N-氨基甲酰-L谷氨酸对北京鸭生产性能及免疫机能的影响

张 洁， 张孝和， 曹 允， 李新华， 艾君涛， 李玉清， 于凤芝

（1.北京农业职业学院，北京房山 102442；2.亚太兴牧科技有限公司，北京海淀 100193）

近年来，N-氨基甲酰-L谷氨酸（NCG）作为一种功能性营养添加剂，在哺乳动物生产上的应用非常广泛，机制在于增加内源性精氨酸的生成而促进动物生产性能的改善。N-氨基甲酰-L谷氨酸（NCG）作为精氨酸内源合成激活剂，可以促进谷氨酰胺或脯氨酸合成瓜氨酸，进而促进精氨酸的生成（杨平等，2011）。日粮中添加NCG，能够显著提高动物的生长发育和免疫机能 （Zhang等，2018；Ye 等，2017；杨平等，2011）。 但家禽缺乏精氨酸合成酶，这是不同于哺乳动物的生理特征（石现瑞等，2003）。因此，家禽对NCG的利用应该有不同于哺乳动物的地方。研究指出日粮中添加NCG可以提高家禽的生长性能 （黄雅莉等，2017a； 王参参，2016； 汤智群等，2015）， 但有关NCG在家禽生产中的应用研究还有待深入。为了进一步明确NCG改善家禽生长性能的作用途径，本试验主要研究了NCG对于北京鸭生长性能、免疫器官发育及血浆免疫指标的作用及NCG对北京鸭免疫机能的影响，以期为拓展NCG的利用前景提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物及试验设计 试验选取1日龄北京鸭雏鸭996只 （由北京大营宏光肉鸭养殖场提供），随机分为 4组（对照组及试验 A、B、C 组），每组3个重复，每个重复83只。试验组在饮水中每日添加NCG（通过配套独立水箱的水线，供试验鸭饮用）。四个组中，NCG的添加量按每日标准采食量的0%、0.016%、0.018%及 0.020%添加 （1～10日龄雏鸭的平均日采食量为100 g/只；11～40日龄成鸭的平均日采食量为217 g/只）。所有试验动物自由采食，自由饮水。试验周期40 d。

1.2 试验日粮及饲养管理 试验日粮为肉鸭专用两阶段配合饲料，购买自新希望集团。试验组与对照组的日粮选用同一批次，完全相同的日粮。试验所用的NCG购自亚太兴牧（北京）科技有限公司，产品纯度≥97%。

试验在北京大营宏光肉鸭养殖场内进行，所有试验鸭的饲养采用网上高床饲养方式。每个试验组的网床面积为240 m2。采用自然采光及通风，试验期内未以任何目的添加饲用抗生素。

1.3 样品采集及处理 血浆样品采集：试验期开始后，分别在第10天和第40天采样。每次采样时，每个重复随机抽取5只，翅静脉采血。血样在3000 r/min离心10min，取血浆分装，置于液氮后转到-25℃冰箱中，用于血清生化指标测定。

组织样品采集：试验期开始后分别在第10天和第40天，每个重复随机抽取2只，放血后处死，去毛。将水沥干后称重，后剖腹取胸腺，脾脏，法氏囊，分别称重，计算免疫器官指数值。

1.4 测定指标与方法 生长性能：在试验鸭1日龄和40日龄时，以重复为单位，禁食12 h后，早晨空腹称体重。按北京鸭的标准采食量备料，换料时记录每个重复组的剩余料量。计算平均日增重（ADG），平均日采食量（ADFI）和料重比（F/G）。

生化指标：检测10日龄和40日龄北京鸭血浆免疫球蛋白 A（IGA），免疫球蛋白 G（IgG），补体C3（C3）和 C4（C4）的含量，均采用酶联免疫法测定，所用试剂盒购自南京建成生物工程研究所，按照说明进行操作。

1.5 数据处理 试验数据利用GraphPad Prism 6软件，One Way Anova程序进行方差分析，用Dunnett's多重比较分析差异显著性。数据结果以“平均值±标准误”表示，P＜0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 NCG对北京鸭生产性能的影响 由表1可以看出，与对照组相比，添加NCG可以显著提高1～10日龄北京鸭的平均日增重和11～40日龄北京鸭的平均日采食量。

其中，1～10日龄北京鸭，0.016%添加组平均日增重提高了11.23%（P＜0.05），平均采食量下降了10.71%（P＜0.05），从而使雏鸭阶段的料重比降低19.76%（P＜0.05）；而0.018%和0.020%添加组虽然也显著提高了雏鸭的日增重（0.018%组，平均日采食量提高10.30%；0.020%组，平均日采食量提高8.14%），但因为平均日采食量的显著增加而未影响雏鸭阶段的料重比（P＞0.05）。

对于11～40日龄北京鸭，添加NCG没有影响平均日增重（P＞0.05），但因为添加NCG提高了平均日采食量（P＜0.05）（0.016%组，平均日采食量提高8.51%；0.018%组，平均日采食量提高3.99%；0.020%组，平均日采食量提高10.08%），最终提高了育成鸭阶段的料重比。

