浙江大學(xué)泮進(jìn)明教授 LED綠光調(diào)控種蛋孵化胚胎代謝和出雛的機(jī)理研究

光是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最重要的環(huán)境因子之一，在調(diào)控動(dòng)植物及微生物生長(zhǎng)發(fā)育、實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效等方面具有不可替代的重要作用。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中，人工光源已廣泛應(yīng)用于設(shè)施種植業(yè)、設(shè)施養(yǎng)殖業(yè)、設(shè)施水產(chǎn)與海洋捕撈、食用菌與微藻繁殖以及植保誘/驅(qū)蟲等領(lǐng)域。但針對(duì)一些特定生物群體的機(jī)理研究從未停止，尤其對(duì)如何科學(xué)用光和科學(xué)補(bǔ)光仍需要長(zhǎng)期深入研究的課題。

11月25-27日，第十六屆中國(guó)國(guó)際半導(dǎo)體照明論壇(SSLCHINA2019)在深圳會(huì)展中心成功召開。作為論壇的重要技術(shù)分會(huì)之一，“生物農(nóng)業(yè)光照技術(shù)”分會(huì)于26日下午在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院城市農(nóng)業(yè)研究所副所長(zhǎng)楊其長(zhǎng)研究員和大連海洋大學(xué)海洋科技與環(huán)境學(xué)院院長(zhǎng)劉鷹教授共同主持下成功召開。會(huì)議由國(guó)家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟主辦，深圳第三代半導(dǎo)體研究院與北京麥肯橋新材料生產(chǎn)力促進(jìn)中心有限公司共同承辦，得到了深圳市龍華區(qū)科技創(chuàng)新局、山西中科潞安紫外光電科技有限公司、佛山市國(guó)星光電股份有限公司的協(xié)辦支持。

會(huì)上，來(lái)自浙江大學(xué)教授、杭州朗拓生物科技有限公司董事長(zhǎng)泮進(jìn)明介紹了《LED綠光調(diào)控種蛋孵化胚胎代謝和出雛的機(jī)理研究》報(bào)告。報(bào)告中指出，中國(guó)是禽肉和禽蛋的生產(chǎn)大國(guó)，禽蛋孵化是家禽生產(chǎn)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。目前禽類種蛋采用完全黑暗的方式進(jìn)行孵化，而綠光已被證明可影響禽蛋胚胎的生長(zhǎng)發(fā)育和出雛過(guò)程。由于缺乏應(yīng)用基礎(chǔ)研究，導(dǎo)致光照孵化無(wú)法有效應(yīng)用于家禽生產(chǎn)。

該研究首先探索LED綠光與種蛋孵化胚胎發(fā)育和代謝的劑量-效應(yīng)關(guān)系，接著基于優(yōu)選綠光劑量考察種蛋胚胎在綠光孵化期間的蛋殼特性變化和出雛階段的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)變化，從出雛供能和蛋殼特征的角度探討綠光促進(jìn)胚胎出雛、減少胚胎死亡的生理學(xué)機(jī)制，為光照孵化的產(chǎn)業(yè)化提供應(yīng)用理論指導(dǎo)，同時(shí)探索優(yōu)化種蛋孵化出雛窗口的方法，在不影響雛雞質(zhì)量的前提下進(jìn)一步提高孵化生產(chǎn)效率。

以900枚嶺南黃肉雞種蛋為研究對(duì)象，考察不同照度的LED綠光(30-801ux和120-2001ux)對(duì)孵化期間胚胎發(fā)育及呼吸速率的影響，從中優(yōu)選出研究光照孵化下胚胎發(fā)育和代謝的最佳光照度模型(120-200lux);在該模型基礎(chǔ)上調(diào)控光照時(shí)長(zhǎng)(0L∶24D、6L∶18D、12L∶12D、18L∶6D)以提供不同光照劑量的綠光進(jìn)行調(diào)控，從胚胎生長(zhǎng)、器官發(fā)育、營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)化和呼吸速率角度考察LED綠光光照時(shí)長(zhǎng)對(duì)800枚種蛋的胚胎發(fā)育和代謝的影響。結(jié)果表明，綠光顯著提高了出雛時(shí)的雛雞體重(P<0.05)，促進(jìn)了卵黃的吸收(P<0.05)，且綠光劑量與體重和卵黃吸收率呈線性正相關(guān)關(guān)系(R2=0.9953，P<0.01; R2=0.9968，P<0.01);綠光顯著促進(jìn)卵黃內(nèi)脂肪的吸收(P<0.01)，并促進(jìn)總肝糖原的積累(P<001)，且綠光劑量與卵內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收轉(zhuǎn)化程度呈正相關(guān)關(guān)系(R2=0.9726，P<0.05; R2=0.7842，P>0.05);綠光顯著提高胚胎的呼吸速率(P<0.05)，撤去光照后促進(jìn)效果仍然顯著，且光照劑量與呼吸速率線性正相關(guān)。因此，LED綠光與種蛋胚胎發(fā)育和呼吸代謝存在劑量-效應(yīng)關(guān)系。

針對(duì)孵化期間蛋殼顏色變化的現(xiàn)象，以400枚嶺南黃肉種雞種蛋為研究對(duì)象，根據(jù)不同的種蛋顏色進(jìn)行分組，系統(tǒng)考察種蛋在LED綠光孵化過(guò)程中蛋殼色度、色素、元素和表觀結(jié)構(gòu)的變化。結(jié)果表明，種蛋孵化期間LED綠光可使蛋殼色度產(chǎn)生顯著變化，主要表現(xiàn)在a*值的顯著升高(P<0.0001);孵化期間蛋殼色素含量逐漸降低，LED綠光作用下膽綠素含量顯著高于黑暗條件孵化(19.2%，P<001);蛋殼中主要元素的含量在孵化期間顯著改變，其中磷含量逐漸升高(P<0.001)，鉀和鈉含量顯著降低(P<0.001)，LED綠光相比黑暗促進(jìn)鈣含量的下降(1%);孵化前后蛋殼孔隙面積和形態(tài)出現(xiàn)顯著變化，且LED綠光提高了蛋殼孔隙的變化程度。以上結(jié)果表明的蛋殼特性變化規(guī)律可為光照孵化提供應(yīng)用理論指導(dǎo)。

(關(guān)鍵字：半導(dǎo)體)