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【NCG技术】妊娠后期日粮中添加不同水平N一氨甲酰谷氨酸对母猪繁殖性能的影响

2017-08-23 亚太兴牧

版权说明

本文摘自《畜牧兽医学报》2011年第11期，作者刘星达，昊 信，印遇龙等，转载请注明出处。

摘要

本试验研究了日粮中添加不同水平N一氨甲酰谷氨酸(N-carbamylglutamate，NCG)对妊娠后期母猪繁殖性能的影响，并对其作用机理进行初步探讨。选用妊娠80 d的长大母猪32头。随机分成4组(对照组和试验组1、2、3)，每组8个重复。对照组饲喂基础日粮，试验组在基础日粮中分别添加0.04％、0.08％、0.12％NCG。母猪妊娠第110天采血分离血浆用于测定血浆游离氨基酸、NO、NOS、激索含量和血液生化指标。结果表明，母猪妊娠后期日粮中添加0.08％NCG比空白对照组窝产活仔数提高11.75％(10.75 vs. 9.62，0.05<P<0.1)，窝产活仔总质量提高13.23％(16.52 kg vs.14.59 kg。P<0.05)，窝产死胎数降低57.14％(0.75 vs 1.75，P<0.05)，降低了血浆尿素氮含量(P<0.05)，同时提高了血浆精氨酸、NO、生长激素、锌离子浓度(P<0.05)。日粮中添加0.04％和0.12％NCG也改善了母猪部分繁殖性能。上述结果表明，母猪妊娠后期日粮中添加NCG提高了母猪的繁殖性能，其作用机制可能是NCG有效提高了母猪内源精氨酸的合成，改善了母猪子宫内环境和胎猪营养供给，保证了胎猪的存活和生长。

前言

现代高产母猪可以排出20～30个卵细胞，因为产前损失高，到最后只有9～15头仔猪产出。妊娠期胚胎死亡率高已成为养猪生产中提高母猪繁殖效率的主要限制因素之一。研究发现，精氨酸在调控母猪繁殖性能方面具有重要的作用。母猪妊娠第30~114天间，在日粮中添加1.0％的精氨酸盐酸盐可使产活仔数增加2头和初生窝质量提高24％。Ramaekers等研究证实，精氨酸能刺激孕体的发育，从而提高胎盘效率，增加仔猪出生窝仔数和窝活仔数；Hazeleger等研究了精氨酸对胎盘和胎儿的影响，发现在妊娠第35天日粮中添加精氨酸提高了活胎数、促进了胎盘发育和血管化分数。但是外源精氨酸添加量大，添加成本高，目前在实际生产中难以推广使用。N-氨甲酰谷氨酸(N-carbamylglutamate，NCG)是尿素循环中鸟氨酸生成瓜氨酸的中间体NAG(N-乙酰谷氨酸)的类似物，NCG可以激活尿素循环中的第一个酶CPS-I(氨基甲酰磷酸合成酶-I，也是在肠上皮细胞合成精氨酸过程中的一个关键酶)。因此，NCG可能是一种能有效地提高内源性精氨酸合成与供给的物质。

本试验通过分析在母猪妊娠后期日粮中添加NCG对母猪产仔数、初生窝质量等指标的影响，以及对母猪血浆游离氨基酸浓度、血液生化指标、一氧化氮(NO)、内皮型一氧化氮酶 (e NOS)、诱导型一氧化氮酶(iNOS)和激素的影响，初步探讨NCG对母猪繁殖性能的影响及其作用机制。

1 材料与方法

1.1 实验动物与试验设计

试验选用体质量、胎次、年龄、上胎产仔成绩相近的怀孕80 d的健康长大母猪32头，随机分组，试验组1、2、3和空白对照组，每组8个重复，每个重复1头猪。基础日粮参照NRC(1998)配制(表1)。空白对照组饲喂基础日粮，试验组在基础日粮中分别添加 0.04％、 0.08％、 0.12％ NCG。试验所用NCG由长沙现龙生物科技有限公司提供。