表1 N-氨基甲酰-L谷氨酸对1～40日龄北京鸭生长性能的影响

2.2 NCG对北京鸭免疫器官发育的影响 由图1可以看出，添加NCG主要影响了北京鸭胸腺的发育。不同的NCG添加量对北京鸭免疫器官的发育具有不同的影响。

其中，与对照组相比，添加0.020%的NCG促进了0～40日龄北京鸭的胸腺发育（图1-A，图1-D，P＜0.05）。0.020%组，10日龄雏鸭的胸腺指数提高41.25%，40日龄胸腺指数提高30.79%（P ＜ 0.05）。

而添加0.016%的NCG使1～10日龄北京鸭的脾脏指数提高 39.49%（图 1-B，P＜0.05）；使11～40日龄北京鸭的胸腺指数提高24.75%（图1-D，P ＜ 0.05）。

但添加NCG对北京鸭法氏囊的发育没有影响（图 1-C，1-F，P ＞ 0.05）。

2.3 NCG对北京鸭免疫生化指标的影响 由图2可以看出，添加NCG可以提高北京鸭血浆中的免疫球蛋白含量，对C3、C4补体的影响不一致。

与对照组相比，添加NCG提高了北京鸭血浆IGA 和 IgG 的含量 （图 2-A，2-B，2-E，2-F）。 其中，对于1～10日龄北京鸭，0.018%和0.020%NCG组血浆IgG含量分别提高33.08%和75.96%（图2-B，P＜0.05）。对于 11～40日龄北京鸭，0.016%和0.020%NCG组血浆IgA含量分别提高80.45%和 102.36%（图 2-E，P＜0.05）。

添加NCG，对血浆C3补体含量无影响 （图2-C，2-G，P＞0.05）。 对于 1～10日龄北京鸭，添加0.018%NCG组血浆C4补体含量降低37.60%（图 2-D，P ＜ 0.05）；而对 11～ 40日龄北京鸭，添加0.016%和0.020%NCG组血浆C4含量分别降低41.52%和53.08%（图2-H，P＜0.05）。

3 讨论

3.1 N-氨基甲酰-L-谷氨酸对北京鸭生产性能的影响 NCG是一种代谢稳定的N-乙酰谷氨酸类似物，是合成精氨酸的重要前体物，可通过激活氨甲酰磷酸合成酶（CPS-I）而促进内源精氨酸的合成，调节身体新陈代谢，提高动物的生长性能（黄雅莉等，2017a）。然而家禽缺乏精氨酸合成中的关键酶CPS-I，所以NCG在家禽生产的作用机制仍然有待研究。

图1 N-氨基甲酰-L谷氨酸对北京鸭免疫器官发育的影响

图2 N-氨甲酰谷氨酸对北京鸭免疫器官发育的影响

在本研究中，试验结果表明添加NCG对提高饲料转化率的作用不大，但添加NCG可以促进北京鸭的采食，并显著增加了1～10日龄北京鸭的体增重。添加NCG可以影响北京鸭的生产性能，这可能有三方面的原因：一是因为NCG对脂质代谢的影响。有研究指出，添加NCG可提高酮体生产，如丙酮、3-羟基丁酸和乙酰乙酸，通过为重要器官提供燃料（如心脏和大脑），减少了代谢失调等代谢相关问题的产生（Liu等，2016）；二是因为NCG对能量代谢的影响。研究指出，NCG的摄入可以提高乳酸，肌酸和肌酐的浓度。乳酸是与能量 代谢相关化合物的代谢终产物，乳酸的增加可能意味着碳水化合物和能量代谢的改变 （Liu等，2016）；肌酸主要以磷酸肌酸形式为肌肉生成提供能量，动物体内的肌酸水平代表了精氨酸、甘氨酸和蛋氨酸等氨基酸的代谢水平；肌酐则是衡量肌肉质量的指标。所以，NCG促进乳酸，肌酸和肌酐的浓度增加，表明NCG可以促进机体代谢水平，提高对动物机体对精氨酸、甘氨酸和蛋氨酸等氨基酸的代谢，并增加肌肉的合成（Wu等，2004）。此外，研究发现，NCG可以提高谷氨酸转运蛋白（EAATs）的活性，尤其是促进肝脏EAAT3的表达增加。谷氨酸是N-乙酰谷氨酸（NAG）合成的前体物，而EAATs是谷氨酸和天冬氨酸特异性的转运体。肝脏EAAT3活性提高，表明NCG的主要摄入部位在肝脏，NCG的增加有助于机体对氨基酸的转运和吸收（BC等，2017）。因此，NCG对EAATs的激活表明NCG可以促进家禽谷氨酸等氨基酸的代谢，这可能也是NCG提高家禽生产性能的原因之一。

