王利劍 崔志杰,3 何流琴 姚繼明 吳 飛 韓 慧 范文君 李鐵軍1,,5*

(1.中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)所亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南省畜禽健康養(yǎng)殖工程技術(shù)研究中心，農(nóng)業(yè)部中南動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)觀測(cè)試驗(yàn)站，長(zhǎng)沙410125；2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京100039；3.湘潭大學(xué)，湘潭411005；4.廣東省旺大集團(tuán)豬清潔飼料技術(shù)研發(fā)院士工作站，廣州510663；5.湖南畜禽安全生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心，長(zhǎng)沙410128)

?

斷奶仔豬血清氨基酸含量和生化參數(shù)對(duì)不同蛋白質(zhì)水平飼糧的動(dòng)態(tài)響應(yīng)

王利劍1,2崔志杰1,2,3何流琴1,2姚繼明4*吳 飛1,2韓 慧1,2范文君4李鐵軍1,4,5*

(1.中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)所亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南省畜禽健康養(yǎng)殖工程技術(shù)研究中心，農(nóng)業(yè)部中南動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)觀測(cè)試驗(yàn)站，長(zhǎng)沙410125；2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京100039；3.湘潭大學(xué)，湘潭411005；4.廣東省旺大集團(tuán)豬清潔飼料技術(shù)研發(fā)院士工作站，廣州510663；5.湖南畜禽安全生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心，長(zhǎng)沙410128)

本文旨在研究斷奶仔豬血清氨基酸含量和生化參數(shù)對(duì)不同蛋白質(zhì)水平飼糧的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。選取18頭35日齡平均體重為(10.0±1.0) kg三元(杜×長(zhǎng)×大)雜交斷奶閹公豬，隨機(jī)分為3組(每組6個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1頭豬)，并分別飼喂蛋白質(zhì)水平為14%(LP)、17%(MP)和20%(HP)的飼糧。每頭試驗(yàn)豬安裝頸動(dòng)脈血管插管，術(shù)后恢復(fù)5 d，于第6～8天正式試驗(yàn)。每天采食前，采食后30、60、120、180和300 min連續(xù)采集頸動(dòng)脈血液10 mL，分別檢測(cè)血清游離氨基酸含量和相關(guān)生化指標(biāo)。結(jié)果表明：不同蛋白質(zhì)水平飼糧對(duì)仔豬采食前后各時(shí)間點(diǎn)血清中游離賴氨酸(Lys)、蛋氨酸(Met)、蘇氨酸(Thr)、色氨酸(Trp)、天冬氨酸(Asp)、絲氨酸(Ser)、甘氨酸(Gly)和谷氨酸(Glu)含量影響均不顯著(P>0.05)。但血清中Lys、Met、Thr、Trp含量隨飼糧蛋白質(zhì)水平的降低而升高。HP組仔豬采食前后各時(shí)間點(diǎn)血清游離氨基酸[纈氨酸(Val)、異亮氨酸(Ile)、精氨酸(Arg)]和尿素含量顯著高于MP和LP組(P<0.05)。采食后120～300 min HP組血清Leu含量顯著高于LP組(P<0.05)。采食后各時(shí)間點(diǎn)LP組血清總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)含量及堿性磷酸酶(ALP)活性顯著高于HP和MP組(P<0.05)。各組仔豬采食后血清游離氨基酸含量和相關(guān)生化指標(biāo)隨時(shí)間變化無顯著差異(P>0.05)。綜上所述，斷奶仔豬飼糧在平衡4種氨基酸(Lys、Met、Thr、Trp)的基礎(chǔ)上，常規(guī)飼糧蛋白質(zhì)水平降低3個(gè)百分點(diǎn)，血清游離Val、Ile、Arg含量顯著降低，但對(duì)血清中其他氨基酸和相關(guān)生化指標(biāo)無顯著影響；而蛋白質(zhì)水平降低6個(gè)百分點(diǎn)，血清游離Leu和尿素含量顯著降低，TP、ALB含量和ALP活性顯著升高，但對(duì)血清中其他氨基酸和相關(guān)生化指標(biāo)的影響不顯著。

蛋白質(zhì)水平；斷奶仔豬；氨基酸；生化指標(biāo)

