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摘要：褐壳蛋鸡所产鸡蛋蛋壳中的色素主要成分是原卟啉Ⅸ，但也存在微量的胆绿素及其锌螯合物。蛋壳中的色素似乎是在壳腺中合成的。原卟啉Ⅸ的合成途径已经明确，但是它在褐壳蛋鸡壳腺中具体的哪个部位以及如何合成仍然未明了。色素沉积在壳层以及壳膜中，但大部分色素集中位于钙质壳的最外层和角质层中。最近，研究人员已经确定了参与色素合成的基因，但利用遗传手段控制商品蛋鸡褐色素的合成和沉积的机制尚未完全清楚。褐色壳是鸡蛋蛋壳质量的一个重要指标，并且对消费者的偏好有积极的影响。色素沉积的程度受饲养系统、母鸡年龄、母鸡品种、日粮、应激因子和某些疾病如传染性支气管炎的影响。本文，我们将对褐壳商品鸡蛋中褐色素的生理和生化特性与其在家禽业中的各种功能进行综述。
蛋壳是鸡蛋的一个重要的包装容器，也是防止微生物侵入到蛋内的一个屏障，它对家禽生产者来说非常重要。当蛋通过产蛋母鸡输卵管高度分化的各个部分下降时，蛋壳层会以精确的顺序沉积在蛋的表面 (Gautron 等，1997)。蛋壳由三个重要的层组成，每一层都有其自身复杂的形态：富含半胱氨酸的蛋白质壳膜、矿化的硬复合层和外部未矿化的角质层(Kodali 等，2011)。当未成熟的蛋通过近端峡部时，1.0 h～ 2.0 h内可合成壳膜(Nys等，2004)。矿化的多层复合层在19 h～20 h内于远端峡部和壳腺中形成。在产蛋前1.5 h～2.0 h，角质层在子宫中沉积到蛋壳上(Nys和Guyot，2011)。蛋壳的主要成分是方解石，但在内角质层中也有一层薄的羟磷灰石(Dennis等，1996)。有关野生禽类蛋壳色素沉积有大量的科学文献介绍，但介绍商品褐壳蛋鸡所产蛋的蛋壳色素的文献相对较少。蛋壳色素的研究历史悠久，从褐色蛋壳中提取的主要色素最初被命名为oorhodeine(Sorby，1875)。Punnett(1933)第一次用英文报道了褐壳蛋的蛋壳色素为原卟啉，不过更早期的研究已经证实它存在于家禽的蛋壳中(Fischer和Kogl，1923)。随后，研究证实褐色蛋壳的色素是原卟啉Ⅸ(Kennedy和Vevers，1973)。原卟啉Ⅸ属于具有生物活性的四吡咯化合物。原卟啉Ⅸ在结构上是一种含有高度共轭四吡咯环和一个由甲烷基团连接的四吡咯环组成的坚固大环(Bhosale等，2013)。这种四吡咯化合物的命名法通常包括一个数字后缀，例如Ⅸ，它是指侧链的位置(Sparks，2011)。
除了原卟啉Ⅸ外，研究人员还从家鸡鸡蛋蛋壳和壳腺中发现了胆绿素、粪卟啉和尿卟啉(With，1974；Baird 等，1975)。然而，褐壳蛋母鸡所产蛋蛋壳的主要色素是原卟啉Ⅸ，同时还有其他微量的卟啉(Lang和Wells，1987)。母鸡所产鸡蛋蛋壳颜色的复杂性仍处于研究中，有些母鸡产褐壳蛋，有些母鸡产白壳蛋，甚至有些产绿壳蛋，这一事实早已表明了蛋壳颜色由遗传决定，可能与伴性基因有关(Hall，1944)。最近的研究证实了蛋壳颜色具有较高的遗传力(Forster等，1996；Francesch等，1997；Zhang等，2005)。Sekeroglu和Duman(2011)证明褐壳蛋的蛋壳颜色与蛋壳强度和孵化率等一些蛋壳特性呈正相关。除了质量作用，在光照下，褐色素对某些革兰氏阳性菌具有杀菌活性(Ishikawa 等，本综述将讨论蛋鸡蛋壳中褐色素的一些重要作用。
