2. 福建光华百斯特生态农牧发展有限公司, 福州 350003
, LIU Ya-xuan2, FANG Gui-you1, MIAO Fu-rong1, LIU Jing1, YE Ding-cheng1, LI Zhong-rong1, LIN Chang-guang1
2. Fujian Guanghua Best Eco-agriculture Development Co. Ltd., Fuzhou 350003, China
有些规模化猪场后备母猪不发情或发情推迟的比例高达20%~30%[1]，给养猪业带来巨大的经济损失。后备母猪初情期启动意味着母猪繁殖周期的开始，初情日龄较早有利于提高母猪的繁殖性能[2]。国内规模猪场后备母猪的初情期差异较大，一般在160~240日龄，初情率较低，进入配种环节的淘汰率较高[3]。据报道，母猪的情期启动与其营养水平存在密切关系，氨基酸作为内分泌激素释放调节剂，可促进胰岛素(INS)及胰岛素样生长因子Ⅰ(IGF-Ⅰ)的合成分泌，并影响后备母猪的生长发育和初情期启动[4]。H.Yang等[5]研究显示，改变母猪蛋白质摄入水平可引起卵泡液成分变化，进而影响卵母细胞质量和随后的发情启动[5]，肖正中[6]研究表明，增加饲粮蛋白质(氨基酸)水平，能显著提高后备母猪血清促黄体素(LH)和雌二醇(E2)浓度，J.L.Patterson等[7]研究表明，后备母猪机体瘦肉沉积量与初情日龄存在显著负相关关系，可见，蛋白质(氨基酸)营养调控对母猪情期启动有一定的影响。近年来，随着理想蛋白质和可消化氨基酸技术的进步，使评价氨基酸营养需要更具有可加性和精准性，并为猪饲粮氨基酸研究提供大量基础性资料[8]。目前有关饲粮氨基酸水平对后备母猪机体代谢情况和繁殖性能影响的研究仍然鲜有报道。本试验旨在低蛋白质氨基酸平衡饲粮的基础上研究不同氨基酸水平对后备母猪初情日龄、血液代谢产物、代谢激素和生殖激素的影响，探讨氨基酸影响后备母猪繁殖性能的可能机理，为后备母猪氨基酸营养调控技术提供参考。
1 村料与方法 1.1 试验设计与试验饲粮试验分成2个阶段(70~100 kg阶段和100~125 kg阶段)，每个阶段均设置4个处理组，每组4个重复，分别饲喂4种不同氨基酸水平的低蛋白质饲粮。70~100 kg阶段基础饲粮粗蛋白质(CP)设定为14.0%，DLys分别为0.61%(组1)、0.66%(组2)、0.71%(组3)和0.76%(组4)，100~125 kg阶段基础饲粮CP设定为13.5%，DLys分别为0.55%(组1)、0.60%(组2)、0.65%(组3)和0.70%(组4)。依据NRC(1998)[9]的营养需要推荐量和饲料原料氨基酸真可消化率数据库配制玉米-豆粕型基础饲粮，在此基础上添加合成的赖氨酸(Lys)、蛋氨酸(Met)、苏氨酸(Thr)和色氨酸(Trp)，使得饲粮DLys水平达到试验设计值，可消化赖氨酸与可消化蛋氨酸+可消化胱氨酸、可消化苏氨酸、可消化色氨酸的比值符合J.D.Hahn等[10]建议的氨基酸平衡模式(100:60:65:18)。同一个阶段各处理组间的饲粮等能(70~100 kg阶段13.35 MJ(kg-1 DE和100~125 kg阶段13.03 MJ(kg-1 DE)、等氨基酸平衡模式。试验饲粮组成和营养水平见表 1。
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表 1 饲粮组成与营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of basal diets (air-dry basis) |
试验于2016年9月-12月在福建尤溪光华百斯特生态农牧发展有限公司种猪场进行。选择(170±7)日龄、体貌相近、平均初始体重为(69.01±3.43)kg的长大(大白♀×长白♂)后备母猪96头，依据体重相近的原则分成4个组，每组4个重复(栏)，每个栏6头猪，试验时间65 d(其中70~100 kg阶段30 d，100~125 kg阶段35 d)。后备母猪采取小群饲养，70~100 kg阶段采食粉料，分别在每日7:30、14:00和19:00各饲喂1次，饲喂量以每次猪采食30 min后料槽内略有余料为标准，100~125 kg阶段根据母猪体况进行适当限量饲喂。猪群管理和防疫工作根据种猪场日常操作规程统一实施。
1.3 样品采集饲料样品：在配制试验料时，以处理组为单位从每个包装袋各取150 g饲料，混匀后按照四分法收集饲料样品，冷藏保存待测。每种试验料分别取2个样品，表 1中饲粮CP、Lys、Met+Cys、Thr含量为2个样品测定值的平均值。
血清样品：试验结束时，每个重复抽取2头母猪，每头猪前腔静脉采集血液约10 mL，分离的血清样品于-20 ℃贮存，待测血清代谢产物、代谢激素和生殖激素。
