【NCG技術(shù)】妊娠后期日糧中添加不同水平N一氨甲酰谷氨酸對(duì)母豬繁殖性能的影響

2017-08-23 亞太興牧

版權(quán)說(shuō)明

本文摘自《畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào)》2011年第11期，作者劉星達(dá)，昊 信，印遇龍等，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

摘要

本試驗(yàn)研究了日糧中添加不同水平N一氨甲酰谷氨酸(N-carbamylglutamate，NCG)對(duì)妊娠后期母豬繁殖性能的影響，并對(duì)其作用機(jī)理進(jìn)行初步探討。選用妊娠80 d的長(zhǎng)大母豬32頭。隨機(jī)分成4組(對(duì)照組和試驗(yàn)組1、2、3)，每組8個(gè)重復(fù)。對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)日糧，試驗(yàn)組在基礎(chǔ)日糧中分別添加0.04％、0.08％、0.12％NCG。母豬妊娠第110天采血分離血漿用于測(cè)定血漿游離氨基酸、NO、NOS、激索含量和血液生化指標(biāo)。結(jié)果表明，母豬妊娠后期日糧中添加0.08％NCG比空白對(duì)照組窩產(chǎn)活仔數(shù)提高11.75％(10.75 vs. 9.62，0.05<P<0.1)，窩產(chǎn)活仔總質(zhì)量提高13.23％(16.52 kg vs.14.59 kg。P<0.05)，窩產(chǎn)死胎數(shù)降低57.14％(0.75 vs 1.75，P<0.05)，降低了血漿尿素氮含量(P<0.05)，同時(shí)提高了血漿精氨酸、NO、生長(zhǎng)激素、鋅離子濃度(P<0.05)。日糧中添加0.04％和0.12％NCG也改善了母豬部分繁殖性能。上述結(jié)果表明，母豬妊娠后期日糧中添加NCG提高了母豬的繁殖性能，其作用機(jī)制可能是NCG有效提高了母豬內(nèi)源精氨酸的合成，改善了母豬子宮內(nèi)環(huán)境和胎豬營(yíng)養(yǎng)供給，保證了胎豬的存活和生長(zhǎng)。

前言

現(xiàn)代高產(chǎn)母豬可以排出20～30個(gè)卵細(xì)胞，因?yàn)楫a(chǎn)前損失高，到最后只有9～15頭仔豬產(chǎn)出。妊娠期胚胎死亡率高已成為養(yǎng)豬生產(chǎn)中提高母豬繁殖效率的主要限制因素之一。研究發(fā)現(xiàn)，精氨酸在調(diào)控母豬繁殖性能方面具有重要的作用。母豬妊娠第30~114天間，在日糧中添加1.0％的精氨酸鹽酸鹽可使產(chǎn)活仔數(shù)增加2頭和初生窩質(zhì)量提高24％。Ramaekers等研究證實(shí)，精氨酸能刺激孕體的發(fā)育，從而提高胎盤效率，增加仔豬出生窩仔數(shù)和窩活仔數(shù)；Hazeleger等研究了精氨酸對(duì)胎盤和胎兒的影響，發(fā)現(xiàn)在妊娠第35天日糧中添加精氨酸提高了活胎數(shù)、促進(jìn)了胎盤發(fā)育和血管化分?jǐn)?shù)。但是外源精氨酸添加量大，添加成本高，目前在實(shí)際生產(chǎn)中難以推廣使用。N-氨甲酰谷氨酸(N-carbamylglutamate，NCG)是尿素循環(huán)中鳥(niǎo)氨酸生成瓜氨酸的中間體NAG(N-乙酰谷氨酸)的類似物，NCG可以激活尿素循環(huán)中的第一個(gè)酶CPS-I(氨基甲酰磷酸合成酶-I，也是在腸上皮細(xì)胞合成精氨酸過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵酶)。因此，NCG可能是一種能有效地提高內(nèi)源性精氨酸合成與供給的物質(zhì)。