1 计算蛋壳颜色的方法
传统的科学方法是使用反射仪来测量蛋壳的颜色强度。蛋壳反射率——以百分比表示——表示从蛋的表面反射的光的数量。这表示蛋壳颜色的一种亮度——数值越高，蛋壳的颜色越淡，反之亦然。蛋壳反射率检测耗时较少；然而，它不像其他测量蛋壳颜色的方法那么精确。原因可能是反射仪只通过瞄准蛋壳的一个小的圆形表面积(1cm)读一下数值。对蛋壳颜色进行量化的最常用方法是分光光度法。分光光度计的最新型号之一是柯尼卡美能达(Konica Minolta)手持式分光光度计(CM-2600d)，它根据L* a* b*色彩空间系统工作，其中L*值最大为100(白色)，最小为0(黑色)，是简单测量蛋壳颜色的一个重要组成部分；对于a*值，绿色朝向测量尺的负值末端，红色朝向正值末端；对于b*值，蓝色朝向测量尺的负值末端，黄色朝向正值末端(Roberts等，2013)。平均值会出现在屏幕上，读数为镜面反射包含(Specular Component Included，SCI)L*a* b*值和镜面反射排除(Specular ComponentExcluded，SCE)L* a* b*值。SCI和SCE彼此非常相近，通常使用SCI值来解释。测量尺上的L*值越低，表面颜色越暗，反之亦然。分光光度计(CM-2600d)存在的一个问题是，当读取未染色的蛋壳表面时如何分别解释a*值和b*值的结果。对于角质层估计量，L* a* b*值通常理解为单一分值。Leleu等(2011)表示，此单一分值可以在染色前后测量L*、a*和b*值，并计算出一个单个数值，ΔE*ab：
较高的ΔE*ab值表示较高的染色亲和力，因此有较多的角质层覆盖(Leleu等，2011；Roberts等，2013)。Hunter 实验室热量计(以L* a* b*系统运行)已被用于测量蛋壳颜色，但与Minolta色度计值相比，这些值不太标准(Wei和Bitgood，1990)。彩色计算机视觉仪(Color Computer Vision machine)是柯尼卡美能达分光光度计(L*a* b*)的一个替代品。该仪器可以测量更大的蛋壳表面，也可以检测污垢(Mertens等，2005)。彩色计算机视觉仪在相同的L* a* b*色彩空间系统上运行(Odabasi等，2006)。图像分析是用于蛋壳颜色估测的另一个有效工具。在此方法中，选择蛋壳的一个矩形区域——目标区域(Region Of Interest，ROI)，并且该仪器会计算红色、绿色和蓝色波段中像素强度的平均值(Sezer和Tekelioglu，2009)。然后，用该数值除以255以产生从0到1的一个范围。此方法适用于有许多色斑的蛋壳。高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography，HPLC)早已被用于量化蛋壳、子宫液和壳腺部分的色素(Liu 等，2010)。在HPLC中，样本通常与稀释剂(例如50％盐酸和乙腈)混合，离心，然后在仪器中读取其吸光度。将没有壳膜的蛋壳(0.4 g)溶于0.08 g硅藻土中，然后用盐酸、丙酮和草酸(1︰1︰1)萃取色素。将提取物进行玻璃过滤，在光谱测定中以409 nm～412 nm波长范围读取其吸光度(Nys等，1991)。这种方法似乎很冗长且乏味。
