劉 霜, 張健文, 肖俊峰, 張 軍, 溫慶琪
(1.福建傲農生物科技集團股份有限公司,福建省生豬營養(yǎng)與飼料重點實驗室,福建漳州 363000;2.江西農業(yè)大學動物科技學院,江西南昌 330045)
隨著近年來母豬品種的不斷選育優(yōu)化,其生產(chǎn)性能得到了較大的提高(Mcpherson等,2004),同時也對營養(yǎng)水平提出了更高的要求。在現(xiàn)有的母豬飼養(yǎng)管理中,為防止母豬過胖影響其泌乳性能 (Sinclair等,1998;Baker等,1969;Lodge 等,1966),往往在妊娠期特別是圍產(chǎn)期采用限飼的方式控制其能量攝入,但這也影響了蛋白質的攝入量。而圍產(chǎn)期母豬除了維持母體組織的發(fā)育外,還要為胎兒和乳腺的生長和發(fā)育提供營養(yǎng),蛋白質及氨基酸的需要量會急劇增加(張軍等,2017),所以圍產(chǎn)期母豬在適度限制能量攝入的同時,應當最大限度地提高蛋白質的消化率并優(yōu)化飼料中氨基酸的含量及比例。平衡的氨基酸模式才能最大化發(fā)揮母豬以及仔豬的生產(chǎn)潛力(Kim等,2005),從而達到最大的經(jīng)濟效益。目前,許多學者通過對母豬氨基酸需要量的評定來估算理想氨基酸模型。Kim等(2009)通過對內臟、胃腸道、肝臟、子宮、乳腺和胎兒氨基酸含量的加成,對妊娠母豬的必需氨基酸需要量進行了研究,建議氨基酸妊娠0~60 d和60~114 d母豬的賴氨酸:蘇氨酸:纈氨酸:亮氨酸比例分別為100:79:65:88和100:71:66:95。除了必需氨基酸外,作為條件必需氨基酸的精氨酸,參與了許多體內的代謝過程,在胚胎發(fā)育中起著重要的作用(Wu等,2010),所以精氨酸營養(yǎng)是母豬妊娠期內影響繁殖性能的重要因素(江雪梅等,2011)。 Mateo 等(2007)研究表明,在母豬妊娠30~114 d的玉米-豆粕型飼糧中添加0.83%的精氨酸,其窩產(chǎn)活仔數(shù)和初生重分別提高了2頭和24%。所以,一些學者在理想氨基酸的研究模型中也添加了精氨酸的比例,Kim等(2008)的研究提出妊娠后期母豬氨基酸模式為賴氨酸:蘇氨酸:纈氨酸:亮氨酸:精氨酸=100:71:66:95:98。此外,近年來,一些研究表明,妊娠期母豬飼糧添加1%的精氨酸有利于提高母豬的繁殖性能和泌乳性能(Gao等,2012),并提高了仔豬0~7 d 的日增重(Mateo等,2008)。
目前母豬的理想氨基酸模式主要是通過對內臟、胃腸道、肝臟、子宮、乳腺和胎兒氨基酸含量的加成來預估,飼糧中氨基酸通過了腸道、血液等器官組織的轉運、代謝,其濃度、比例跟這種加成的需要量、比例是否一致還需要更多的研究來佐證(張軍等,2017),且應用效果還需要進行比較驗證。本研究參考Kim等(2008)提出的氨基酸模型,并通過添加1%的精氨酸適當提高了精氨酸與賴氨酸含量的比值,且由于在玉米-豆粕型日糧中纈氨酸與賴氨酸的比值是高于Kim等(2008)提出的氨基酸模型中的100:66,為避免增加成本,本研究并未通過降低豆粕含量來調整纈氨酸與賴氨酸的比值,所以本研究采用的平衡氨基酸模式為賴氨酸:蘇氨酸:纈氨酸:亮氨酸:精氨酸=100:72:71:95:110(以SID計),通過比較其對圍產(chǎn)期母仔豬繁殖性能、免疫功能及抗氧化功能的影響,旨在為平衡氨基酸模式的應用以及母豬圍產(chǎn)期的營養(yǎng)策略提供參考。
1.1 試驗動物與試驗設計 選取胎次(第2胎)、體重[(150±15)kg]接近的妊娠 90 d 長大母豬 40頭,隨機分為2處理組,每個處理組20個重復,每個重復1頭。
1.2 試驗飼糧設計及飼養(yǎng)管理 基礎飼糧為玉米-豆粕型飼糧,參照美國NRC(2012)設計,試驗飼糧在基礎飼糧的基礎上通過添加晶體氨基酸調整氨基酸的比例(以SID計,Lys:Thr:Val:Leu:Arg=100:72:71:95:110),基礎飼糧及試驗飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。在試驗期內,對照組飼喂基礎飼糧,試驗組飼喂試驗飼糧。