近年來隨著養(yǎng)豬業(yè)集約化發(fā)展，其所產(chǎn)生的糞污排放和飼料原料浪費(fèi)問題也日趨嚴(yán)重。豬飼料中50%以上的氮以糞和尿素的方式排出體外，大部分被氧化成硝酸鹽流入江河湖泊，進(jìn)一步造成更廣泛的環(huán)境污染[1]。如今解決氮的過量排放和減少飼糧蛋白質(zhì)原料的浪費(fèi)是養(yǎng)豬業(yè)面臨的重大課題。不少學(xué)者認(rèn)為在提高或不影響生產(chǎn)性能的情況下，可通過降低飼糧蛋白質(zhì)水平、補(bǔ)充合成氨基酸，提高飼料利用率和減少對(duì)環(huán)境的污染[2-3]。據(jù)研究，飼糧蛋白質(zhì)水平降低后，其限制性氨基酸的種類增多、限制性程度增大[4]。因此，在應(yīng)用“氨基酸平衡模式”配制低蛋白質(zhì)水平飼糧時(shí)，需補(bǔ)充人工合成的賴氨酸(Lys)、蛋氨酸(Met)、蘇氨酸(Thr)、色氨酸(Trp)等限制性氨基酸以滿足動(dòng)物需要。本研究通過頸動(dòng)脈血管插管技術(shù)，研究了不同蛋白質(zhì)水平飼糧對(duì)斷奶仔豬血清氨基酸含量和生化參數(shù)的動(dòng)態(tài)影響，監(jiān)控?cái)嗄套胸i采食飼糧前后血清氨基酸和生化指標(biāo)的變化，以期為降低飼糧蛋白質(zhì)水平、提高飼料利用率和減少環(huán)境污染提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選取18頭35日齡平均體重為(10.0±1.0) kg三元(杜×長(zhǎng)×大)雜交斷奶閹公仔豬(購(gòu)自湖南新五豐永安分公司)，隨機(jī)分為3個(gè)組，每組6個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1頭豬，單欄飼養(yǎng)，分別飼喂蛋白質(zhì)水平為14%(LP)、17%(MP)和20%(HP)的飼糧。飼糧配制參照NRC(2012)[5]推薦的斷奶仔豬營(yíng)養(yǎng)需要標(biāo)準(zhǔn)，飼糧的蛋白質(zhì)來源一致，且平衡Lys、Met、Thr、Trp 4種氨基酸水平，并保持該4種氨基酸含量和能量水平相同，飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平與本項(xiàng)目組前期研究[6]一致。

1.2 試驗(yàn)材料和儀器

氨基酸分析儀(L-8800，日本)，XC4型全自動(dòng)血液生化分析儀(Beckman公司，美國(guó))，TG16W微量高速離心機(jī)(中國(guó))，磺基水楊酸(中國(guó))。

1.3 飼養(yǎng)管理和頸動(dòng)脈血管插管手術(shù)

仔豬飼養(yǎng)于通風(fēng)良好、溫度為(23±1) ℃的干凈豬舍內(nèi)，自由采食和飲水，分別飼喂各自不同蛋白質(zhì)水平飼糧5 d后，在第6天空腹(禁食12 h，自由飲水)稱重，按組分別對(duì)每頭試驗(yàn)仔豬實(shí)施頸動(dòng)脈血管插管手術(shù)，術(shù)前先注射阿托品(0.05 mg/kg，浙江制藥股份公司新昌制藥廠)，15 min后肌肉注射舒泰50(0.1 mg/kg，法國(guó)維克)，10～15 min后動(dòng)物處于麻醉狀態(tài)，對(duì)仔豬頸部右側(cè)消毒、刮毛。頸動(dòng)脈血管插管手術(shù)方法參照李鐵軍等[7]和Morris等[8]的方法。

1.4 術(shù)后管理

手術(shù)進(jìn)行過程中手術(shù)室保持25 ℃左右。術(shù)后仔豬單欄飼喂于代謝籠中，禁食1 d，僅飼喂5%葡萄糖。術(shù)后第2天飼喂相應(yīng)組的試驗(yàn)飼糧，自由采食和飲水，并在每天08:00、16:00和23:00，用無菌注射器從血管插管處抽取少量新鮮血液，后灌注10 mL的肝素鈉溶液(400 IU/mL)，以確保插管暢通。術(shù)后恢復(fù)5 d(仔豬正常采食)，開始正式試驗(yàn)。

1.5 樣品的采集和保存

術(shù)后第6～8天，每次喂料前以及采食后30、60、120、180和300 min連續(xù)采集血液樣品。每次每頭用10 mL注射器采取10 mL血液于10 mL離心管中，4 ℃下3 000 r/min離心10 min，取上清液分裝至1.5 mL離心管中，保存于-80 ℃冰箱，用于血清氨基酸含量和生化指標(biāo)測(cè)定。

1.6 測(cè)定指標(biāo)

1.6.1 血清游離氨基酸含量測(cè)定

取1 mL血清加入1 mL 8%的磺基水楊酸漩渦混勻，靜置過夜(3 ℃)，12 000 r/min離心15 min(4 ℃)，取上清液用過濾器(孔徑0.22 μm)過濾，取500 μL過濾液于氨基酸分析儀進(jìn)行氨基酸分析。

1.6.2 血清生化指標(biāo)分析

用全自動(dòng)生化分析儀測(cè)定剛分離出的血清中尿素、總蛋白(total protein,TP)、白蛋白(albumin,ALB)、免疫球蛋白M(immunoglobulin M,IgM)和免疫球蛋白G(immunoglobulin G,IgG)含量以及堿性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性。

1.7 統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 21.0軟件中的單因素方差分析(one-way ANOVA)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，差異顯著性用Duncan氏法進(jìn)行多重比較，以P<0.05作為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié) 果

2.1 血清必需氨基酸Lys、Met、Thr和Trp對(duì)不同蛋白質(zhì)水平飼糧的動(dòng)態(tài)響應(yīng)

本研究是在本項(xiàng)目組前期研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，前期研究表明，在滿足Lys、Met、Thr、Trp需要量的條件下，斷奶仔豬(10～30 kg階段)飼糧蛋白質(zhì)水平由20%降低至17%，不影響平均日增重、平均日采食量和飼料轉(zhuǎn)化率，但降低至14%，生長(zhǎng)性能則受到顯著影響[9]。由圖1可知，降低蛋白質(zhì)水平，補(bǔ)充4種必需氨基酸(Lys、Met、Thr和Trp)，仔豬采食前后各時(shí)間點(diǎn)血清中游離Lys、Met、Thr、Trp含量無顯著差異(P>0.05)。采食后，各組之間隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，血清游離Lys、Met、Thr、Trp含量呈現(xiàn)先上升后下降最后趨于平穩(wěn)的趨勢(shì)，但隨時(shí)間延長(zhǎng)變化不顯著(P>0.05)。

