【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?；A(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)模化豬場(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試劑盒購自南京建成生物工程研究所，eNOS ELISA試劑盒購自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，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可以通過激活CPS-I的活性，為鳥氨酸向瓜氨酸轉(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增加腸道氨甲酰磷酸和鳥氨酸的可用量來實(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?？赡苁沁m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)來看，各NCG組降低了BUN含量，說明添加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％。