不同能量和蛋白質水平飼糧交替飼喂對妊娠母豬繁殖性能、血漿激素含量及抗氧化指標的影響

張正敏 蘆春蓮 李 尚 曹洪戰 趙玉萍 李 佳

(河北農業大學動物科技學院，保定071001)

隨著動物飼養標準朝著精準化、動態化改進，動物各個生理階段需要不同飼糧配方，為了達到這個目的需要精確了解動物機體的生物節律。地球上大部分動物的生理節律分為2個部分：一部分是活動期，另一部分是睡眠期。活動期間主要以活動和采食為主，睡眠期間主要以睡眠和禁食為主，活動/采食和睡覺/禁食運行24 h形成晝夜節律[1-2]。哺乳動物機體的體溫、血壓、激素、機體氧化等都隨著白天和黑夜的交替而發生變化，呈現出特有的晝夜節律[3]。生物節律影響機體能量代謝，即1 d采食相同能量，營養代謝受采食時間的影響[4]。Gao等[5]早、晚采用不同鈣量交替飼喂母豬，研究表明每天攝入相同鈣量，與對照組相比，早高晚低組母豬血清總甘油三酯(TG)和臍帶血高密度脂蛋白(HDL)含量顯著提高。動物機體的消化代謝是一個十分復雜的動態變化過程。研究表明，小鼠夜晚是活動期，夜晚開始活動時，體內糖原儲備較少對碳水化合物的需求增加，早晨活動期結束后，對蛋白質和碳水化合物的攝取多于脂肪，生物節律在睡眠期時營養需求偏向于脂肪的攝取，進入活動期偏向于對糖原的攝取[6-7]。

精準飼喂需要精確了解動物機體的生物節律，在適宜的飼糧營養條件下，一定程度上可以提高飼料轉化率、改善畜產品品質、提高畜牧生產經濟效益。目前，國外關于生物節律對飼糧營養水平的影響在小鼠中研究較為廣泛，關于生物節律影響飼糧營養水平在豬上的研究相對較少。因此，本試驗擬通過不同能量和蛋白質水平飼糧交替飼喂，研究其對妊娠母豬繁殖性能、血漿激素含量及抗氧化指標的影響，旨在為動態飼喂模式對妊娠母豬繁殖性能的研究積累資料，為精準飼喂提供可靠參考數據。

1 材料與方法

1.1 試驗動物與飼養管理

試驗豬來自中國內蒙古自治區某種豬場。選取2胎、體重相近的加系大白母豬48頭，隨機分為3組，每組16個重復，每個重復1頭母豬，單欄飼養。豬場采用全進全出式管理模式。母豬采用人工輸精，配種2次，完成配種30 d后轉入妊娠舍。妊娠第105天轉入分娩舍。每天05：30、14：30分別飼喂1次，對照組和試驗組每日攝取的能量和蛋白質水平盡量一致，自由飲水，消毒、衛生防疫和日常管理按照試驗豬場日常規范進行操作。

1.2 試驗飼糧

飼糧參照NRC(2012)豬營養需要與《豬飼養標準》(NY/T 65—2004)配制。整個妊娠期分為2個階段：妊娠前期(0～90 d)、妊娠后期(91 d至產仔)，共配制6種試驗飼糧。妊娠前期試驗飼糧：低能量低蛋白質水平飼糧(12.54 MJ/kg、15.55%)、中能量中蛋白質水平飼糧(13.27 MJ/kg、16.47%)、高能量高蛋白質水平飼糧(13.44 MJ/kg、17.86%)；妊娠后期試驗飼糧：低能量低蛋白質水平飼糧(12.73 MJ/kg、15.96%)、中能量中蛋白質水平飼糧(13.27 MJ/kg、16.47%)、高能量高蛋白質水平飼糧(13.84 MJ/kg、18.13%)。基礎飼糧組成及營養水平分別見表1和表2。

表1 妊娠前期基礎飼糧組成及營養水平(風干基礎)

續表1項目Items飼糧 Diets低能量低蛋白質 Low energyand low protein中能量中蛋白質Medium energy and medium protein高能量高蛋白質High energy and high protein營養水平 Nutrient levels2)消化能 DE/(MJ/kg)12.5413.2713.44粗蛋白質 CP15.5516.4717.86賴氨酸 Lys0.981.001.01蛋氨酸 Met0.300.310.32蘇氨酸 Thr0.690.740.80鈣 Ca0.860.910.93總磷 TP0.570.520.51

表2 妊娠后期基礎飼糧組成及營養水平(風干基礎)