在某些情况下，蛋壳颜色被外部钙沉积掩盖，因此不能精确地测量颜色的强度。另外，蛋壳颜色测量值并不能表示不同壳层中色素量(g)。为了确定蛋壳颜色的强度，对蛋壳(有和没有角质层)中的褐色素进行量化。色素(原卟啉Ⅸ)定量法是测定蛋壳中色素强度和数量的一种更精确的方式。一种由Poole(1965)研发并由Wang 等(2007，2009a)及Samiullah和Roberts(2013)改进的方法可用于色素定量。
2 褐色蛋壳和壳腺中的原卟啉Ⅸ
蛋壳横截面的显微镜检查表明，原卟啉沉积在蛋壳内晶体之间不同深度的层中(Tamura和Fujii，1967a)。Samiullah和Roberts(2013)发现钙质壳中的原卟啉Ⅸ比角质层中的多。其他研究指出，角质层含有大部分色素的事实可能反映了这些研究所用的方法(Tamura和Fujii，1967a；Schwartz等，1975；Lang和Wells，1987；Miksik等，2007)。原卟啉Ⅸ也存在于壳膜中(Tamura等，1965)。通过对蛋壳角质层覆盖程度的主观评估，有人发现原卟啉在不同品种和不同个体的母鸡所产蛋的蛋壳角质层中的沉积数量差异很大(Bain等，2013)。褐壳蛋角质层的量和蛋壳的颜色强度之间缺乏显著的遗传相关性(Bain等，2013)。
原卟啉Ⅸ主要存在于母鸡壳腺的表层上皮细胞中(Baird等，1975)，但在日本鹌鹑中，输卵管峡部下端可能有助于色素的产生(Baird等，1975)。该蛋壳色素似乎会以颗粒状出现在鹌鹑子宫组织中，并以弥漫性方式着色于上皮顶端细胞的胞浆中，其浓度与在蛋壳中的色素沉积量成反比(Poole，1967)。母鸡蛋壳腺被认为是色素的主要生产器官，它利用δ-氨基乙酰丙酸合成的卟啉量是体外肝细胞所能合成量的两倍多(Polin，1957)。各种激素，如雌激素、黄体酮和某些前列腺素已被证明能参与色素的生成(Soh和Koga，1994，1997，1999)。尚未证实褐壳蛋鸡的蛋壳色素合成的部位；然而，研究人员在洛岛红(RhodeIsland Red)母鸡的子宫腺组织中检测到了δ-氨基乙酰丙酸合成酶的活性，但是未能在白色来杭鸡(White Leghorn)母鸡的子宫腺组织中检测到(Stevens等，1974)。壳腺中δ-氨基乙酰丙酸脱水酶的活性较高，其次是输卵管峡部和膨大部，并且该酶在洛岛红鸡中的活性高于白色来杭鸡，即使在没有产蛋的情况下也是如此(Stevens等，1974)。研究人员在洛岛红母鸡子宫上皮的顶端纤毛细胞中检测到了卟啉色素颗粒，但在白色来杭鸡的子宫中没有检测到(Tamura和Fujii，1967b)。壳腺上皮细胞分泌色素及其在蛋壳上沉积的时间因鸡的品种而异，同一品种不同个体的鸡之间也存在差异(Liu和Cheng，2010)。产褐色、绿色和白色蛋壳的蛋鸡其色素沉积和分泌速度也不尽相同(Liu等，2010)。更多的研究是用日本鹌鹑而不是商品母鸡进行的，但是日本鹌鹑子宫的组织结构与商品母鸡的非常相似(Poole，1967)。色素在鹌鹑蛋蛋壳表面的沉积是在产蛋前的最后3.0 h～ 3.5 h内进行的(Poole，1965；Soh等，1993)。类似地，东乡绿壳鸡的蛋壳色素沉积主要在产蛋前2.0 h～3.0 h进行(Zhao等，2006)。据推测，褐壳蛋母鸡在整个蛋壳形成过程中色素会沉积在蛋壳上，但是50％～74％的色素是在产蛋前最后5.0 h沉积的(Warrenhe和Conrad，1942)。有人认为，从色素在褐壳蛋蛋壳的各层中的分布来看，色素的沉积会遵循在日本鹌鹑中所见的相似色素沉积模式。有人还认为，负责角质层沉积完成和终止的因素(壳腺中激素、钙和磷浓度)同样也负责色素在褐壳蛋上的沉积及其最后的终止(Nys等，1991；Soh 和Koga，1999)。需要更多的研究来精确测定色素在褐壳蛋蛋壳上的沉积时间。