字母a代表同一時(shí)間HP和MP組差異顯著(P<0.05)，字母b代表同一時(shí)間HP和LP組差異顯著(P<0.05)，字母c代表同一時(shí)間MP和LP組差異顯著(P<0.05)，無字母標(biāo)注表示差異不顯著(P>0.05)。下圖同。

Letter a means significant difference between HP and MP group at the same time point (P<0.05), b means significant difference between HP and LP group at the same time point (P<0.05), c means significant difference between MP and LP groups at the same time point (P<0.05), and no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05) . The same as below.

圖1 不同蛋白質(zhì)水平飼糧對(duì)斷奶仔豬血清游離Lys、Met、Thr和Trp含量的影響

Fig.1 Effects of diets with different protein levels on contents of free Lys, Met, Thr and Trp in serum of weaned piglets

2.2 血清氨基酸纈氨酸(Val)、異亮氨酸(Ile)、亮氨酸(Leu)和精氨酸(Arg)對(duì)不同蛋白質(zhì)水平飼糧的動(dòng)態(tài)響應(yīng)

由圖2可知，各組血清游離支鏈氨基酸(Val、Ile、Leu)和Arg含量隨飼糧蛋白質(zhì)水平的降低而降低。采食前后，HP組血清中游離Val和Ile含量顯著高于MP和LP組(P<0.05)，MP組Val含量在采食后120、180 min與Ile含量在采食后180 min顯著高于LP組(P<0.05)，其余時(shí)間點(diǎn)MP和LP組無顯著差異(P>0.05)。采食前，HP組的Leu含量顯著高于MP和LP組(P<0.05)；采食后30、60 min，LP組和MP組Leu含量有上升趨勢(shì)，HP組(24.34和26.70 μg/mL)、MP組(18.42和21.16 μg/mL)和LP組(22.32和23.39 μg/mL)間無顯著差異(P>0.05)；采食后120 min及以后各時(shí)間點(diǎn)LP組Leu含量顯著低于HP組(P<0.05)；采食后300 min HP組Leu含量顯著高于MP組(P<0.05)，其余各時(shí)間點(diǎn)LP與MP組Leu含量無顯著差異(P>0.05)。采食前，HP組Arg含量顯著高于LP組(P<0.05)，HP與MP組無顯著差異(P>0.05)。采食后30～180 min，HP組Arg含量顯著高于MP和LP組(P<0.05)，300 min時(shí)3組Arg含量無顯著差異(P>0.05)。各組不同時(shí)間點(diǎn)之間，血清游離Val、Ile、Leu和Arg含量隨時(shí)間變化差異不顯著(P>0.05)。

2.3 血清非必需氨基酸脯氨酸(Pro)、天冬氨酸(Asp)、絲氨酸(Ser)、甘氨酸(Gly)、半胱氨酸(Cys)和谷氨酸(Glu)含量對(duì)不同蛋白質(zhì)水平飼糧的動(dòng)態(tài)響應(yīng)

由圖3可知，除游離Pro和Cys含量外，各時(shí)間點(diǎn)各組之間仔豬血清游離Asp、Ser、Gly和Glu含量均無顯著差異(P>0.05)。Pro含量在采食前，HP組(20.34 μg/mL)顯著高于MP(10.81 μg/mL)和LP組(13.90 μg/mL)(P<0.05)，采食后180 min Pro含量顯著高于LP組(P<0.05)；其余各時(shí)間點(diǎn)，HP組與MP組、MP組與LP組間無顯著差異(P>0.05)。除游離Cys和Gly含量外，非必需氨基酸Asp、Ser、Pro和Glu含量隨飼糧蛋白質(zhì)水平降低而降低，Cys和Gly含量隨飼糧蛋白質(zhì)水平降低而升高。每組不同時(shí)間點(diǎn)之間，隨時(shí)間變化血清非必需氨基酸Pro、Asp、Ser、Gly、Cys和Glu含量無顯著差異(P>0.05)。

圖2 不同蛋白質(zhì)水平飼糧對(duì)斷奶仔豬血清游離Val、Ile、Leu和Arg含量的影響

2.4 血清生化參數(shù)對(duì)不同蛋白質(zhì)水平飼糧的動(dòng)態(tài)響應(yīng)

由圖4-A、4-B和4-C可知，不同時(shí)間點(diǎn)血清LP組TP、ALB含量和ALP活性均高于其他2組。除采食前外，在其他時(shí)間點(diǎn)LP組血清TP含量顯著高于HP和MP組(P<0.05)，MP和HP組無顯著差異(P>0.05)。血清ALB含量在采食后120、180和300 min，LP組(25.96、25.36和25.60 g/L)顯著高于HP組(22.52、22.86和22.54 g/L)和MP組(22.98、22.86和22.54 g/L)(P<0.05)；其余時(shí)間點(diǎn)，3組之間差異不顯著(P>0.05)。采食后60 min以及之后的時(shí)間段，LP組血清ALP活性顯著高于HP組(P<0.05)；采食后60和180 min，LP組血清ALP活性顯著高于MP組(P<0.05)；其余時(shí)間點(diǎn)，各組無顯著差異(P>0.05)。血清ALP活性隨飼糧蛋白質(zhì)水平降低而升高。每組不同時(shí)間點(diǎn)之間血清TP、ALB含量和ALP活性隨時(shí)間變化均差異不顯著(P>0.05)。