表1 飼糧組成及營養(yǎng)水平(風干基礎)%
試驗期間,妊娠期內采用限位欄飼養(yǎng),產(chǎn)前2~3 d轉入產(chǎn)床,產(chǎn)床采用漏縫地板,設有仔豬保溫箱(內置電熱板)。每天08:00和15:00飼喂母豬,妊娠90日齡至產(chǎn)前2~3 d每頭母豬飼喂3.0 kg/d,產(chǎn)前2~3 d每頭母豬飼喂2.0 kg/d,分娩當天不喂料,分娩后第 1 ~ 3 天分別飼喂 1.0、2.0、3.0、4.0 kg,第4~7天每天飼喂4.0 kg,自由飲水。并嚴格按照豬場防疫和飼養(yǎng)管理制度進行操作。
表2 圍產(chǎn)期母豬飼糧中平衡氨基酸模式對母豬繁殖性能的影響
1.3 樣品采集
1.3.1 母仔豬血清采集 母豬分娩當天,采集每頭母豬所產(chǎn)9頭仔豬臍帶血,以初生時間相近的3頭仔豬臍帶血為一個檢測樣本,共采集3個樣本(每頭10 mL,每個樣本30 mL);并在母豬分娩過程中,經(jīng)耳緣靜脈采血10 mL。將收集到的血液樣品于常溫條件下靜置30 min,3500 r/min離心15 min,收集上清液即血清,將所收集到的血清分裝到1.5 mL離心管中,-20℃保存待分析。
1.3.2 母豬初乳采集 母豬分娩后2 h時,分別從前、中、后3個乳區(qū)部位的乳頭采集混合乳樣,每頭母豬采集初乳15 mL于滅菌的離心管中,-20℃保存待測;檢測前經(jīng)過12000 r/min離心10 min去除乳脂。
1.4 測定指標及方法
1.4.1 生產(chǎn)性能指標 產(chǎn)仔當天分別記錄每頭母豬的產(chǎn)仔數(shù)、產(chǎn)活仔數(shù)、產(chǎn)程(首個仔豬產(chǎn)出到胎衣排出的時間間隔),并稱量仔豬初生窩重并計算平均初生重,于產(chǎn)后第8天再次稱量仔豬窩重,并計算產(chǎn)后7 d仔豬平均日增重。
1.4.2 母豬血清及初乳、仔豬血清免疫指標 采用酶聯(lián)免疫吸附試驗法(ELISA)檢測母豬血清及初乳、初生仔豬血清中免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)的含量,試劑盒購自南京建成生物工程研究所,操作按說明書進行。
1.4.3 母仔豬血清抗氧化指標 按試劑盒說明測定母豬和仔豬血清總抗氧化能力(T-AOC)、總超氧化物歧化酶 (T-SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、過氧化氫酶(CAT)活性及還原型谷胱甘肽(GSH)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)和丙二醛(MDA)含量,試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。
1.5 統(tǒng)計分析 試驗數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2010初步整理后,運用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件的t檢驗法進行組間差異顯著性比較,以P<0.05為差異顯著,以0.05≤P<0.10作為有顯著趨勢,結果以“平均值±標準誤”表示。
2.1 母豬繁殖性能及仔豬生長性能 由表2可知,圍產(chǎn)期母豬飼糧采用平衡氨基酸模式對母豬產(chǎn)程、產(chǎn)仔數(shù)、產(chǎn)活仔數(shù)及仔豬初生窩重、仔豬平均初生重以及產(chǎn)后7 d仔豬平均日增重均無顯著影響(P>0.05)。相對于對照組,采用平衡氨基酸模式處理組母豬產(chǎn)程降低了4.63%,母豬的總產(chǎn)仔數(shù)、平均初生重分別提高了2.22%、2.03%。
2.2 母豬血清免疫指標 由表3可知,圍產(chǎn)期母豬飼糧采用平衡氨基酸模式有提高母豬血清IgG含量的趨勢(P=0.06),但對母豬血清IgA和IgM的含量無顯著影響(P>0.05)。相比于對照組,采用平衡氨基酸模式處理組母豬血清IgG含量提高了35%。