1.2 饲养管理

试猪水泥地面、定位栏单栏饲养，每天08：00和16：00喂料，每头2.2kg·d～，根据母猪体况稍微增减，自由饮水。试猪于预产期前l周转入铸铁高床漏缝地板的产房饲养，产前3d逐渐减料。病猪及时治疗，难产母猪人工助产。仔猪出生后断尾、剪牙，称重。消毒、免疫等其他管理程序按规模化猪场规章进行。

试验于农业部良种猪扩繁示范基地广田集团牧源公司路口猪场进行。

1.3 样品采集与分析

母猪怀孕第110天，上午饲喂2h后耳缘静脉采血10mL，置于有肝素的离心管内轻轻混匀，静置20min后3000r·min叫离心15min后分离血浆样品，-20℃保存备用。

样品用L8800氨基酸自动分析仪测定游离氨基酸浓度；比色法测定NO、iNOS活力，酶联免疫吸附法(ELISA)测定eNOS活力，N0和iNOS试剂盒购自南京建成生物工程研究所，eNOS ELISA试剂盒购自R&D公司；放射免疫法测定激素含量，放射免疫试剂盒购自天津九鼎医学生物工程有限公司；Cx4型全自动生化分析仪测定生化指标。各操作严格按照试剂盒说明书进行。

仔猪出生后，记录产仔数、活仔数、死胎数、仔猪初生体质量，计算初生窝质量、活仔初生窝质量等指标。

表1基础日粮组成和营养水平

’.预混料为每千克日粮提供：铁80 nag，锰45 mg，锌100 mg，铜20 mg，碘0.70 mg，硒0.25 mg。VA 10 000 IU，VD3 2 500IU，VE 100 IU，VK 10 IU，V岛10 mg，VB5 1 mg，VBl2 50 v.g，生物素80 pg，叶酸5 mg，氯化胆碱1 500 mg。

^一.营养水平为计算值

1.4 数据处理

试验数据用EXCEL2003初步整理后，用SPSSl6.0统计软件进行单因素方差分析和DUNCAN氏多重比较，统计显著性水平为P<0.05。

2 结果

2.1 产仔性能 

母猪产仔性能见表2。0.08％NCG组与对照组相比窝产活仔头数提高了11.75 ％ (10.75 VS 9.62，0.05

同行肩标不同字母表示差异显著（P < 0.05 ），下表同。

2.2 血浆氨基酸浓度

NCG对母猪血浆氨基酸浓度的影响见表3。0.08％ 和 0.12％ NCG组显著提高了血浆精氨酸浓度(P<0.05)。添加NCG的各组均显著降低了天冬氨酸(Asp)的浓度(P<0.05)，0.04％ 和 0.08％ NCG组相对于对照组都降低了谷氨酸(Glu)的浓度(P<0.05)。0.04％ 和 0.12％ NCG组相对于对照组显著降低了脯氨酸(Pro)的浓度(P<0.05)。

2.3 血浆NO浓度和NOS活力

NCG对母猪血浆N0、eNOS和iNOS的影响见表4。日粮中添加NCG显著提高了母猪血浆中NO的含量(P<0.05)，0.08％NCG组相对于对照组和0.04％NCG组有提高eNOS活力的趋势(0.05<P<0.1)。

2.4 血浆激素含量

由表5可知，0.08％NCG 组相对于对照组和0.12 ％NCG 组提高了生长激素(GH)的含量 ( P<0.05 )，0.08％ NCG 组相对于对照组和 0.04 ％ NCG组提高了催乳素 (HPL) 的含量(P<0.05)。

2.5 部分血液生化指标 

由表6可知，日粮中添加NCG对母猪血液生化指标基本无影响。添加NCG各组都显著降低了尿素氮 (BUN) 的浓度 (P<0.05)，0.08％ NCG组相对于对照组提高了磷和锌的含量(P<0.05)，同时0.12％NCG组相对于对照组有提高锌含量的趋势(0.05<P<0.1)。