本試驗(yàn)通過(guò)分析在母豬妊娠后期日糧中添加NCG對(duì)母豬產(chǎn)仔數(shù)、初生窩質(zhì)量等指標(biāo)的影響，以及對(duì)母豬血漿游離氨基酸濃度、血液生化指標(biāo)、一氧化氮(NO)、內(nèi)皮型一氧化氮酶 (e NOS)、誘導(dǎo)型一氧化氮酶(iNOS)和激素的影響，初步探討NCG對(duì)母豬繁殖性能的影響及其作用機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)選用體質(zhì)量、胎次、年齡、上胎產(chǎn)仔成績(jī)相近的懷孕80 d的健康長(zhǎng)大母豬32頭，隨機(jī)分組，試驗(yàn)組1、2、3和空白對(duì)照組，每組8個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1頭豬。基礎(chǔ)日糧參照NRC(1998)配制(表1)?？瞻讓?duì)照組飼喂基礎(chǔ)日糧，試驗(yàn)組在基礎(chǔ)日糧中分別添加 0.04％、 0.08％、 0.12％ NCG。試驗(yàn)所用NCG由長(zhǎng)沙現(xiàn)龍生物科技有限公司提供。

1.2 飼養(yǎng)管理

試豬水泥地面、定位欄單欄飼養(yǎng)，每天08：00和16：00喂料，每頭2.2kg·d～，根據(jù)母豬體況稍微增減，自由飲水。試豬于預(yù)產(chǎn)期前l(fā)周轉(zhuǎn)入鑄鐵高床漏縫地板的產(chǎn)房飼養(yǎng)，產(chǎn)前3d逐漸減料。病豬及時(shí)治療，難產(chǎn)母豬人工助產(chǎn)。仔豬出生后斷尾、剪牙，稱重。消毒、免疫等其他管理程序按規(guī)?；i場(chǎng)規(guī)章進(jìn)行。

試驗(yàn)于農(nóng)業(yè)部良種豬擴(kuò)繁示范基地廣田集團(tuán)牧源公司路口豬場(chǎng)進(jìn)行。

1.3 樣品采集與分析

母豬懷孕第110天，上午飼喂2h后耳緣靜脈采血10mL，置于有肝素的離心管內(nèi)輕輕混勻，靜置20min后3000r·min叫離心15min后分離血漿樣品，-20℃保存?zhèn)溆谩?

樣品用L8800氨基酸自動(dòng)分析儀測(cè)定游離氨基酸濃度；比色法測(cè)定NO、iNOS活力，酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)測(cè)定eNOS活力，N0和iNOS試劑盒購(gòu)自南京建成生物工程研究所，eNOS ELISA試劑盒購(gòu)自R&D公司；放射免疫法測(cè)定激素含量，放射免疫試劑盒購(gòu)自天津九鼎醫(yī)學(xué)生物工程有限公司；Cx4型全自動(dòng)生化分析儀測(cè)定生化指標(biāo)。各操作嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行。

仔豬出生后，記錄產(chǎn)仔數(shù)、活仔數(shù)、死胎數(shù)、仔豬初生體質(zhì)量，計(jì)算初生窩質(zhì)量、活仔初生窩質(zhì)量等指標(biāo)。

表1基礎(chǔ)日糧組成和營(yíng)養(yǎng)水平

’.預(yù)混料為每千克日糧提供：鐵80 nag，錳45 mg，鋅100 mg，銅20 mg，碘0.70 mg，硒0.25 mg。VA 10 000 IU，VD3 2 500IU，VE 100 IU，VK 10 IU，V島10 mg，VB5 1 mg，VBl2 50 v.g，生物素80 pg，葉酸5 mg，氯化膽堿1 500 mg。

^一.營(yíng)養(yǎng)水平為計(jì)算值

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用EXCEL2003初步整理后，用SPSSl6.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析和DUNCAN氏多重比較，統(tǒng)計(jì)顯著性水平為P<0.05。

2 結(jié)果

2.1 產(chǎn)仔性能 

母豬產(chǎn)仔性能見(jiàn)表2。0.08％NCG組與對(duì)照組相比窩產(chǎn)活仔頭數(shù)提高了11.75 ％ (10.75 VS 9.62，0.05<P<0.1)，窩產(chǎn)活仔初生總質(zhì)量提高了13.23 ％ (16.52 kg VS.14.59 kg，P<0.05)，窩產(chǎn)死胎數(shù)降低了57.14％ (P<0.05)；0.12％ NCG組與對(duì)照組相比提高了窩產(chǎn)活仔初生總質(zhì)量( P <0.05)，有降低窩產(chǎn)死胎數(shù)的趨勢(shì)( O.05 < P < 0.01 )。