表3 圍產(chǎn)期母豬飼糧中平衡氨基酸模式對母豬血清免疫指標的影響mg/mL
2.3 母豬初乳免疫指標 由表4可知,圍產(chǎn)期母豬飼糧中采用平衡氨基酸模式對母豬初乳中IgG、IgA和IgM的含量均無顯著影響(P>0.05)。相比于對照組,采用平衡氨基酸模式處理組母豬血清IgG含量提高了24%。
表4 圍產(chǎn)期母豬飼糧中平衡氨基酸模式對母豬初乳免疫指標的影響mg/mL
2.4 仔豬臍帶血血清免疫指標 由表5可知,圍產(chǎn)期母豬飼糧中采用平衡氨基酸模式有提高新生仔豬血清IgG含量的趨勢(P=0.082),但對仔豬血清IgA和IgM的含量無顯著影響(P>0.05)。相比于對照組,采用平衡氨基酸模式處理組新生仔豬血清IgG含量提高了53.2%。
表5 圍產(chǎn)期母豬飼糧中平衡氨基酸模式對新生仔豬血清免疫指標的影響mg/mL
2.5 母豬血清抗氧化指標 由表6可知,圍產(chǎn)期母豬飼糧中采用平衡氨基酸模式能顯著提高母豬血清總超氧化物歧化酶 (T-SOD)的活性 (P<0.05),降低丙二醛(MAD)含量(P < 0.05),且有增加還原型谷胱甘肽(GSH)和降低氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量的趨勢(0.1> P > 0.05),相對于對照組,采用平衡氨基酸模式處理組仔豬臍帶血血清T-SOD活性和GSH的含量分別提高了10.6%和33.3%,丙二醛和氧化型谷胱甘肽分別降低了28.3%和15.5%,但對母豬血清中過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)的活性、總抗氧化能力(T-AOC)無顯著影響(P>0.05)。
2.6 仔豬臍帶血抗氧化指標 由表7可知,圍產(chǎn)期母豬飼糧中采用平衡氨基酸模式顯著提高了仔豬臍帶血血清T-SOD活性和GSH的含量 (P<0.05),但對仔豬血清中 CAT、T-AOC、GSH-Px 的活性和 MDA、GSSG的含量無顯著影響 (P>0.05)。相對于對照組,采用平衡氨基酸模式處理組仔豬臍帶血血清T-SOD活性和GSH的含量分別提高了17.5%和48.3%。
母豬妊娠后期胎兒的生長、乳腺的發(fā)育、初乳的形成和母豬的維持都需要大量的營養(yǎng)。作為妊娠期胎兒生長發(fā)育的關鍵限制因素的母體營養(yǎng)對胎兒的生長發(fā)育和存活率至關重要 (Wu等,1980),因此給母豬提供適宜的營養(yǎng),特別是適量的氨基酸,對胎兒的發(fā)育至關重要 (Wu等,1998)。本研究試驗結果顯示,圍產(chǎn)期(妊娠90 d到分娩后7 d)母豬飼糧采用平衡氨基酸模式對母豬產(chǎn)程、產(chǎn)仔數(shù)、產(chǎn)活仔數(shù)及仔豬初生窩重、仔豬平均初生重以及產(chǎn)后7 d仔豬平均日增重均無顯著影響,且相對于對照組,采用平衡氨基酸模式處理組母豬產(chǎn)程降低了4.63%,母豬的總產(chǎn)仔數(shù)、平均初生重分別提高了2.22%、2.03%。本研究采用的平衡氨基酸模式相比于對照飼糧,蘇氨酸、亮氨酸、精氨酸的比例分別提高了19.6%、4.5%和17.7%,其中精氨酸能促進妊娠母豬胎盤的生長和發(fā)育,增加母豬產(chǎn)仔數(shù)(Gao等,2012),提高母豬繁殖性能,同時增加后代哺乳仔豬體重(Mateo等,2007)。精氨酸可以通過調節(jié)細胞內蛋白質周轉和細胞增殖對胚胎發(fā)生、著床、血管形成,胎盤生長和發(fā)育以及胎兒生長發(fā)揮作用,從而影響妊娠母豬的繁殖性能(Wu 等,2013;劉星達等,2011)。 Gao等(2012)和 Mateo等(2007)研究表明,在母豬妊娠30~114 d添加1.0%的精氨酸,能顯著提高總產(chǎn)仔數(shù)、窩產(chǎn)活仔數(shù)、窩重以及仔豬初生重。這與本研究的結果有一定差異,主要可能因為妊娠母豬胎盤的生長和發(fā)育主要在妊娠前期,Li等(2014)的研究表明,妊娠14~25 d,添加0.4%~0.8%的L-精氨酸可以提高豬的胚胎存活率,而本研究添加精氨酸(采用平衡氨基酸模式)主要從妊娠后期開始的,說明妊娠后期精氨酸的添加對母豬的產(chǎn)仔數(shù)、產(chǎn)仔窩重等并沒有顯著影響。但一些研究也表明,妊娠后期精氨酸的添加(1%)有利于改善母豬尤其是初產(chǎn)母豬的泌乳性能,并提高哺乳仔豬第一周以及全期的增重(Mateo等,2008)。