3 原卟啉Ⅸ的代谢途径
早期的报道表明原卟啉Ⅸ源自血红素，不过最近的发现表明色素在母鸡的壳腺组织中合成。
3.1 由红细胞合成原卟啉Ⅸ的证据
早期的研究人员认为，蛋壳色素来源于输卵管黏膜层中正常破坏的红细胞，由能够在蛋壳钙化的最后阶段进入子宫上皮的特殊细胞运输，并从那里沉积到蛋壳中(Giersberg，1921；如在Kennedy和Vevers中引用，1973)。据报道，壳腺中的原卟啉Ⅸ源自血液循环系统中的游离红细胞(Kennedy和Vevers，1973)，或者来自正在衰老的红细胞所释放血红素的代谢产物(Wang等，2009a)。有人提出，血红蛋白会降解为胆汁色素，而原卟啉Ⅸ则是通过δ-氨基乙酰丙酸途径由血红素合成的(Polin，1957)。支持由红血细胞合成原卟啉Ⅸ的理由基于Giersberg(1921)的组织学研究结果，他将色素来源与红细胞的衰老和破坏过程联系起来。
3.2 原卟啉Ⅸ在壳腺中合成的证据
大多数作者认为原卟啉Ⅸ首先在壳腺中合成，随后从这儿被分泌出来并沉积到蛋壳层中(Baird等，1975；Solomon，2002)。这一观点得到了以下证据的支持：Gorishin等(2012)已经从母鸡的壳腺中量化了足够数量的游离的血红素前体物、原卟啉和胆绿素。对壳腺提取酶前体物和原卟啉Ⅸ的研究表明(Schwartz等，1980)，卟啉的合成发生在母鸡的壳腺中。在比较产浅褐壳蛋和深褐壳蛋的洛岛红母鸡不同组织中原卟啉Ⅸ的含量后，证明蛋壳色素是在壳腺中合成的，并且产深褐壳蛋的母鸡在δ-氨基乙酰丙酸合成酶的基因表达上明显高于产浅褐壳蛋的母鸡(Li等，2013)。在体外试验中，在将δ-氨基乙酰丙酸转化成卟啉上，蛋鸡的壳腺组织比输卵管上其他组织(Polin，1959)具有更高的能力(Polin，1957)。组织学和放射学研究显示了壳腺在蛋壳形成的不同阶段呈红色荧光和色素颗粒，且在角质层沉积前一直处于较高的水平(Tamura和Fujii，1967b；Baird 等，1975)。
与突变鸡种和白色来杭鸡相比，研究人员在洛岛红母鸡壳腺中观察到了多种活性更高的卟啉生化酶(Schwartz等，1980)。更多的证据表明原卟啉Ⅸ是在壳腺中合成的(Zhao等，2006；Wang等，2007)，但是这种合成模式并不排除前体物质源自血液的可能性(Wang等，2009a)。如图1所示，原卟啉Ⅸ色素的生物合成途径已得到了很好的证实，但参与合成的细胞和前体的来源仍需要研究。原卟啉Ⅸ合成的第一步是将甘氨酸从胞质运输到线粒体中。原卟啉Ⅸ似乎是血红素的直接前体，遵循相同的代谢途径。据推测，许多调控因子参与了鸡壳腺的这一生理途径，其中包括一些已知功能的蛋白，如SLC25A38和ABCB。在正常的血红素生物合成中，最后一步是通过铁螯合酶的催化将原卟啉Ⅸ转化为血红素。
在鸡的壳腺中，尚不清楚原卟啉Ⅸ为何不是通过铁螯合酶的催化被转化为血红素的。有人认为，ABCG2可以将原卟啉Ⅸ输出细胞；然而，目前还不清楚它是位于线粒体外膜上还是位于细胞膜上。