汤智群 （2015）的结果表明，日粮中添加0.05%、0.10%及 0.15%的NCG均提高了1～28日龄京海黄羽肉鸡的ADG （P＜0.05）；其中0.10%添加组，采食量显著降低。王参参（2016）的结果表明日粮中添加0.05%的NCG，可以显著提高11～42日龄樱桃谷鸭的ADFI，但添加NCG对ADG没有显著影响。黄雅莉（2017a）的结果表明21～28日龄添加0.4%的NCG，ADG显著高于对照组（P ＜ 0.05）；28～56日龄添加 0.4%、0.5%的NCG，在没有影响ADG的基础上，显著降低ADFI（P＜0.05），从而提高了三黄鸡的饲料效率。本试验中发现，1～10日龄北京鸭添加0.016%、0.0018%及0.020%的NCG均显著提高ADG，其中0.0018%及0.020%的NCG也同时提高了ADFI，但0.016%的NCG则显著降低ADFI及F/G的比值（P＜0.05）；而对于11～40日龄北京鸭，添加0.018%和0.020%的NCG可以显著提高ADFI，而对ADG没有显著影响。表明添加NCG对于改善幼龄北京鸭的生产性能效果更优。

由于家禽品种的差异，各个试验结果有所不同，从各自的角度上都说明日粮中补充NCG可以部分改善家禽的生产性能，本研究结果也支持这一结论。但在本研究中，NCG的作用剂量较其他有所不同，这应该与NCG的添加方式有很大关系。本试验选用饮水法添加，可以确保试验动物每日都摄取到足量的NCG。因此，本研究指出，低剂量的NCG添加，仍然具有显著改善生产性能的效果。

3.2 N-氨基甲酰-L-谷氨酸对北京鸭免疫机能的影响 免疫器官是实现免疫功能的基础。禽类重要的免疫器官包括胸腺、脾脏和法氏囊。其中，胸腺是机体重要的中枢免疫器官，是T细胞分化、发育、成熟的主要场所，主要参与T细胞介导的细胞免疫反应；法氏囊是B淋巴细胞的产生地，主要参与抗体介导的体液免疫反应；脾脏作为机体最大的免疫器官，含有大量的淋巴细胞和巨噬细胞，是机体细胞免疫和体液免疫的中心。免疫器官的重量通常被认为是反映免疫系统发育和功能状态的指标（Kwak等，1999）。一般认为，免疫器官的发育和功能决定着动物的免疫能力。免疫器官相对重量的增加，表示机体免疫机能的增强；而免疫器官相对重量的减少，则表示免疫能力下降或免疫抑制 （Kwak等，1999）。有研究表明对于11～42 d樱桃谷鸭，添加0.03%的NCG时对胸腺指数影响最大 （P<0.05）（石现瑞等，2003），对脾脏和法氏囊的发育没有显著的促进作用。这与本研究的结果基本一致。NCG对北京鸭免疫功能的提高也有助于解释其对生产性能的影响。

血浆球蛋白主要来源于浆细胞的分泌，能反映出机体的营养和免疫状况，对抗体的形成和机体的防卫具有重要作用。血浆球蛋白也被称为免疫球蛋白，包含A、G、M、D、E五类。其中IgA可通过消化道黏膜，是机体黏膜局部免疫的主要因素；IgG则对新生动物抗感染具有重要意义（周思湘，2013）。免疫球蛋白含量升高，能反映机体免疫功能的增强（廖明等，1996）。有报道指出，日粮中添加NCG可以提高三黄鸡成鸡免疫球蛋白A的含量，并显著增加免疫球蛋白G的含量（黄雅莉等，2017b），这与本研究的结果一致。本试验结果表明，添加NCG可能有助于提高新生雏鸭对抗感染的能力，并有助于育成鸭消化道的黏膜免疫功能。

补体（C）存在于血清与组织液中，是一类经活化后具有酶活性的蛋白质。补体作为一种非特异性免疫因素，是动物在长期的进化过程中获得的，是天然免疫过程的主要参与者，对各种细菌、病毒及寄生虫的感染均有响应。补体的主要功能是协助抗体发挥作用，促进动物的体液免疫反应（Tizard，2015）。补体系统由一系列的分子组成。其中，C3分子是在补体经典激活途径及替代激活途径中的关键成分，90%由肝细胞合成，在动物血清中含量最高；C4分子是补体经典途径中被激活的补体分子，主要由巨噬细胞合成。当动物由于外界环境的因素出现炎症时，会引起补体含量的增加（马雪云，2006）。在本研究结果中，摄入NCG后，雏鸭和育成鸭均未出现C3补体的显著变化，而成鸭阶段，C4补体显著降低。这表示添加NCG可能有助于提高动物的免疫力，并降低育成鸭的肠道炎症反应。另一方面结合试验鸭良好的饲养条件，在一定程度上降低了环境应激，也有助于进一步明确NCG对改善动物机体免疫力的作用。

4 结论

本研究结果表明，添加NCG可以显著提高1～10日龄北京鸭的平均日增重和11～40日龄北京鸭的平均日采食量；添加NCG有助于提高幼龄北京鸭的抗感染能力，并改善其免疫机能。综合各项试验指标的结果，在北京鸭的生产中，全期添加0.016%的NCG效果较好。