1.3 試驗設計

對照組早上飼喂中能量中蛋白質水平飼糧，下午飼喂中能量中蛋白質水平飼糧；試驗Ⅰ組早上飼喂低能量低蛋白質水平飼糧，下午飼喂高能量高蛋白質水平飼糧；試驗Ⅱ組早上飼喂高能量高蛋白質水平飼糧，下午飼喂低能量低蛋白質水平飼糧。妊娠前期中能量中蛋白質水平飼糧每次飼喂1.125 kg，低能量低蛋白質水平飼糧每次飼喂1.150 kg，高能量高蛋白質水平飼糧每次飼喂1.140 kg；妊娠后期中能量中蛋白質水平飼糧每次飼喂1.805 kg，低能量低蛋白質水平飼糧每次飼喂1.800 kg，高能量高蛋白質水平飼糧每次飼喂1.800 kg。試驗期114 d。

1.4 指標檢測

1.4.1 生長性能和繁殖性能

記錄試驗母豬妊娠0、25、35、90、105 d的體重，計算平均日增重，同時使用運高背膘儀(Rencourage，Lean-meter)測定背膘厚，每頭測3次取平均值,測定部位為最后1根肋骨向上距離背中線6.5 cm(P2)，待儀器讀數穩定后記錄；母豬分娩當天記錄總產仔數、產活仔數、健仔數(>1 kg)；產后4 h內記錄初生窩重、初生個體重。

1.4.2 血漿激素含量和抗氧化指標

早晨飼喂前采血，于妊娠35、80和105 d，每組選取6頭母豬進行前腔靜脈采血各2管，分裝于放有抗凝劑的乙二胺四乙酸(EDTA)離心管和肝素鈉離心管中，室溫靜置1 h，在3 000 r/min條件下離心10 min，分離上清液，-20 ℃條件下保存，待檢測妊娠35、80和105 d的血漿指標。抗氧化指標測定所用試劑盒購自南京建成生物工程研究所，瘦素(LEP)和胰島素樣生長因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)含量測定所用試劑盒購自上海酶聯生物科技有限公司。

1.5 統計分析

利用Excel 2007對所有試驗數據進行初步整理，應用SPSS 21.0軟件分別進行單因素方差分析及Duncan氏法多重比較檢驗，數據均采用“平均值±標準誤”表示，以P<0.05為差異顯著判斷標準，P<0.01為差異極顯著判斷標準。

2 結 果

2.1 不同能量和蛋白質水平飼糧交替飼喂對妊娠母豬生長性能的影響

如表3所示，試驗組與對照組之間背膘厚無顯著差異(P>0.05)；與試驗Ⅰ組相比，對照組妊娠36～90 d平均日增重降低，差異極顯著(P<0.01)，試驗Ⅱ組也顯著降低(P<0.05)。

表3 不同能量和蛋白質水平飼糧交替飼喂對妊娠母豬生長性能的影響

2.2 不同能量和蛋白質水平飼糧交替飼喂對妊娠母豬繁殖性能的影響

如表4所示，與對照組相比，試驗Ⅰ組總產仔數提高14.79%(P>0.05)，試驗Ⅱ組提高4.73%(P>0.05)，試驗Ⅰ組總產仔數高于試驗Ⅱ組9.68%(P>0.05)；試驗Ⅰ組、試驗Ⅱ組產活仔數較對照組分別提高了9.48%和4.74%(P>0.05)。各組間健仔數、初生窩重、初生個體均重無顯著差異

(P>0.05)。

表4 不同能量和蛋白質水平飼糧交替飼喂對妊娠母豬繁殖性能的影響

2.3 不同能量和蛋白質水平飼糧交替飼喂對妊娠母豬血漿激素含量的影響

如表5所示，與對照組相比，試驗Ⅰ組妊娠80 d的血漿LEP含量顯著升高(P<0.05)；試驗組妊娠105 d的血漿IGF-Ⅰ含量極顯著低于對照組(P<0.01)。

表5 不同能量和蛋白質水平飼糧交替飼喂對妊娠母豬血漿激素含量的影響

2.4 不同能量和蛋白質水平飼糧交替飼喂對妊娠母豬血漿抗氧化指標的影響

如表6所示，與對照組相比，試驗Ⅰ組妊娠35 d血漿CAT活性顯著升高(P<0.05)，試驗Ⅰ組妊娠80 d血漿CAT活性極顯著升高(P<0.01)，且試驗Ⅰ組較試驗Ⅱ組顯著升高(P<0.05);與對照組相比，試驗Ⅱ組妊娠80 d血漿MDA含量極顯著降低(P<0.01),試驗Ⅰ組妊娠35 d血漿MDA含量極顯著高于試驗Ⅱ組(P<0.01)。