由圖4-D可知，各時(shí)間點(diǎn)之間，HP組血清尿素含量顯著高于LP組(P<0.05)；采食前及采食后30和300 min，HP組顯著高于MP組(P<0.05)；采食后120～300 min，MP組顯著高于LP組(P<0.05)。每組不同時(shí)間點(diǎn)之間血清尿素含量隨時(shí)間的變化無顯著差異(P>0.05)。由圖4-E和4-F可知，采食后120 min，LP組血清IgG和IgM含量顯著低于HP組(P<0.05)；其余時(shí)間點(diǎn)，各組IgG和IgM含量無顯著差異(P>0.05)。每組不同時(shí)間點(diǎn)之間血清IgM和IgG含量隨時(shí)間變化無顯著差異(P>0.05)。

3 討 論

3.1 斷奶仔豬血清Lys、Met、Thr和Trp含量對(duì)不同蛋白質(zhì)水平飼糧的動(dòng)態(tài)響應(yīng)

有研究表明降低飼糧蛋白質(zhì)水平，同時(shí)補(bǔ)充Lys、Met、Thr和Trp可以提高飼糧蛋白質(zhì)的利用率，減少糞尿氮的排放[10-11]。本研究通過降低3和6個(gè)百分點(diǎn)的飼糧蛋白質(zhì)水平，應(yīng)用“氨基酸平衡模式”補(bǔ)充合成的Lys、Met、Thr和Trp研究血清游離氨基酸含量變化規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)降低3和6個(gè)百分點(diǎn)的飼糧蛋白質(zhì)水平對(duì)血清Lys、Met、Thr和Trp含量無顯著影響，且補(bǔ)充的這4種氨基酸含量隨飼糧蛋白質(zhì)水平的降低而升高。但當(dāng)飼糧蛋白質(zhì)水平降低6個(gè)百分點(diǎn)后，斷奶仔豬食后0～120 min，血清游離Lys、Met、Thr和Trp含量高于其他2組，這與鄧敦等[12]研究結(jié)果一致。這可能是由于隨著飼糧蛋白質(zhì)水平降低，飼糧中補(bǔ)充的Lys、Met、Thr和Trp這4種氨基酸含量增加，仔豬采食飼糧中合成氨基酸進(jìn)入胃腸道后不需要蛋白酶的分解，直接被胃腸道吸收。這表明適當(dāng)降低蛋白質(zhì)水平，補(bǔ)充滿足仔豬機(jī)體所需的合成氨基酸，能在一定程度上提高斷奶仔豬胃腸道對(duì)Lys、Met、Thr和Trp的吸收。

圖3 不同蛋白質(zhì)水平飼糧對(duì)斷奶仔血清游離Pro、Asp、Ser、Gly、Cys和Glu含量的影響

3.2 斷奶仔豬血清Val、Ile、Leu和Arg含量對(duì)不同蛋白質(zhì)水平飼糧的動(dòng)態(tài)響應(yīng)

血清游離氨基酸含量在一定程度上可以反映動(dòng)物氨基酸的需要量，當(dāng)飼糧氨基酸含量不足時(shí)，血清游離氨基酸含量將處于較低狀態(tài)，隨著進(jìn)食，血清中游離氨基酸將迅速積累[13]。當(dāng)飼糧蛋白質(zhì)水平降低3或6個(gè)百分點(diǎn)時(shí)，測(cè)得各時(shí)間點(diǎn)仔豬血清游離支鏈氨基酸(Val、Ile、Leu)和Arg含量顯著低于飼喂20%蛋白質(zhì)水平的飼糧。這表明降低飼糧蛋白質(zhì)水平，斷奶仔豬血清中必需氨基酸含量將會(huì)受到顯著影響。這可能是由于降低飼糧蛋白質(zhì)水平引起飼糧所提供的Val、Ile、Leu和Arg必需氨基酸不能滿足仔豬生長(zhǎng)需求[12]。另外這也說明合成氨基酸與飼糧蛋白質(zhì)本身提供的必需氨基酸是有區(qū)別的，因此，合成氨基酸不可完全替代飼糧蛋白質(zhì)本身分解的氨基酸。支鏈氨基酸Val、Leu、Ile與機(jī)體蛋白質(zhì)和能量代謝有密切關(guān)系，Leu通過雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通路調(diào)節(jié)機(jī)體能量和蛋白質(zhì)的代謝，促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)和健康[14-15]。據(jù)相關(guān)研究表明降低蛋白質(zhì)水平補(bǔ)充支鏈氨基酸能夠改善仔豬生產(chǎn)性能，提高采食量和肌肉生長(zhǎng)[16]。本研究發(fā)現(xiàn)降低飼糧蛋白質(zhì)水平并補(bǔ)充Lys、Met、Thr、Trp 4種必需氨基酸，血清中游離的支鏈氨基酸含量依然較低，因此，這一結(jié)果提示我們飼糧在補(bǔ)充Lys、Met、Thr、Trp前提下，同時(shí)適量補(bǔ)充支鏈氨基酸才能滿足仔豬生長(zhǎng)和健康的需要。