壳腺中δ-氨基乙酰丙酸的供应情况可能决定了在蛋壳上沉积的卟啉的数量(Polin，1957)。为了阐明该酶对血红素合成的催化反应在红细胞系和非红细胞系的细胞中是否相同，Riddle等(1989)发现了在红细胞系和非红细胞系的细胞中至少表达两个独立的基因，并且由这些基因调控的酶在生物化学性质上也有很大的不同。褐壳蛋蛋壳色素主要含有原卟啉Ⅸ，但也存在其他色素，包括尿卟啉、粪卟啉和胆绿素及其锌螯合物，这导致With(1974)推断原卟啉是在输卵管中合成的。前体分子原卟啉原是无色的，当该化合物自动氧化成原卟啉时会变为褐色(Sparks，2011)。
4 饲养系统、营养和蛋壳颜色
随着世界各地特别是澳大利亚不断提高蛋鸡商业性自由散养模式的应用，研究造成蛋壳颜色苍白的因素以及如何改善褐壳蛋蛋壳颜色变得非常重要。消费者的偏好正在从数量转向质量，自由散养的蛋鸡所产鸡蛋越来越受欢迎，因为人们认为它是一种由自然生产系统生产的蛋(Wang等，2009b)。笼养蛋鸡通常能使鸡蛋维持良好的颜色，但事实证据表明自由散养的蛋鸡在保持蛋壳颜色上可能更具挑战性(Sekeroglu等，2010)。据报道，与笼养蛋鸡所产蛋的颜色相比，自由散养蛋鸡所产蛋的蛋壳颜色可能更浅(Samiullah等，2014)。
在蛋壳颜色方面，母鸡营养是一个需要测试的领域。Hooge(2007)报道，某些益生菌可以改善褐壳蛋的蛋壳颜色。饲料添加枯草芽孢杆菌至63周，罗曼布朗母鸡在接下来的两周中产下颜色强度得到增强的褐壳鸡蛋。枯草芽孢杆菌的作用方式尚不清楚，我们需要进一步研究；然而，一种可能的作用机制是氨基酸残基，如枯草芽孢杆菌铁螯合酶中的His183和Glu264，可以促进金属离子插入原卟啉中(Hansson等，2007)。一些金属元素，如铁、铜、锰和锌等，在卟啉分子的中心位置起着螯合载体的作用(Solomon，1987)。添加大豆蛋白铁的饲料可显著改善褐壳蛋的蛋壳颜色(Seo等，2010)。
钒通常以很低的水平存在于家禽的商品饲料中(Miles和Henry，2004)。家禽饲料中的钒对蛋壳的颜色有不利影响(Sutly等，2001)，这可以通过饲喂不同水平的维生素C来克服，具体的饲喂水平则取决于饲料中钒的含量(Odabasi等，2006)。钒中毒的确切机制尚不清楚。Roberts等(2014)在一项研究中检验了有关自由散养蛋鸡蛋壳颜色的丢失可能是由于维生素D水平较高所致的假设，结果发现维生素D对蛋壳颜色没有明显的影响。
5 蛋壳颜色的遗传学
为了确定蛋壳颜色所涉及的基因，褐壳蛋鸡中褐色色素合成的分子基础及其可能的代谢途径需要进一步的研究(Wang等，2013)。蛋壳的颜色被认为受编码蛋白质和酶的一些基因的调控，调节色素的生成和在蛋壳中的沉积(Van Brummelen 和Bissbort，1993；Liu和Cheng，2010)，但是，褐壳蛋鸡中调控蛋壳颜色的相关基因尚未确定。褐壳蛋鸡的δ-氨基乙酰丙酸合成酶活性高于白壳蛋蛋鸡，表明该性状完全由基因控制(Schwartz等，1980)。褐色的蛋壳颜色是由对隐性白壳颜色基因呈上位的显性基因调控(Punnett和Bailey，1920)；然而，对褐壳蛋的蛋壳颜色的表型遗传力计算显示，母系对父系有一定的优势(Blow等，1950)。同样，在测定浅花苏赛斯鸡(Light Sussex)中父系和母系的蛋壳颜色遗传力估计值时，母系的遗传力高于父系的，表明存在显性效应(Hunton，1962)。