同行肩標(biāo)不同字母表示差異顯著（P < 0.05 ），下表同。

2.2 血漿氨基酸濃度

NCG對(duì)母豬血漿氨基酸濃度的影響見(jiàn)表3。0.08％ 和 0.12％ NCG組顯著提高了血漿精氨酸濃度(P<0.05)。添加NCG的各組均顯著降低了天冬氨酸(Asp)的濃度(P<0.05)，0.04％ 和 0.08％ NCG組相對(duì)于對(duì)照組都降低了谷氨酸(Glu)的濃度(P<0.05)。0.04％ 和 0.12％ NCG組相對(duì)于對(duì)照組顯著降低了脯氨酸(Pro)的濃度(P<0.05)。

2.3 血漿NO濃度和NOS活力

NCG對(duì)母豬血漿N0、eNOS和iNOS的影響見(jiàn)表4。日糧中添加NCG顯著提高了母豬血漿中NO的含量(P<0.05)，0.08％NCG組相對(duì)于對(duì)照組和0.04％NCG組有提高eNOS活力的趨勢(shì)(0.05<P<0.1)。

2.4 血漿激素含量

由表5可知，0.08％NCG 組相對(duì)于對(duì)照組和0.12 ％NCG 組提高了生長(zhǎng)激素(GH)的含量 ( P<0.05 )，0.08％ NCG 組相對(duì)于對(duì)照組和 0.04 ％ NCG組提高了催乳素 (HPL) 的含量(P<0.05)。

2.5 部分血液生化指標(biāo) 

由表6可知，日糧中添加NCG對(duì)母豬血液生化指標(biāo)基本無(wú)影響。添加NCG各組都顯著降低了尿素氮 (BUN) 的濃度 (P<0.05)，0.08％ NCG組相對(duì)于對(duì)照組提高了磷和鋅的含量(P<0.05)，同時(shí)0.12％NCG組相對(duì)于對(duì)照組有提高鋅含量的趨勢(shì)(0.05<P<0.1)。

3 討論

精氨酸在體內(nèi)主要參與鳥(niǎo)氨酸循環(huán)。而體內(nèi)精氨酸和瓜氨酸合成前體主要是谷氨酸、谷氨酸鹽和脯氨酸。谷氨酸和谷氨酸鹽在5-羧基-吡咯磷合成酶(P5CS)的作用下生成5-羧基-吡咯磷(P5C)，脯氨酸在脯氨酸氧化酶(POX)的作用下亦可生成P5C，P5C在POX的作用下生成鳥(niǎo)氨酸(Orn)，Orn與氨甲酰磷酸合成酶-I(CPS-I)催化合成的氨甲酰磷酸(CP)反應(yīng)生成瓜氨酸(Cit)，瓜氨酸進(jìn)一步反應(yīng)生成精氨酸。由此可見(jiàn)，P5CS和CPS-I在豬內(nèi)源性精氨酸合成中起到非常重要的作用。

NCG是NAG的一種穩(wěn)定的代謝類似物，其可以激活腸內(nèi)的P5CS，從而促進(jìn)谷氨酸和谷氨酸鹽向P5C轉(zhuǎn)化，此外，NCG可以通過(guò)激活CPS-I的活性，為鳥(niǎo)氨酸向瓜氨酸轉(zhuǎn)化提供足夠的CP。因此，NCG促進(jìn)腸道瓜氨酸和精氨酸的合成主要是通過(guò)增加腸道氨甲酰磷酸和鳥(niǎo)氨酸的可用量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。與王睜等報(bào)道一致，本試驗(yàn)中添加0.08％和0.12％NCG提高了母豬血漿精氨酸含量，這可能就是通過(guò)上述途徑完成的。

