龄海兰褐蛋鸡的干预效果。结果表明,染料木黄酮能显著提升66-76周龄产蛋率,改善蛋壳品质,增强卵巢抗氧化酶(SOD、CAT)活性并降低炎症因子(TNF-α、IL-1β),同时通过上调骨组织雌激素受体(ERα/ERβ)表达和OPG/RANKL比值优化骨代谢。该研究为延长蛋鸡生产周期提供了创新营养策略。
随着蛋鸡养殖周期的延长,高龄蛋鸡面临的生殖功能衰退和骨骼健康问题日益凸显。卵巢作为蛋鸡的核心生殖器官,其衰老伴随卵泡数量减少、卵泡闭锁率上升以及慢性炎症反应加剧,直接导致产蛋率下降和蛋品质劣化。与此同时,骨骼系统因长期钙质动员和高强度代谢负荷,出现骨密度降低、骨强度减弱等骨质疏松现象,严重影响蛋鸡 welfare(动物福利)和养殖经济效益。传统营养调控手段对高龄蛋鸡的生理衰退干预效果有限,亟需寻找能够同时靶向生殖与骨骼系统的功能性添加剂。
在此背景下,中国农业科学院北京畜牧兽医研究所张军民团队在《Poultry Science》发表研究,探究了天然植物雌激素——染料木黄酮(Genistein)对高龄蛋鸡的协同保护作用。研究团队选取180只60周龄海兰褐蛋鸡,随机分为基础日粮组(CON)和20 mg/kg染料木黄酮补充组(GEN),进行为期15周的饲养试验。通过系统评估生产性能、蛋品质、卵巢组织学、骨骼生物力学及分子表达等指标,揭示了染料木黄酮的双重改善机制。
关键技术方法包括:生产性能指标(产蛋率、蛋重、料蛋比)动态监测;卵巢与骨组织样本的组织病理学分析;血清生殖激素(LH、FSH、E2、PROG)与骨代谢标志物(ALP、TRAP)ELISA检测;卵巢转录组测序及KEGG/GSEA通路富集分析;骨组织关键基因(ERα、ERβ、RUNX2、OPG/RANKL等)qRT-PCR定量。
laying performance and egg quality
染料木黄酮显著提升66-76周龄 hen-day egg production(HDEP)和66-69周龄 hen-housed egg production(HHEP)(P < 0.05),同时提高69周和76周蛋壳厚度、蛋壳强度和蛋壳比率(P < 0.05)。蛋白高度和哈氏单位在65周和69周显著改善,表明蛋内部品质同步优化。
ovarian follicle numbers and histological observation
组织学分析显示,GEN组卵巢炎症细胞浸润减少,76周时初级卵泡(PF)数量显著增加(P < 0.05),69周和76周次级卵泡(SF)闭锁率显著降低(P < 0.05),提示染料木黄酮有效延缓了卵巢储备耗竭。
ovarian antioxidant capacity and inflammatory cytokines
GEN组卵巢超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著升高(P < 0.05),丙二醛(MDA)含量和促炎细胞因子(TNF-α、IL-1β)水平显著下降(P < 0.05),证实其抗氧化和抗炎作用。
ovarian transcriptomic profiles
转录组分析发现,GEN组卵巢中类固醇激素生物合成通路被激活,而MAPK和TGF-β信号通路被抑制。蛋白互作网络鉴定出COL3A1和POSTN为枢纽基因,二者参与细胞外基质重构,可能与卵巢纤维化缓解相关。
serum reproductive hormone and bone metabolism indicators
GEN组血清促黄体生成素(LH)、卵泡刺激素(FSH)、雌二醇(E2)和孕酮(PROG)水平显著升高(P < 0.05),而碱性磷酸酶(ALP)和抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)活性降低(P < 0.05),反映骨转换速率减缓。
bone quality
染料木黄酮补充显著提高76周龄股骨断裂强度、骨矿物密度(BMD)和骨矿物含量(BMC)(P < 0.05)。组织切片显示GEN组皮质骨吸收陷窝减少,髓质骨小梁体积增加。
the mRNA expression of genes from bone tissue
骨组织中ERα、ERβ、RUNX2、ALP、OCN、OPG和RANKL基因表达均显著上调(P < 0.05),OPG/RANKL比值升高(P < 0.05),表明成骨活性增强且破骨活动受抑。
本研究通过多维度证据链证实,膳食补充20 mg/kg染料木黄酮可通过协调调控卵巢-骨骼轴功能,延缓高龄蛋鸡的生理衰退。在卵巢层面,染料木黄酮通过抑制MAPK/TGF-β通路减轻炎症与纤维化,提升类固醇激素合成能力;在骨骼层面,其通过雌激素受体信号激活成骨分化标志基因表达,优化骨重塑平衡。该研究不仅为延长蛋鸡经济利用周期提供了可行营养方案,也为植物雌激素在畜禽衰老调控领域的应用奠定了理论基础。未来研究可进一步探索染料木黄酮与其它功能性成分的协同效应,以及其在分子层面的精准调控机制。