3 討 論

3.1 不同能量和蛋白質水平飼糧交替飼喂對妊娠母豬生長和繁殖性能的影響

研究表明，晝夜節律在調節代謝、維持能量平衡和體重方面起著重要作用，且腸道微生物對機體消化代謝與生物鐘之間相互作用、相互影響[8-9]。在本試驗中，與對照組相比，試驗Ⅰ組妊娠36～90 d的平均日增重顯著提高，一方面因為豬腸道微生物菌群呈現生物節律性的消化和吸收，刺激腸道的消化和吸收，影響代謝平衡[10-11]；另一方面因為豬早、中、晚對營養物質需求不同，使機體對營養物質的消化吸收有差異，腸道對營養物質的吸收也呈現生物節律，碳水化合物和蛋白質在小腸水解，水解產物通過內膜轉運蛋白吸收，而這些轉運蛋白的基因表達受生物鐘基因調控，葡萄糖轉運蛋白1(GLUT1)、葡萄糖轉運蛋白2(GLUT2)、葡萄糖轉運蛋白5(GLUT5)在夜間顯示峰值的表達[12-13]。在機體脂肪消化代謝的生物節律調控下，試驗Ⅰ組早上低能量低蛋白質水平飼糧，下午高能量高蛋白質水平飼糧更符合機體脂肪和蛋白質的沉積。本試驗動態飼喂模式較常規飼喂模式效果更優，可能是統一標準的飼糧會造成營養吸收利用不充分，營養物質之間的相互轉化而造成的蛋白質和能量物質的額外消耗增加，使機體能量、蛋白質、脂肪儲存減少[14-15]。在本試驗中,與對照組相比，試驗Ⅰ組、試驗Ⅱ組的健仔數分別提高1.06、0.94頭；且試驗Ⅰ組總產仔數高于對照組，產活仔數高于對照組1.38頭。這說明在改善母豬繁殖性能方面，試驗Ⅰ組效果相對更好。這可能是因為生物節律調節IGF-Ⅰ和LEP的分泌，刺激母豬胎盤發育，為胎兒生長提供了優良場所[16]，試驗組妊娠母豬在動態飼喂下對營養物質的吸收增加，胎盤對母體攝取升高，胎兒獲取的營養物質充足，健仔數升高[17]。研究發現，生物鐘基因(CLOCK)突變導致小鼠在正常光照下比正常野生小鼠生育能力略有下降，生物節律對調節生育能力有重要作用[18]。

表6 不同能量和蛋白質水平飼糧交替飼喂對妊娠母豬血漿抗氧化指標的影響

3.2 不同能量和蛋白質水平飼糧交替飼喂對妊娠母豬血漿激素含量及抗氧化指標的影響

激素分泌的日常節律受晝夜節律系統控制，受下丘腦視交叉上核(SCN)的主時鐘以及大腦和周圍器官的許多輔助時鐘調節，下丘腦調控了激素的釋放[19]。IGF-Ⅰ是機體調控細胞生長、卵母細胞成熟、胚胎發育的重要因子[20]。LEP作為一種多效激素，參與機體繁殖性能、維持機體免疫系統的動態平衡[21-22]。IGF-Ⅰ與生物鐘之間互作，IGF-Ⅰ可以重置肝臟生物鐘；LEP受晝夜節律的調控，夜間分泌比白天多[23]。在本試驗中，試驗組妊娠105 d的血漿IGF-Ⅰ含量低于對照組。試驗Ⅰ組妊娠80 d的血漿LEP含量高于對照組。推測原因可能是IGF-Ⅰ重置肝臟生物鐘，肝臟生物鐘調節了胰島素分泌，增加了糖原的去路，機體通過糖原轉化為脂質儲存起來，試驗組體重增加。試驗Ⅰ組妊娠80 d的血漿LEP含量高于對照組，這說明動態飼喂受生物節律的調節，LEP夜間分泌高于白天。此外，由于1 d中各時間段營養變化也會在一定程度上影響外周節律的表達，進而通過時鐘系統影響機體激素的分泌，具體原因還有待進一步研究。

在本試驗中，試驗Ⅰ組妊娠35和80 d的血漿CAT含量顯著高于對照組和試驗Ⅱ組，試驗Ⅱ組妊娠35和80 d的血漿MDA含量均低于試驗Ⅰ組，推測可能是交替飼喂模式影響了妊娠母豬抗氧化能力，一方面是因為機體產生的抗氧化劑和酶的表達可以通過晝夜節律調控[24-25],已知由活性氧(ROS)和抗氧化劑產生的氧化還原狀態擾動會影響許多基因的表達和信號轉導途徑，琥珀酸氧化輔因子(NAD)、琥珀酸還原輔因子(NADP)都調節視交叉上核(SCN)中的時鐘基因活性，并被其誘導[26]；另一方面可能是因為試驗Ⅱ組采血前1天下午飼喂低能量低蛋白質水平飼糧，機體脂質發生過氧化反應較少，血漿MDA含量隨之降低，CAT活性升高，減輕ROS物質對機體細胞的損傷[27]。研究發現，小鼠在連續黑暗環境下，氧化應激低于對照組，晝夜節律刺激氧化應激[28]。

4 結 論

本試驗結果表明，不同能量和蛋白質水平飼糧交替飼喂可以有效提高妊娠母豬的生長及繁殖性能，影響部分血液生理生化指標的水平，且早上飼喂低能量低蛋白質水平飼糧、下午飼喂高能量高蛋白質水平飼糧的模式相對更優。