不同能量和蛋白质水平饲粮交替饲喂对妊娠母猪繁殖性能、血浆激素含量及抗氧化指标的影响

张正敏 芦春莲 李 尚 曹洪战 赵玉萍 李 佳

(河北农业大学动物科技学院，保定071001)

随着动物饲养标准朝着精准化、动态化改进，动物各个生理阶段需要不同饲粮配方，为了达到这个目的需要精确了解动物机体的生物节律。地球上大部分动物的生理节律分为2个部分：一部分是活动期，另一部分是睡眠期。活动期间主要以活动和采食为主，睡眠期间主要以睡眠和禁食为主，活动/采食和睡觉/禁食运行24 h形成昼夜节律[1-2]。哺乳动物机体的体温、血压、激素、机体氧化等都随着白天和黑夜的交替而发生变化，呈现出特有的昼夜节律[3]。生物节律影响机体能量代谢，即1 d采食相同能量，营养代谢受采食时间的影响[4]。Gao等[5]早、晚采用不同钙量交替饲喂母猪，研究表明每天摄入相同钙量，与对照组相比，早高晚低组母猪血清总甘油三酯(TG)和脐带血高密度脂蛋白(HDL)含量显著提高。动物机体的消化代谢是一个十分复杂的动态变化过程。研究表明，小鼠夜晚是活动期，夜晚开始活动时，体内糖原储备较少对碳水化合物的需求增加，早晨活动期结束后，对蛋白质和碳水化合物的摄取多于脂肪，生物节律在睡眠期时营养需求偏向于脂肪的摄取，进入活动期偏向于对糖原的摄取[6-7]。

精准饲喂需要精确了解动物机体的生物节律，在适宜的饲粮营养条件下，一定程度上可以提高饲料转化率、改善畜产品品质、提高畜牧生产经济效益。目前，国外关于生物节律对饲粮营养水平的影响在小鼠中研究较为广泛，关于生物节律影响饲粮营养水平在猪上的研究相对较少。因此，本试验拟通过不同能量和蛋白质水平饲粮交替饲喂，研究其对妊娠母猪繁殖性能、血浆激素含量及抗氧化指标的影响，旨在为动态饲喂模式对妊娠母猪繁殖性能的研究积累资料，为精准饲喂提供可靠参考数据。

1 材料与方法

1.1 试验动物与饲养管理

试验猪来自中国内蒙古自治区某种猪场。选取2胎、体重相近的加系大白母猪48头，随机分为3组，每组16个重复，每个重复1头母猪，单栏饲养。猪场采用全进全出式管理模式。母猪采用人工输精，配种2次，完成配种30 d后转入妊娠舍。妊娠第105天转入分娩舍。每天05：30、14：30分别饲喂1次，对照组和试验组每日摄取的能量和蛋白质水平尽量一致，自由饮水，消毒、卫生防疫和日常管理按照试验猪场日常规范进行操作。

1.2 试验饲粮

饲粮参照NRC(2012)猪营养需要与《猪饲养标准》(NY/T 65—2004)配制。整个妊娠期分为2个阶段：妊娠前期(0～90 d)、妊娠后期(91 d至产仔)，共配制6种试验饲粮。妊娠前期试验饲粮：低能量低蛋白质水平饲粮(12.54 MJ/kg、15.55%)、中能量中蛋白质水平饲粮(13.27 MJ/kg、16.47%)、高能量高蛋白质水平饲粮(13.44 MJ/kg、17.86%)；妊娠后期试验饲粮：低能量低蛋白质水平饲粮(12.73 MJ/kg、15.96%)、中能量中蛋白质水平饲粮(13.27 MJ/kg、16.47%)、高能量高蛋白质水平饲粮(13.84 MJ/kg、18.13%)。基础饲粮组成及营养水平分别见表1和表2。

表1 妊娠前期基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

续表1项目Items饲粮 Diets低能量低蛋白质 Low energyand low protein中能量中蛋白质Medium energy and medium protein高能量高蛋白质High energy and high protein营养水平 Nutrient levels2)消化能 DE/(MJ/kg)12.5413.2713.44粗蛋白质 CP15.5516.4717.86赖氨酸 Lys0.981.001.01蛋氨酸 Met0.300.310.32苏氨酸 Thr0.690.740.80钙 Ca0.860.910.93总磷 TP0.570.520.51