遗传上，2、4、5、6和11号染色体上的数量性状基因座(Quantitative Trait Loci，QTL)区域会影响蛋壳颜色(Wardecka等，2002；Sasaki等，2004；Schreiweis等，2006)。编码氨基乙酰丙酸合成酶和氨基乙酰丙酸铁螯合酶的基因被认为位于1号染色体上(Schwartz等，1980)。表型观察发现，当白壳和褐壳的蛋鸡杂交时，会产生共显性效应，其后代所产的蛋表现为中间色的蛋壳颜色(Hall，1944；Blow等，1950)。然而，当比较父系效应时，以白色来杭鸡(White Leghorn)为父系的小母鸡比以洛岛红鸡(Rhode Island Red)为父系的小母鸡所产的蛋具有较浅的蛋壳色素，表明伴性基因参与了蛋壳颜色的调控(Hall，1944)。根据现有资料，我们尚不清楚哪些基因负责调控壳腺中褐色色素的合成。
褐壳蛋鸡的蛋壳颜色遗传力接近0.50(Francesch等，1997)。对褐壳蛋鸡品系及其杂交后代的分析显示，母系的蛋壳颜色遗传力变异大于父系(Blow 等，1950；Hunton，1962)。Fulton等(2012)研究表明，Ovocalyxin 32的一种蛋白质单倍体会影响蛋壳颜色。能够减少原卟啉表达的基因在育种上具有一定的价值，可用于消除在白壳蛋蛋鸡中有时会发生的有色蛋壳问题(Shoffner等，1982)。Zheng等(2014)在最近通过分子研究证实，褐壳蛋鸡壳腺中SLCO1A2和SLCO1C1基因的表达与褐壳蛋的蛋壳颜色有关。在该性状的遗传力测量中，蛋壳颜色与质量性状的低遗传相关表明蛋壳颜色会以极低的水平影响其他的蛋壳性状(Zhang等，2005)。对所进行的遗传研究进行总结，我们可以得出结论，蛋鸡褐色蛋壳颜色的遗传学研究尚未得到充分的研究，不足以了解蛋壳色素在壳腺中的合成过程。Dunn(2011)认为传统的蛋壳颜色选择方法可能比分子方法更有用。
6 蛋鸡品系、年龄和蛋壳颜色
通过选择性育种生产均匀的深褐色蛋壳是褐壳蛋鸡饲养者的目标。在产褐壳蛋的品种中，Grover等(1980)已经报道了蛋壳颜色的显著差异。与白壳蛋相比，褐壳蛋和绿壳蛋壳腺与蛋壳的褐色、蓝色色素含量更高，这表明蛋壳色素具有品种特异性(Liu等，2010)。产蛋期开始时产浅色蛋的母鸡在产蛋期后期也会产浅色的蛋(Odabasi等，2007)。
一般来说，随着母鸡年龄的增长，蛋壳颜色会变得更加苍白(Odabasi等，2007)。目前人们还不清楚这是怎么发生的，但是蛋鸡年龄的增长和蛋的个体增大被认为是主要因素之一(Hunton，1962；Grover等，1980；Odabasi等，2007)。在纵向研究鸡的年龄对蛋壳颜色的影响时，蛋壳颜色在蛋鸡35～75周龄之间没有显著差异，但25周龄所产蛋的蛋壳颜色比其他所有年龄组明显更深(Samiullah等，2014)。随后在不同年龄的同一鸡群(纵向研究)或不同年龄的不同褐壳蛋鸡群(横向研究)中，随着鸡群日龄的增大，蛋壳颜色会变浅(Samiullah，2012)。海兰褐蛋鸡(HyLine Brown)在33、50和67周龄时，1g全蛋壳中原卟啉Ⅸ的含量没有显著差异(Samiullah和Roberts，2013)；然而，与其在33周龄和67周龄所产的蛋相比，50周龄时产的蛋其蛋壳角质层中的原卟啉Ⅸ含量显著更高，这表明蛋壳颜色随着鸡群年龄的增长会变浅，并且蛋壳表面的角质层数量对蛋壳中的色素含量有积极的影响。我们由此可以得出结论，蛋壳颜色通常随着母鸡年龄的增长而变浅。