表6 圍產(chǎn)期母豬飼糧中平衡氨基酸模式對母豬血清抗氧化指標的影響
表7 圍產(chǎn)期母豬飼糧中平衡氨基酸模式對新生仔豬血清抗氧化指標的影響
在分娩前后,母豬皮質醇和雌激素的劇烈波動,會導致機體免疫力降低(Mccauley等,1983),同時分娩導致的極度疲勞、劇烈疼痛和各種代謝紊亂,使機體抵抗力降低(劉永祥等,2015)。同時新生仔豬的免疫系統(tǒng)尚未發(fā)育,機體的免疫功能物質主要通過吸收初乳中的IgG來被動獲得(Rooke等,2003),而初乳的免疫球蛋白是母豬在啟動期通過乳腺屏障傳遞,受機體免疫功能的影響。所以,圍產(chǎn)期母豬的免疫功能不僅會影響自身的健康,對新生仔豬的健康也至關重要。本研究結果表明,圍產(chǎn)期母豬飼糧采用平衡氨基酸模式有提高母豬血清IgG含量的趨勢,相比于對照組提高了35%,但對母豬血清IgA和IgM的含量無顯著影響。在平衡氨基酸模式中,蘇氨酸、亮氨酸和精氨酸的添加量增加,而蘇氨酸在機體的免疫系統(tǒng)中具有重要作用。蘇氨酸是免疫球蛋白的重要組成成分,在飼糧中的添加能促進機體抗體和血漿IgG的生成,增加免疫器官的重量(張鵬,2010;胡家澄等,2008)。 Cuaron 等(1984)研究表明,通過補充蘇氨酸可以緩解母豬血漿IgG的減少,且對妊娠母豬而言,蘇氨酸可能是生產(chǎn)特定蛋白IgG的第一個限制氨基酸。這與本研究中得到的血清IgG的結果具有一致性,此外Hsu等(2001)也得到了類似的結果,他們的研究還表明低蛋白質日糧(8%CP)中添加蘇氨酸能顯著提高初乳和常乳中IgG的含量,在本研究中平衡氨基酸模式雖然提高了初乳和仔豬血清中IgG的含量,但差異并不顯著,可能的原因是,低蛋白質日糧中蘇氨酸的含量缺乏,蘇氨酸的補充添加具有顯著的效果。
圍產(chǎn)期母豬由于胎兒生長和乳腺發(fā)育速度加快(Kim等,2009),機體營養(yǎng)物質代謝加快,自由基的產(chǎn)生增加(Myatt等,2004),其機體代謝產(chǎn)生氧化應激水平要高于妊娠前期(Berchieri-Ronchi等,2011),所以圍產(chǎn)期母豬的抗氧化功能是機體健康狀況的重要反映指標。本研究結果表明,圍產(chǎn)期母豬飼糧中采用平衡氨基酸模式能顯著提高母豬血清總超氧化物歧化酶(T-SOD)的活性,降低丙二醛(MAD)含量,且有增加還原型谷胱甘肽(GSH)和降低氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量的趨勢,同時平衡氨基酸模式顯著提高了仔豬臍帶血血清T-SOD活性和GSH的含量。在仔豬出生前,母仔豬之間的營養(yǎng)以及生物活性物質的傳遞是通過胎盤(Campos等,2012),母豬血清的部分抗氧化功能的提高可以通過胎盤屏障傳遞至新生仔豬(肖俊峰等,2017)。而本研究中,平衡氨基酸模式對母仔豬抗氧化功能的提高,可能與氨基酸的抗氧化功能有關,不同氨基酸的抗氧化活性有著一定的差異,其中半胱氨酸、甲硫氨酸等具有較強的抗氧化活性(顧龍建,2013),精氨酸、亮氨酸也具有一定的抗氧化活性。精氨酸可通過多種途徑增強仔豬和肥豬的體內抗氧化能力 (吳琛等,2012;鄭萍,2010),亮氨酸能夠增強仔豬肝臟及胰腺組織中GSH含量、SOD和GPx酶活力及其mRNA的表達(蘇偉鵬等,2016),但在母豬中的研究鮮見報道,其影響機制還需要進一步研究。
圍產(chǎn)期母豬飼糧中采用平衡氨基酸模式 (賴氨酸:蘇氨酸:纈氨酸:亮氨酸:精氨酸=100:72:71:95:110)對母豬的繁殖性能和免疫功能無顯著影響,但在一定程度上能提高母仔豬的抗氧化功能。