表2 妊娠后期基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

1.3 试验设计

对照组早上饲喂中能量中蛋白质水平饲粮，下午饲喂中能量中蛋白质水平饲粮；试验Ⅰ组早上饲喂低能量低蛋白质水平饲粮，下午饲喂高能量高蛋白质水平饲粮；试验Ⅱ组早上饲喂高能量高蛋白质水平饲粮，下午饲喂低能量低蛋白质水平饲粮。妊娠前期中能量中蛋白质水平饲粮每次饲喂1.125 kg，低能量低蛋白质水平饲粮每次饲喂1.150 kg，高能量高蛋白质水平饲粮每次饲喂1.140 kg；妊娠后期中能量中蛋白质水平饲粮每次饲喂1.805 kg，低能量低蛋白质水平饲粮每次饲喂1.800 kg，高能量高蛋白质水平饲粮每次饲喂1.800 kg。试验期114 d。

1.4 指标检测

1.4.1 生长性能和繁殖性能

记录试验母猪妊娠0、25、35、90、105 d的体重，计算平均日增重，同时使用运高背膘仪(Rencourage，Lean-meter)测定背膘厚，每头测3次取平均值,测定部位为最后1根肋骨向上距离背中线6.5 cm(P2)，待仪器读数稳定后记录；母猪分娩当天记录总产仔数、产活仔数、健仔数(>1 kg)；产后4 h内记录初生窝重、初生个体重。

1.4.2 血浆激素含量和抗氧化指标

早晨饲喂前采血，于妊娠35、80和105 d，每组选取6头母猪进行前腔静脉采血各2管，分装于放有抗凝剂的乙二胺四乙酸(EDTA)离心管和肝素钠离心管中，室温静置1 h，在3 000 r/min条件下离心10 min，分离上清液，-20 ℃条件下保存，待检测妊娠35、80和105 d的血浆指标。抗氧化指标测定所用试剂盒购自南京建成生物工程研究所，瘦素(LEP)和胰岛素样生长因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)含量测定所用试剂盒购自上海酶联生物科技有限公司。

1.5 统计分析

利用Excel 2007对所有试验数据进行初步整理，应用SPSS 21.0软件分别进行单因素方差分析及Duncan氏法多重比较检验，数据均采用“平均值±标准误”表示，以P<0.05为差异显著判断标准，P<0.01为差异极显著判断标准。

2 结 果

2.1 不同能量和蛋白质水平饲粮交替饲喂对妊娠母猪生长性能的影响

如表3所示，试验组与对照组之间背膘厚无显著差异(P>0.05)；与试验Ⅰ组相比，对照组妊娠36～90 d平均日增重降低，差异极显著(P<0.01)，试验Ⅱ组也显著降低(P<0.05)。

表3 不同能量和蛋白质水平饲粮交替饲喂对妊娠母猪生长性能的影响

2.2 不同能量和蛋白质水平饲粮交替饲喂对妊娠母猪繁殖性能的影响

如表4所示，与对照组相比，试验Ⅰ组总产仔数提高14.79%(P>0.05)，试验Ⅱ组提高4.73%(P>0.05)，试验Ⅰ组总产仔数高于试验Ⅱ组9.68%(P>0.05)；试验Ⅰ组、试验Ⅱ组产活仔数较对照组分别提高了9.48%和4.74%(P>0.05)。各组间健仔数、初生窝重、初生个体均重无显著差异

(P>0.05)。

表4 不同能量和蛋白质水平饲粮交替饲喂对妊娠母猪繁殖性能的影响

2.3 不同能量和蛋白质水平饲粮交替饲喂对妊娠母猪血浆激素含量的影响

如表5所示，与对照组相比，试验Ⅰ组妊娠80 d的血浆LEP含量显著升高(P<0.05)；试验组妊娠105 d的血浆IGF-Ⅰ含量极显著低于对照组(P<0.01)。

表5 不同能量和蛋白质水平饲粮交替饲喂对妊娠母猪血浆激素含量的影响

2.4 不同能量和蛋白质水平饲粮交替饲喂对妊娠母猪血浆抗氧化指标的影响

如表6所示，与对照组相比，试验Ⅰ组妊娠35 d血浆CAT活性显著升高(P<0.05)，试验Ⅰ组妊娠80 d血浆CAT活性极显著升高(P<0.01)，且试验Ⅰ组较试验Ⅱ组显著升高(P<0.05);与对照组相比，试验Ⅱ组妊娠80 d血浆MDA含量极显著降低(P<0.01),试验Ⅰ组妊娠35 d血浆MDA含量极显著高于试验Ⅱ组(P<0.01)。