7 传染性支气管炎病毒和蛋壳颜色
传染性支气管炎病毒(Infectious Bronchitis Virus，IBV)是一种对世界各地家禽业具有经济重要性的冠状病毒。IBV可感染所有年龄的鸡，并能够在各种上皮组织中繁殖，包括气管、肺、肾、卵巢和输卵管(Ignjatovic等，2002)。IBV在完全易感的母鸡中潜伏期为18 h～36 h(Sevoian和Levine，1957)。许多IBV毒株会影响蛋鸡的产蛋，并会导致褐壳蛋鸡的蛋壳颜色变得苍白(Chousalkar和Roberts，2007)。先前的研究表明，不同的IBV毒株对褐壳蛋鸡输卵管中蛋壳形成区的上皮组织有不同的影响(Chousalkar等，2007)。IBV澳大利亚株主要影响呼吸道和肾，且致病力不同，但它们也能感染输卵管(Ignjatovic等，2002)。两株IBV毒株(T株和N1/88株)在接种和未接种疫苗的鸡的输卵管中诱导产生的组织病理学没有显著差异(Chousalkar等，2007)。比较不同毒株对蛋鸡输卵管造成的组织病理学严重性发现，T株的毒力较强，其次是N1/88株，然后是疫苗毒株——Vic S株和A3株。所有毒株都会导致褐壳蛋的蛋壳颜色变得苍白(Chousalkar和Roberts，2009；Chousalkar等，2009)。IBV影响褐壳蛋鸡色素合成的作用机制尚不清楚，但是IBV在输卵管中诱导产生的病理可能会破坏负责色素分泌到蛋壳上和随后在蛋壳中沉积的细胞机制。我们需要进一步的研究来探索IBV对色素分泌和沉积的作用机制。研究表明，IBV通过破坏子宫中的I型胶原蛋白和钙结合蛋白28k Da(Ca BPD28K)的峡部基因表达来扰乱蛋壳的形成(Nii等，2014)。该病毒抗原仅位于输卵管内的上皮细胞(Crinion和Hofstad，1972)。不同的毒株会使上皮纤毛的跳动出现不同程度的减弱(Raj和Jones，1996)。其他能够导致褐壳蛋蛋壳颜色退化的疾病有支原体感染(Gole等，2012)、新城疫和减蛋综合征(Higashihara等，1987)，但它们的作用机制也未知。一些能够损害输卵管的寄生虫病(如卡氏住白细胞虫)可能会导致褐壳蛋鸡产苍白色蛋壳的蛋(Nakamura等，2001)。
8 应激和蛋壳颜色
家禽福利评估中的一个主要问题是应激的检测。研究表明，在产蛋前约4.5h对蛋鸡进行作业和搬运，由此产生的应激会使母鸡的产蛋推迟约3.0 h(Reynard和Savory，1999)。如果应激的水平和持续时间超过一定的限度，母鸡就不会产蛋(Reynard和Savory，1999)。研究表明，一旦母鸡在换羽后再次开始产蛋，换羽产生的应激会严重影响蛋壳颜色，但各羽母鸡的反应程度不同(Aygun，2013)。利用鸡笼进行高密度饲养的母鸡相比采用单笼或低密度饲养的母鸡所受到的应激更大(Mills等，1987)。应激因素，如鸡笼的设计、高密度笼养、恐惧和频繁干扰可能会导致褐壳蛋鸡产浅颜色的蛋壳(Walker和Hughes，1998)。蛋壳异常，如苍白色或覆盖额外的钙，可能是由母鸡受到环境干扰(Hughes等，1986)、较大的群体(Mills等，1987)、某些药物(例如肾上腺素、尼卡巴嗪、磺胺类药物)和管理失败引起的。