圖4 不同蛋白質(zhì)水平飼糧對(duì)斷奶仔豬血清TP、ALB、尿素、IgG和IgM 含量及ALP活性的影響

3.3 斷奶仔豬血清Pro、Asp、Ser、Gly、Cys和Glu含量對(duì)飼糧不同蛋白質(zhì)水平的動(dòng)態(tài)響應(yīng)

飼糧蛋白質(zhì)水平降低3或6個(gè)百分點(diǎn)，對(duì)食后各時(shí)間點(diǎn)仔豬血清游離非必需氨基(除Pro和Cys外)含量無顯著影響。血清游離非必需氨基酸含量隨時(shí)間變化無顯著變化，但各組仔豬血清中非必需氨基酸(除Gly和Cys外)含量隨飼喂飼糧蛋白質(zhì)水平的降低而降低。研究表明，當(dāng)飼糧提供的非必需氨基酸不能滿足動(dòng)物機(jī)體需求時(shí)，動(dòng)物機(jī)體能通過一系列轉(zhuǎn)氨反應(yīng)合成非必需氨基酸以滿足動(dòng)物的需求[17-18]。另外，本試驗(yàn)中降低蛋白質(zhì)水平造成血清中Pro含量降低，但可提高Gly和Cys含量。這一結(jié)果可能是由于Pro作為判斷腸道是否應(yīng)激和幫助蛋白質(zhì)分解的一個(gè)重要指標(biāo)，它對(duì)維持?jǐn)嗄套胸i健康生長(zhǎng)非常重要[19-23]，而降低蛋白質(zhì)水平會(huì)直接引起內(nèi)源Pro的不足，進(jìn)一步影響仔豬的正常生長(zhǎng)發(fā)育。血清中Gly和Cys對(duì)機(jī)體脂肪代謝和解毒作用有重要作用[24-26]，降低飼糧蛋白質(zhì)水平本身對(duì)斷奶仔豬是一個(gè)應(yīng)激，為了滿足機(jī)體需求，自身上調(diào)血清中Gly和Cys含量，以期減緩飼糧蛋白質(zhì)水平不足造成的影響。不過，斷奶仔豬血清中Pro、Gly和Cys對(duì)降低蛋白質(zhì)水平的不同響應(yīng)機(jī)理還需進(jìn)一步研究。

3.4 斷奶仔豬血清生化參數(shù)對(duì)不同蛋白質(zhì)水平飼糧的動(dòng)態(tài)響應(yīng)

血清生化指標(biāo)的變化是機(jī)體新陳代謝機(jī)能和組織細(xì)胞通透性變化的綜合反映。血清TP在一定程度上代表了飼糧中蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)水平及動(dòng)物對(duì)蛋白質(zhì)的消化吸收程度。ALB由肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞合成，是血清中含量最多的蛋白質(zhì)，占血清總蛋白質(zhì)的40%～60%，合成效率受飼糧中蛋白質(zhì)水平的影響[27]。當(dāng)TP和ALB含量升高時(shí)蛋白質(zhì)代謝旺盛，飼料利用率提高。研究表明降低雞和鵝[28-29]飼糧蛋白質(zhì)水平3個(gè)百分點(diǎn)，血清中TP含量顯著上升，對(duì)血清ALB含量無顯著影響。這一結(jié)果與本試驗(yàn)結(jié)果類似。當(dāng)飼糧蛋白質(zhì)水平降低6個(gè)百分點(diǎn)時(shí)，血清中TP和ALB含量顯著增加，這表明飼糧降低6個(gè)百分點(diǎn)的蛋白質(zhì)水平可以提高仔豬對(duì)飼糧中蛋白質(zhì)水平的消化吸收程度，同時(shí)有助于提高肝臟白蛋白的合成能力。

血清中的尿素是蛋白質(zhì)的最終產(chǎn)物，反映了體內(nèi)蛋白質(zhì)的代謝情況，與飼糧中氮的利用率呈反比[30-31]。同時(shí)氮營(yíng)養(yǎng)素在不同組織器官中的代謝主要通過谷氨酰胺、丙氨酸和尿素等氮代謝關(guān)鍵產(chǎn)物進(jìn)行協(xié)同整合[32-35]。本試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示血清中尿素的含量隨飼糧蛋白質(zhì)水平降低而降低，表明適當(dāng)降低飼糧蛋白質(zhì)水平可以提高飼料中氮的利用率，從而減少氮的排放量。同時(shí)這一結(jié)果與鄭春田等[36]、張敏等[37]和Toledo等[38]研究結(jié)果一致。

ALP是消化代謝的關(guān)鍵酶，能產(chǎn)生磷酸，與鈣生成磷酸鈣沉淀，參與骨骼鈣化過程，是動(dòng)物成骨細(xì)胞活動(dòng)的重要指標(biāo)[39]。本研究發(fā)現(xiàn)，斷奶仔豬飼喂14%蛋白質(zhì)水平飼糧，血清ALP活性顯著偏高。這可能是由于飼糧蛋白質(zhì)降低6個(gè)百分點(diǎn)時(shí)，將會(huì)造成肝功能異常，從而引發(fā)相關(guān)疾病。因有研究報(bào)道人體患有阻塞性黃疸、原發(fā)性肝癌、繼發(fā)性肝癌、膽汁淤積性肝炎等肝功能疾病時(shí)，肝細(xì)胞過度制造ALP，引起血清中的ALP活性偏高[40]。