1.4 测定指标及方法 1.4.1 采食量测定以栏为单位统计喂料量，分别计算2个阶段的平均日采食量(ADFI)和平均DLys日摄入量，平均DLys日摄入量=ADFI×饲粮DLys含量。
1.4.2 背膘厚后备猪体重约125 kg时，在左侧最后肋骨处距离背中线6.5 cm处测定，仪器为背膘测定仪(亚卫畜牧广州新技术有限公司，亚卫8800)。
1.4.3 发情率后备母猪体重达80 kg后，每天6:30-7:00和14:00-14:30观察母猪发情状况。发情率系指发情母猪头数占母猪总头数的比例，其统计时间为猪群内出现发情后的1个月，统计发情日龄。
1.4.4 饲料CP和氨基酸饲料CP参照GB/5009.5-2010[11]提供的方法，采用全自动凯氏定氮仪(丹麦福斯公司，Kjeltec TM-8400)测定。饲料氨基酸采用氨基酸自动分析仪(日本日立公司，L-8800)测定。
1.4.5 血清指标血清甘油三酯(TG)采用甘油三酯酶法测定、血清葡萄糖(GLU)采用葡萄糖氧化酶法测定，仪器为酶标仪(美国赛默飞世尔科技公司，Multiskan-3)。血清胰岛素(INS)、胰岛素生长因子Ⅰ(IGF-Ⅰ)、促卵泡素(FSH)、促黄体素(LH)和雌二醇(E2)采用ELISA方法测定，仪器为美国Biotek公司ELX800型酶标仪，试剂盒均购自南京建成科技有限公司。血清游离氨基酸(Lys、Met和Thr)采用日本日立公司L-8800氨基酸自动分析仪测定。
1.5 数据分析用Excel软件对数据先行统计处理，再用SPSS 13.0统计软件进行方差分析，采用Duncan氏法对差异显著的数据进行多重比较，试验结果均以“平均值±标准差”表示。
2 结果 2.1 饲粮氨基酸水平对后备母猪背膘厚、初情日龄和发情率的影响由表 2可知，饲粮氨基酸水平对后备母猪平均日采食量无显著影响(P > 0.05)；饲粮氨基酸水平对后备母猪体成分有一定的影响，随着饲粮DLys水平的升高, 后备母猪背膘厚和发情率均呈现先升高后降低的趋势(P > 0.05)，初情日龄呈现先降低后升高的趋势，初情日龄组3比组4显著提前(P < 0.05)。
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表 2 饲粮DLys水平对后备母猪背膘厚、发情日龄和发情率的影响 Table 2 Effects of dietary DLys levels on back fat thickness, age of puberty and estrus ratio of gilts |
由表 3可知，后备母猪血清TG、GLU浓度各组间差异不显著(P > 0.05)；血清Lys浓度随着饲粮DLys水平的升高而升高，组3和组4显著高于组1和组2(P < 0.05)，血清Met、Thr浓度组3均低于组2和组4，但各组间差异不显著(P > 0.05)；血清胰岛素浓度呈现随着饲粮DLys水平的升高先升高后降低的变化趋势，以组3最高(38.50 mIU·L-1)，显著高于组1(P < 0.05)，其余各组间差异不显著(P > 0.05)；血清IGF-Ⅰ浓度呈现随着饲粮DLys水平的升高先升高后降低的变化趋势，各组间差异不显著(P > 0.05)。
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表 3 饲粮DLys水平对后备母猪血清代谢产物和代谢激素的影响 Table 3 Effects of dietary DLys levels on serum metabolites and metabolic hormones of gilts |
由表 4可知，后备母猪血清FSH浓度各组间差异不显著(P > 0.05)，血清LH和E2浓度呈现随着饲粮DLys水平的升高先升高后降低的变化趋势，以组3最高，但各组间差异不显著(P > 0.05)。
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表 4 饲粮DLys水平对后备母猪血清生殖激素的影响 Table 4 Effects of dietary DLys levels on serum reproductive hormones of gilts |
本试验结果表明，随着饲粮DLys水平的升高后备母猪背膘厚和发情率均呈现先升高后降低的趋势，发情日龄呈现先降低后升高的趋势，这与汪超等[12]的研究结果相同，后者报道饲粮Lys水平对荣昌后备母猪背膘厚和发情率无显著影响。有研究发现，饲喂低饲粮蛋白质水平(10%CP vs.14%CP)推迟后备母猪初情日龄18.7 d[13]。宋洁[14]的研究认为，饲粮蛋白质限饲会阻碍雌性大鼠卵泡发育，延迟初情日龄。K.Narita等[15]给大鼠饲喂必需氨基酸的缺乏饲粮引起卵巢重量降低，发情停止，血液和卵巢中必需氨基酸含量均显著降低。本试验结果显示饲粮DLys水平影响后备母猪初情日龄，其中组3母猪初情日龄提早7.49~9.55 d，这个结果与上述报道相近，说明饲粮氨基酸水平对后备母猪初情启动存在一定的影响。