3 讨论

精氨酸在体内主要参与鸟氨酸循环。而体内精氨酸和瓜氨酸合成前体主要是谷氨酸、谷氨酸盐和脯氨酸。谷氨酸和谷氨酸盐在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的作用下生成鸟氨酸(Orn)，Orn与氨甲酰磷酸合成酶-I(CPS-I)催化合成的氨甲酰磷酸(CP)反应生成瓜氨酸(Cit)，瓜氨酸进一步反应生成精氨酸。由此可见，P5CS和CPS-I在猪内源性精氨酸合成中起到非常重要的作用。

NCG是NAG的一种稳定的代谢类似物，其可以激活肠内的P5CS，从而促进谷氨酸和谷氨酸盐向P5C转化，此外，NCG可以通过激活CPS-I的活性，为鸟氨酸向瓜氨酸转化提供足够的CP。因此，NCG促进肠道瓜氨酸和精氨酸的合成主要是通过增加肠道氨甲酰磷酸和鸟氨酸的可用量来实现的。与王睁等报道一致，本试验中添加0.08％和0.12％NCG提高了母猪血浆精氨酸含量，这可能就是通过上述途径完成的。

精氨酸是合成NO和多胺的共同底物。NO是一个重要的内皮源性舒张因子，在调控胎盘一胎儿间的血流中发挥着重要的作用，因而对母体向胎儿的养分和氧气的转运也起着重要的调控作用。同样，多胺可以调控DNA和蛋白质的合成，因此也能调控细胞的增殖和分化。越来越多的证据表明NO和多胺不但是胎盘血管生成和胚胎发育的重要调控因子，而且也是胎盘和胎儿生长的重要调控因子。也有资料显示，猪母体营养不良会导致孕体精氨酸水平降低、胎盘和子宫内膜的NO合成酶下降，以及胎盘和胎儿的生长受到损害。母猪血浆精氨酸含量提高了，NO含量也得到了相应的提高。可能是适量的血浆NO含量保证了胎儿养分与氧气的供给，保证了胎儿的存活与生长，因而母猪产活仔数得到了提高。本试验结果表明，日粮中添加NCG提高了母猪血浆NO含量，提高了窝产活仔总质量、降低了窝产死胎数，这可能与NCG内源生成精氨酸以及精氨酸代谢产物N0和多胺有关。Liu等研究表明，NCG可能通过miero RNAs (miR-15b，miR-222)调控了NOS和血管内皮生长因子等的活性，与本试验结果一致。

Mateo等直接在母猪日粮中添加1.0％精氨酸盐提高了母猪血浆精氨酸、脯氨酸和鸟氨酸的含量，降低了谷氨酸的含量。本试验添加0.08％和0.12％NCG提高了母猪血浆精氨酸含量，但是降低了天冬氨酸、谷氨酸和脯氨酸含量，这与NCG是尿素循环中鸟氨酸生成瓜氨酸的中间体NAG的类似物，能够激活尿素循环中的第一个酶CPS-I(也是在肠上皮细胞合成精氨酸过程中的一个关键的酶)是相符的。日粮中添加NCG可能与直接添加精氨酸或者精氨酸盐稍有不同，NCG可能促进脯氨酸、谷氨酸和天冬氨酸合成为精氨酸。

同时，精氨酸也是一种激素促分泌素。孕酮和雌激素等的含量及其变化对于母猪妊娠的维持以及分娩发动至关重要。本试验中NCG对母猪血浆中孕酮和雌激素等含量基本无影响，从而保证了妊娠的维持和胚胎环境的稳定。血浆中生长激素的增高促进了胎儿的生长，而催乳素的增高有可能有促进母猪乳房发育的功能。

从本试验所检测的血液生化指标来看，各NCG组降低了BUN含量，说明添加NCG提高了母猪利用饲料中的氨基酸的效率，与Mateo等的报道基本一致；而升高的锌离子、磷离子含量有可能与精氨酸生成多胺促进DNA和蛋白质的合成有关。

4 结论

妊娠后期母猪日粮中添加NCG有效地促进了母猪内源性精氨酸的合成，提高了血浆精氨酸含量，进而保障了胎盘的营养供给和母猪子宫内环境的稳定，保证胎儿的存活和生长，从而提高了母猪产活仔数。综合各项指标，NCG在妊娠后期母猪日粮中的适宜添加量为0.08％。