體液免疫是動(dòng)物機(jī)體抵抗疾病的重要機(jī)制，這種免疫力取決于免疫球蛋白質(zhì)的種類和數(shù)目[41]。機(jī)體受病原體感染后，IgM最先與病原體結(jié)合，溶解病原體。IgG有抗菌和抗病毒作用[42]。本研究發(fā)現(xiàn)，飼糧降低蛋白質(zhì)水平6個(gè)百分點(diǎn)，仔豬食后120 min血清IgG和IgM含量顯著降低。其他時(shí)間點(diǎn)對(duì)血清IgG和IgM含量沒有影響，與侯永清等[43]研究蛋白質(zhì)水平為20%和18%飼糧對(duì)早期斷奶仔豬血清IgG含量影響的結(jié)果類似。這表明降低飼糧蛋白質(zhì)水平，對(duì)仔豬血清IgG和IgM的含量基本無影響，所以適量降低蛋白質(zhì)水平不會(huì)降低仔豬的免疫能力，但對(duì)仔豬食后120 min血清IgG和IgM含量降低的現(xiàn)象還需進(jìn)一步研究。

4 結(jié) 論

在本試驗(yàn)條件下，飼糧蛋白質(zhì)降低3個(gè)百分點(diǎn)，同時(shí)補(bǔ)足Lys、Met、Thr和Trp，不影響血清該類氨基酸、Leu以及非必需氨基酸Asp、Ser、Gly、Cys和Glu的含量；同時(shí)不影響血清IgM、IgG、尿素、TP、ALB含量以及ALP活性；但顯著降低血清必需氨基酸Val、Ile和Arg含量。飼糧蛋白質(zhì)降低6個(gè)百分點(diǎn)，同時(shí)補(bǔ)足Lys、Met、Thr和Trp必需氨基酸時(shí)，顯著降低血清必需氨基酸Leu和尿素含量，提高血清TP、ALB含量和ALP活性。因此，在考慮生長(zhǎng)性能不受影響的條件下，適量降低斷奶仔豬飼糧蛋白質(zhì)水平(17%)，除需滿足Lys、Met、Thr和Trp外，還需針對(duì)Val、Leu、Ile和Arg需要量進(jìn)行考究，這樣才能進(jìn)一步為提高飼料利用率和減少氮的排放量提供科學(xué)指導(dǎo)。

致謝：

感謝中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所公共技術(shù)服務(wù)中心對(duì)本文血清氨基酸含量及生化參數(shù)檢測(cè)提供的幫助。

[1] 張乃鋒,鄧柏林,張永發(fā),等.低排放日糧對(duì)育肥豬及糞便氮磷排放量的影響[J].豬業(yè)科學(xué),2013(6):74-76.

[2] ROTZ C A.Management to reduce nitrogen losses in animal production[J].Journal of Animal Science,2004,82(13S):E119-E137.

[3] KERR B J.Nutritional strategies for waste reduction management:nitrogen[C]//LONGENECKER J B,SPEARS J W.Proceedings of new horizons in animal nutrition and health.Carolina:The Institute of Nutrition,University of North Carolina,1995.

[4] HAHN J D,BAKER D H.Optimum ratio to lysine of threonine,tryptophan,and sulfur amino acids for finishing swine[J].Journal of Animal Science,1995,73(2):482-489.

[5] National Research Council.Nutrient requirements of swine[M].11thed.Washington,D.C.:The National Academies Press,2012.

[6] 崔志杰,王利劍,吳飛,等.飼糧粗蛋白質(zhì)水平對(duì)斷奶仔豬胃腸分泌及血清激素水平的影響[J].動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào),2015,27(12):3689-3698.

[7] 李鐵軍,黃瑞林,印遇龍.不同日糧對(duì)豬血液紅細(xì)胞壓容積及其血流量的影響[J].廣西農(nóng)業(yè)生物科學(xué),2003,22(3):159-164.

[8] MORRIS D,LADIZINSKY D,ABOULJOUD M.Successful internalization of a chronic biliary cutaneous fistula after liver transplantation:deepithelializing the fistula tract[J].Journal of Gastrointestinal Surgery,2007,11(4):538-541.

[9] 伍力.胃腸道對(duì)不同賴氨酸與粗蛋白比例日糧的感應(yīng)及調(diào)節(jié)[D].博士學(xué)位論文.北京:中國(guó)科學(xué)院大學(xué),2016.

[10] DONATO D C Z,SAKOMURA N K,SILVA E P,et al.Manipulation of dietary methionine+cysteine and threonine in broilers significantly decreases environmental nitrogen excretion[J].Animal,2016,10(6):903-910.

[11] HUYEN N T,DESRUES O,ALFERINK S J J,et al.Inclusion of sainfoin (Onobrychisviciifolia) silage in dairy cow rations affects nutrient digestibility,nitrogen utilization,energy balance,and methane emissions[J].Journal of Dairy Science,2016,99(5):3566-3577.

[12] 鄧敦,李鐵軍,孔祥峰,等.日糧蛋白水平對(duì)生長(zhǎng)豬生產(chǎn)性能和氮平衡的影響[J].廣西農(nóng)業(yè)生物科學(xué),2007,26(2):137-143.

[13] ZIMMERMA R A,SCOTT H M.Interrelationship of plasma amino acid levels and weight gain in the chick as influenced by suboptimal and superoptimal dietary concentrations of single amino acids[J].Journal of Nutrition,1965,87(1):13-18.