3.2 饲粮氨基酸水平对后备母猪血清代谢产物、代谢激素和生殖激素的影响血清代谢产物在一定程度上反映动物机体代谢情况，血清TG、GLU是反映机体能量代谢的重要指标之一。本试验显示，饲粮氨基酸水平对血清TG、GLU浓度影响差异不显著，这个结果与J.B.Ren等[16]、曾佩玲等[17]的研究结果相一致，主要原因是饲粮氨基酸不是调控血糖浓度的主要因素。血清游离氨基酸浓度通常与饲粮中相应氨基酸含量一致，有研究发现增加饲粮中某种氨基酸含量会升高血清中相应氨基酸的浓度[18]，而D.Deng等[19]报道，随着饲粮氨基酸平衡性的增加，猪血清游离氨基酸浓度呈下降趋势。李雪玲等[20]研究表明，开食料中Lys、Met、Thr和Trp对断奶羔羊生长性能、氯利用率和血清指标产生影响。本试验结果表明，血清Lys浓度随着饲粮DLys水平的增加显著升高，而血清Met、Thr浓度组3均低于组2和组4，说明组3饲粮必需氨基酸的平衡性相对较好。
Lys除了作为底物参与蛋白质生物合成外，还作为内分泌激素释放调节剂，促进INS和IGF-Ⅰ的合成分泌[21]。H.Yang等[22]的研究结果表明，随着饲粮Lys摄入增加，血清INS浓度出现明显上升，而J.B.Ren等[16]的研究发现，不同饲粮Lys不影响生长猪血浆INS、IGF-Ⅰ、生长激素(GH)浓度。本试验结果表明，血清INS、IGF-Ⅰ浓度呈现随着饲粮DLys水平的升高先升高后降低的变化趋势，血清INS浓度组3显著高于组1，结果与H.Yang等[22]的报道相一致，说明饲粮Lys对IGF-Ⅰ和INS的分泌有一定促进作用，且与饲粮的氨基酸平衡性有关，管武太[23]认为平衡饲粮氨基酸能促进胰岛素的分泌，这也能说明组3饲粮必需氨基酸的平衡性相对较好。
后备母猪生殖激素水平反映其生殖系统的发育情况，后备母猪在初情期前的早期血清LH和FSH浓度较低，临近初情期血清LH和FSH浓度逐渐升高，发情当日处于高峰[24]。肖正中[7]研究认为，桂科后备母猪初情期前的LH和E2浓度随饲粮蛋白质水平的升高而升高，在低蛋白水平时血液中未检测到LH。M.D.Tokach等[25]报道，母猪哺乳期的能量和蛋白质水平影响血清LH浓度，在低能量水平下，增加Lys含量对血清LH无影响，提高能量水平，赖氨酸会增加血清中LH分泌，缩短情期间隔。D.B.Jones等[26]试验亦表明，泌乳母猪摄入低氨基酸(CP为8.56%)饲粮，体内LH分泌和脉冲频率受到影响，断奶再发情间隔时间延长。本试验结果表明，后备母猪血清LH和E2浓度有随着饲粮DLys水平的升高先升高后降低的变化趋势，与上述研究结果相似，说明饲粮氨基酸水平对后备母猪血清LH和E2的分泌有一定影响。
3.3 饲粮氨基酸营养调控与后备母猪初情期启动的关系营养是动物繁殖活动的物质基础，营养与繁殖的关系较为复杂。当机体摄入浓度适宜且平衡的氨基酸时，能促进代谢激素IGF-Ⅰ、INS的合成分泌[22-23]，已有研究揭示，IGF-Ⅰ作为化学信号可穿过血脑屏障与下丘脑Kisspeptin神经元表达的IGF-Ⅰ受体结合[27]，通过kisspeptin及其受体GPR54系统调控下丘脑促性腺激素释放激素(GnRH)的脉冲分泌[28]，经由下丘脑－垂体－性腺(HPG)轴刺激垂体前叶分泌LH，LH诱导卵巢排卵及分泌E2[29]，启动后备母猪初情期。分析本试验结果，当后备母猪摄入适宜DLys水平的低蛋白质氨基酸平衡饲粮时，血清代谢激素(INS，IGF-Ⅰ)和生殖激素(LH、E2)浓度出现相应的峰值，后备母猪较早出现初情启动，这个结果说明了饲粮氨基酸对后备母猪初情期启动的调控首先是引起血液代谢激素浓度的改变，代谢激素INS、IGF-Ⅰ经由相应路径激活GnRH的释放，并通过HPG轴刺激LH和E2的分泌，这与吴德等[4]提出的营养是通过改变代谢激素分泌来影响母猪情期启动的调控途径相符合。
4 结论在理想氨基酸模式(可消化赖氨酸与可消化蛋氨酸+胱氨酸、可消化苏氨酸、可消化色氨酸的比值为100:60:65:18)下，长大后备母猪70~100 kg阶段DLys摄入量为17.82 g·d-1(饲粮DLys水平为0.71%)，100~125 kg阶段DLys摄入量为17.29 g·d-1(饲粮DLys水平为0.65%)时，有利于提高后备母猪血清代谢激素胰岛素、IGF-Ⅰ和生殖激素LH、E2的浓度，缩短初情期日龄，提高发情率。
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