精氨酸是合成NO和多胺的共同底物。NO是一個(gè)重要的內(nèi)皮源性舒張因子，在調(diào)控胎盤一胎兒間的血流中發(fā)揮著重要的作用，因而對(duì)母體向胎兒的養(yǎng)分和氧氣的轉(zhuǎn)運(yùn)也起著重要的調(diào)控作用。同樣，多胺可以調(diào)控DNA和蛋白質(zhì)的合成，因此也能調(diào)控細(xì)胞的增殖和分化。越來(lái)越多的證據(jù)表明NO和多胺不但是胎盤血管生成和胚胎發(fā)育的重要調(diào)控因子，而且也是胎盤和胎兒生長(zhǎng)的重要調(diào)控因子。也有資料顯示，豬母體營(yíng)養(yǎng)不良會(huì)導(dǎo)致孕體精氨酸水平降低、胎盤和子宮內(nèi)膜的NO合成酶下降，以及胎盤和胎兒的生長(zhǎng)受到損害。母豬血漿精氨酸含量提高了，NO含量也得到了相應(yīng)的提高。可能是適量的血漿NO含量保證了胎兒養(yǎng)分與氧氣的供給，保證了胎兒的存活與生長(zhǎng)，因而母豬產(chǎn)活仔數(shù)得到了提高。本試驗(yàn)結(jié)果表明，日糧中添加NCG提高了母豬血漿NO含量，提高了窩產(chǎn)活仔總質(zhì)量、降低了窩產(chǎn)死胎數(shù)，這可能與NCG內(nèi)源生成精氨酸以及精氨酸代謝產(chǎn)物N0和多胺有關(guān)。Liu等研究表明，NCG可能通過(guò)miero RNAs (miR-15b，miR-222)調(diào)控了NOS和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子等的活性，與本試驗(yàn)結(jié)果一致。

Mateo等直接在母豬日糧中添加1.0％精氨酸鹽提高了母豬血漿精氨酸、脯氨酸和鳥(niǎo)氨酸的含量，降低了谷氨酸的含量。本試驗(yàn)添加0.08％和0.12％NCG提高了母豬血漿精氨酸含量，但是降低了天冬氨酸、谷氨酸和脯氨酸含量，這與NCG是尿素循環(huán)中鳥(niǎo)氨酸生成瓜氨酸的中間體NAG的類似物，能夠激活尿素循環(huán)中的第一個(gè)酶CPS-I(也是在腸上皮細(xì)胞合成精氨酸過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵的酶)是相符的。日糧中添加NCG可能與直接添加精氨酸或者精氨酸鹽稍有不同，NCG可能促進(jìn)脯氨酸、谷氨酸和天冬氨酸合成為精氨酸。

同時(shí)，精氨酸也是一種激素促分泌素。孕酮和雌激素等的含量及其變化對(duì)于母豬妊娠的維持以及分娩發(fā)動(dòng)至關(guān)重要。本試驗(yàn)中NCG對(duì)母豬血漿中孕酮和雌激素等含量基本無(wú)影響，從而保證了妊娠的維持和胚胎環(huán)境的穩(wěn)定。血漿中生長(zhǎng)激素的增高促進(jìn)了胎兒的生長(zhǎng)，而催乳素的增高有可能有促進(jìn)母豬乳房發(fā)育的功能。

從本試驗(yàn)所檢測(cè)的血液生化指標(biāo)來(lái)看，各NCG組降低了BUN含量，說(shuō)明添加NCG提高了母豬利用飼料中的氨基酸的效率，與Mateo等的報(bào)道基本一致；而升高的鋅離子、磷離子含量有可能與精氨酸生成多胺促進(jìn)DNA和蛋白質(zhì)的合成有關(guān)。

4 結(jié)論

妊娠后期母豬日糧中添加NCG有效地促進(jìn)了母豬內(nèi)源性精氨酸的合成，提高了血漿精氨酸含量，進(jìn)而保障了胎盤的營(yíng)養(yǎng)供給和母豬子宮內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，保證胎兒的存活和生長(zhǎng)，從而提高了母豬產(chǎn)活仔數(shù)。綜合各項(xiàng)指標(biāo)，NCG在妊娠后期母豬日糧中的適宜添加量為0.08％。