[14] DUAN Y H,LI F N,LI Y H,et al.The role of leucine and its metabolites in protein and energy metabolism[J].Amino Acids,2016,48(1):41-51.

[15] DUAN Y H,LI F N,LIU H N,et al.Nutritional and regulatory roles of leucine in muscle growth and fat reduction[J].Frontiers in Bioscience,2015,20(4):796-813.

[16] ZHENG L F,WEI H K,CHENG C S,et al.Supplementation of branched-chain amino acids to a reduced-protein diet improves growth performance in piglets:involvement of increased feed intake and direct muscle growth-promoting effect[J].British Journal of Nutrition,2016,115(12):2236-2245.

[17] 伍國(guó)耀,武振龍,戴兆來,等.豬對(duì)“非必需氨基酸”的營(yíng)養(yǎng)需要[J].飼料工業(yè),2013,34(16):60-64.

[18] SHREERAM S,RAMESH S,PUTHAN J K,et al.Age associated decline in the conversion of leucine to β-hydroxy-β-methylbutyrate in rats[J].Experimental Gerontology,2016,80:6-11.

[19] 張麗麗.脯氨酸在豬研究方面的回顧與展望[J].飼料廣角,2010(7):34-35.

[20] 王小城,熊霞,楊煥勝,等.腐胺和脯氨酸對(duì)哺乳期仔豬空腸絨毛-隱窩軸上皮細(xì)胞的多胺代謝及Wnt信號(hào)通路的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,48(8):1609-1615.

[21] SHI W J,MEININGER C J,HAYNES T E,et al.Regulation of tetrahydrobiopterin synthesis and bioavailability in endothelial cells[J].Cell Biochemistry and Biophysics,2004,41(3):415-433.

[22] HA E M,OH C T,BAE Y S,et al.A direct role for dual oxidase in Drosophila gut immunity[J].Science,2005,310(5749):847-850.

[23] URSCHEL K L,EVANS A R,PENCHARZ P B,et al.Infusion of glucagon-like peptide 2 with an arginine deficient diet increases endogenous arginine synthesis from proline in parenterally-fed neonatal piglets[J].Livestock Science,2007,108(1/2/3):41-44.

[24] MIKALAUSKAS S,MIKALAUSKIENE L,BRUNS H,et al.Dietary glycine protects from chemotherapy-induced hepatotoxicity[J].Amino Acids,2011,40(4):1139-1150.

[25] 杜瑞平,張興夫,高民,等.甘氨酸的免疫調(diào)節(jié)作用及其分子機(jī)制[J].動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào),2015,27(3):663-670.

[26] YI D,HOU Y Q,WANG L,et al.Dietary N-acetylcysteine supplementation alleviates liver injury in lipopolysaccharide-challenged piglets[J].British Journal of Nutrition,2014,111(1):46-54.

[27] QUINLAN G J,MARTIN G S,EVANS T W.Albumin:biochemical properties and therapeutic potential[J].Hepatology,2005,41(6):1211-1219.

[28] 余紅心,劉麗,賈俊靜,等.不同蛋白水平日糧對(duì)武定雞生長(zhǎng)性能及血液生化指標(biāo)的影響[J].當(dāng)代畜牧,2008(1):24-26.

[29] 張玲,袁旭紅,段修軍,等.不同粗蛋白水平日糧對(duì)仔鵝生長(zhǎng)性能、血液生化指標(biāo)和血清激素的影響[J].中國(guó)家禽,2011,33(16):29-33.

[30] 董志巖,劉景,方桂友,等.日糧蛋白質(zhì)、賴氨酸水平對(duì)生長(zhǎng)豬生產(chǎn)性能及蛋白質(zhì)、氨基酸消化率的影響[J].家畜生態(tài)學(xué)報(bào),2011,32(2):69-74.

[31] 蔡青和,陳遠(yuǎn)慶,LIN X,等.高溫條件下降低飼糧粗蛋白質(zhì)水平和添加復(fù)合酶制劑對(duì)肥育豬生長(zhǎng)性能和氮、磷代謝的影響[J].動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào),2014,26(7):1746-1752.

[32] 董志巖,葉鼎承,李忠榮,等.理想蛋白質(zhì)氨基酸模式對(duì)生長(zhǎng)豬生產(chǎn)性能、血清尿素氮及游離氨基酸的影響[J].家畜生態(tài)學(xué)報(bào),2010,31(5):30-34.

[33] 董志巖,劉景,葉鼎承,等.不同低蛋白日糧添加氨基酸對(duì)生長(zhǎng)豬生長(zhǎng)性能及血液生化指標(biāo)的影響[J].福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2009,24(4):341-344.

[34] TACTACAN G B,CHO S Y,CHO J H,et al.Performance responses,nutrient digestibility,blood characteristics,and measures of gastrointestinal health in weanling pigs fed protease enzyme[J].Asian-Australasian Journal of Animal Sciences,2016,29(7):998-1003.

[35] LIU Y Y,KONG X F,JIANG G L,et al.Effects of dietary protein/energy ratio on growth performance,carcass trait,meat quality,and plasma metabolites in pigs of different genotypes[J].Journal of Animal Science and Biotechnology,2015,6(1):36.

[36] 鄭春田,李德發(fā).豬低污染日糧技術(shù)研究進(jìn)展[J].飼料工業(yè),2000,21(12):1-5.