如果这种干扰发生在产蛋前不久，蛋就会在壳腺中滞留，并会在蛋壳表面产生额外的钙涂层，从而会掩盖褐色蛋壳的颜色(Hughes等，1986)。物理应激，如实验性换羽和高温环境，会影响色素在蛋壳上的沉积(Tangkere等，2001)。子宫内注射前列腺素F2α可引起色素分泌并诱导母鸡快速产出苍白色蛋壳的蛋(Soh和Koga，1999)。研究表明，通过子宫内注射消炎痛(吲哚美辛)，可以完全抑制壳腺分泌色素(Soh和Koga，1999)。
9 尼卡巴嗪和蛋壳颜色
当母鸡服用抗球虫药尼卡巴嗪时，其会在给药后的几天内产出蛋壳颜色有不同程度退化的蛋(Hughes等，1991)。这种情况的严重程度和持续时间取决于服药的剂量和持续时间(Schwartz等，1975；Hughes等，1991)。这种药物不会影响卟啉在输卵管组织中的合成(Polin，1959；Schwartz等，1975)，但我们尚不清楚它是如何影响原卟啉在蛋壳中沉积的。同样，它不会阻止红细胞原卟啉水平在再生阶段上升，在母鸡出血后，它也不会影响由利用子宫匀浆孵育的δ-氨基乙酰丙酸形成卟啉(Polin，1959)。该药物的作用是可逆的，一旦停药，蛋壳颜色通常会在6d～8d内恢复(Hughes等，1991)。
在一项体外研究中，尼卡巴嗪不能阻止动物机体利用氨基乙酰丙酸合成组织卟啉，因为喂给尼卡巴嗪的母鸡其组织产生的卟啉水平与对照组母鸡的相同(Polin，1959)。这些发现表明卟啉的合成可能存在另一种途径而不是甘氨酸琥珀酸循环途径。在饲喂尼卡巴嗪的蛋鸡中，蛋壳色素沉积量的减少随尼卡巴嗪饲喂量的不同而不同(Polin，1959)。
10 蛋壳颜色和蛋品质
蛋壳和蛋内部品质受多种因素的影响，如蛋重、蛋壳重、蛋比重、蛋壳强度、蛋壳变形、蛋壳厚度、蛋白高度和蛋黄颜色。褐壳蛋的蛋壳颜色与蛋壳强度之间的显著相关性(Yang等，2009)可能表明褐色蛋壳的色素会影响蛋壳质量。深褐色的蛋壳颜色与较高的蛋壳比重有关，这是蛋壳质量的一个指示物(Joseph等，1999)。褐色蛋的蛋壳颜色与蛋壳的某些特性如蛋壳强度和孵化率呈正相关(Sekeroglu和Duman，2011)，而蛋内部品质与蛋壳颜色无关(Yang等，2009)。此外，Schreiweis等(2006)和Yang等(2009)指出，一些蛋壳质量参数如蛋壳强度、壳重、蛋壳厚度和蛋壳超微结构可以通过蛋壳颜色来进行评估，因为蛋壳质量指示物和蛋壳颜色之间存在显著的相关性；然而，Joseph等(1999)以及Richards和Deeming(2001)提供了与此相互矛盾的证据，因此蛋壳颜色不能作为蛋壳质量评估一种可靠工具。
11 结论和未来研究
我们可以得出结论，原卟啉Ⅸ是在壳腺中合成的，但其合成机理尚未完全探明。蛋壳颜色与蛋品质参数有一定的正相关关系。蛋壳颜色沉积的强度和均匀性受多种因素影响。需要进一步的研究来阐明褐色素在壳腺中的代谢途径，并找出超量表达可以显著提高褐壳蛋蛋壳色素强度的基因。(完)
原题名：Eggshell color in brown-egg laying hens — a review(英文)
原作者：S. Samiullah、J. R. Roberts和K. Chousalkar
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