[37] 張敏,孟繁艷,李香子,等.豬低污染日糧技術(shù)的研究進(jìn)展[J].延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào),2002,24(4):296-299.

[38] TOLEDO J B,FURLAN A C,POZZA P C,et al.日糧中添加氨基酸降低粗蛋白含量對(duì)6～15kg仔豬生產(chǎn)性能的影響[J].飼料博覽,2014(11):52.

[39] 伍力,耿梅梅,王文策,等.哺乳藏仔豬發(fā)育期血液生化指標(biāo)動(dòng)態(tài)變化規(guī)律研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2010,23(2):570-574.

[40] DANG P N,DWIVEDI N,PHILLIPS L M,et al.Controlled dual growth factor delivery from microparticles incorporated within human bone marrow-derived mesenchymal stem cell aggregates for enhanced bone tissue engineering via endochondral ossification[J].Stem Cells Translational Medicine,2015,5(2):206-217.

[41] WANG C,WANG M Q,YE S S,et al.Effects of copper-loaded chitosan nanoparticles on growth and immunity in broilers[J].Poultry Science,2011,90(10):2223-2228.

[42] 王金寶,宋春陽,陳金漢,等.BCG不同接種途徑對(duì)仔豬血清IgG、IgM和IgA含量影響的研究[J].萊陽農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào),1994,11(3):218-220.

[43] 侯永清,咼于明,周毓平,等.日糧蛋白質(zhì)、賴氨酸、蛋氨酸及蘇氯酸水平對(duì)早期斷奶仔豬免疫機(jī)能的影響[J].中國(guó)畜牧雜志,2001,37(4):18-20.

*Corresponding authors: YAO Jiming, livestock engineer, E-mail: wangdayaojiming@163.com; LI Tiejun, professor, E-mail: tjli@isa.ac.cn

(責(zé)任編輯 田艷明)

Dynamic Changes of Serum Amino Acid Content and Biochemical Parameters of Weaned Piglets in Response to Diet with Different Protein Levels

WANG Lijian1,2CUI Zhijie1,2,3HE Liuqin1,2YAO Jiming4*WU Fei1,2HAN Hui1,2FAN Wenjun4LI Tiejun1,4,5*

(1.KeyLaboratoryofAgro-EcologicalProcessesinSubtropicalRegion,InstituteofSubtropicalAgriculture,ChineseAcademyofSciences;HunanProvincialEngineeringResearchCenterforHealthyLivestockandPoultryProduction,Changsha410125,China; 2.UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100039,China; 3.XiangtanUniversity,Xiangtan411105,China; 4.GuangdongWangdaGroupAcademicianWorkstationforCleanFeedTechnologyResearchandDevelopmentinSwine,Guangzhou510663,China; 5.HunanCo-InnovationCenterofAnimalProductionSafety,Changsha410128,China)

The study was conducted to investigate the dynamic changes of serum amino acid content and biochemical parameters of weaned piglets in response to diet with different protein levels. Eighteen 35-day-old weaned barrows (Duroc×Large White×Landrace) with an average body weight of (10.0±1.0) kg were randomly divided into three groups (6 replicates in each group and 1 pig in each replicate), and fed diets with 20% (HP group), 17% (MP group) and 14% (LP group) crude protein, respectively. Each piglet was installed a carotid artery intubation by surgery, and after 5 days of postoperative recovery, days from 6 to 8 were regarded as trial period. Before fed intake and after feeding for 30, 60, 120, 180 and 300 min every day, all piglets were collected carotid artery blood, and serum amino acid contents and biochemical parameters were determined. The results showed that serum contents of free amino acids including Lys, Met, Thr, Trp, Asp, Ser, Gly and Glu had no significant difference among three groups at different time points when piglets were fed different protein level diets (P>0.05). There was a negative correlation between the contents of Lys, Met, Thr and Trp with dietary protein level. Serum contents of Val, Ile, Arg and urea in HP group were significantly higher than those in MP and LP groups at different time points (P<0.05). Serum Leu content in HP group was significantly greater than that in LP group after feeding for 120 to 300 min (P<0.05). Serum contents of total protein (TP) and albumin (ALB) as well as alkaline phosphatase (ALP) activity in LP group were significantly higher than those in HP and MP groups at different time point after feeding (P<0.05). There was no significant difference in the serum amino acid content and biochemical parameters with time flow after piglets were fed (P>0.05). The results showed that based on balancing the contents of Lys, Met, Thr and Trp, a reduction of dietary protein level by a three-percentage value remarkably decreases the contents of serum Val, Ile and Arg, but has no effects on other amino acids and related parameters; while a reduction of dietary protein level by a six-percentage value significantly decreases serum contents of Leu and urea and increases the serum contents of TP, ALB and ALP, but dose not affect other amino acids and related parameters.[ChineseJournalofAnimalNutrition, 2017, 29(1)：50-59]

protein levels; weaned piglets; amino acids; biochemical parameters

10.3969/j.issn.1006-267x.2017.01.007

2016-07-04

國(guó)家973課題(2013CB127301)；國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題(2013BAD21B04)

王利劍(1989—)，女，貴州興義人，碩士研究生，研究方向?yàn)閯?dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)。E-mail: wanglijian27@163.com

*通信作者：姚繼明，畜牧師，E-mail: wangdayaojiming@163.com；李鐵軍，研究員，博士生導(dǎo)師，E-mail: tjli@isa.ac.cn

S828

A

1006-267X(2017)01-0050-10