3 讨 论

3.1 不同能量和蛋白质水平饲粮交替饲喂对妊娠母猪生长和繁殖性能的影响

研究表明，昼夜节律在调节代谢、维持能量平衡和体重方面起着重要作用，且肠道微生物对机体消化代谢与生物钟之间相互作用、相互影响[8-9]。在本试验中，与对照组相比，试验Ⅰ组妊娠36～90 d的平均日增重显著提高，一方面因为猪肠道微生物菌群呈现生物节律性的消化和吸收，刺激肠道的消化和吸收，影响代谢平衡[10-11]；另一方面因为猪早、中、晚对营养物质需求不同，使机体对营养物质的消化吸收有差异，肠道对营养物质的吸收也呈现生物节律，碳水化合物和蛋白质在小肠水解，水解产物通过内膜转运蛋白吸收，而这些转运蛋白的基因表达受生物钟基因调控，葡萄糖转运蛋白1(GLUT1)、葡萄糖转运蛋白2(GLUT2)、葡萄糖转运蛋白5(GLUT5)在夜间显示峰值的表达[12-13]。在机体脂肪消化代谢的生物节律调控下，试验Ⅰ组早上低能量低蛋白质水平饲粮，下午高能量高蛋白质水平饲粮更符合机体脂肪和蛋白质的沉积。本试验动态饲喂模式较常规饲喂模式效果更优，可能是统一标准的饲粮会造成营养吸收利用不充分，营养物质之间的相互转化而造成的蛋白质和能量物质的额外消耗增加，使机体能量、蛋白质、脂肪储存减少[14-15]。在本试验中,与对照组相比，试验Ⅰ组、试验Ⅱ组的健仔数分别提高1.06、0.94头；且试验Ⅰ组总产仔数高于对照组，产活仔数高于对照组1.38头。这说明在改善母猪繁殖性能方面，试验Ⅰ组效果相对更好。这可能是因为生物节律调节IGF-Ⅰ和LEP的分泌，刺激母猪胎盘发育，为胎儿生长提供了优良场所[16]，试验组妊娠母猪在动态饲喂下对营养物质的吸收增加，胎盘对母体摄取升高，胎儿获取的营养物质充足，健仔数升高[17]。研究发现，生物钟基因(CLOCK)突变导致小鼠在正常光照下比正常野生小鼠生育能力略有下降，生物节律对调节生育能力有重要作用[18]。

表6 不同能量和蛋白质水平饲粮交替饲喂对妊娠母猪血浆抗氧化指标的影响

3.2 不同能量和蛋白质水平饲粮交替饲喂对妊娠母猪血浆激素含量及抗氧化指标的影响

激素分泌的日常节律受昼夜节律系统控制，受下丘脑视交叉上核(SCN)的主时钟以及大脑和周围器官的许多辅助时钟调节，下丘脑调控了激素的释放[19]。IGF-Ⅰ是机体调控细胞生长、卵母细胞成熟、胚胎发育的重要因子[20]。LEP作为一种多效激素，参与机体繁殖性能、维持机体免疫系统的动态平衡[21-22]。IGF-Ⅰ与生物钟之间互作，IGF-Ⅰ可以重置肝脏生物钟；LEP受昼夜节律的调控，夜间分泌比白天多[23]。在本试验中，试验组妊娠105 d的血浆IGF-Ⅰ含量低于对照组。试验Ⅰ组妊娠80 d的血浆LEP含量高于对照组。推测原因可能是IGF-Ⅰ重置肝脏生物钟，肝脏生物钟调节了胰岛素分泌，增加了糖原的去路，机体通过糖原转化为脂质储存起来，试验组体重增加。试验Ⅰ组妊娠80 d的血浆LEP含量高于对照组，这说明动态饲喂受生物节律的调节，LEP夜间分泌高于白天。此外，由于1 d中各时间段营养变化也会在一定程度上影响外周节律的表达，进而通过时钟系统影响机体激素的分泌，具体原因还有待进一步研究。

在本试验中，试验Ⅰ组妊娠35和80 d的血浆CAT含量显著高于对照组和试验Ⅱ组，试验Ⅱ组妊娠35和80 d的血浆MDA含量均低于试验Ⅰ组，推测可能是交替饲喂模式影响了妊娠母猪抗氧化能力，一方面是因为机体产生的抗氧化剂和酶的表达可以通过昼夜节律调控[24-25],已知由活性氧(ROS)和抗氧化剂产生的氧化还原状态扰动会影响许多基因的表达和信号转导途径，琥珀酸氧化辅因子(NAD)、琥珀酸还原辅因子(NADP)都调节视交叉上核(SCN)中的时钟基因活性，并被其诱导[26]；另一方面可能是因为试验Ⅱ组采血前1天下午饲喂低能量低蛋白质水平饲粮，机体脂质发生过氧化反应较少，血浆MDA含量随之降低，CAT活性升高，减轻ROS物质对机体细胞的损伤[27]。研究发现，小鼠在连续黑暗环境下，氧化应激低于对照组，昼夜节律刺激氧化应激[28]。

4 结 论

本试验结果表明，不同能量和蛋白质水平饲粮交替饲喂可以有效提高妊娠母猪的生长及繁殖性能，影响部分血液生理生化指标的水平，且早上饲喂低能量低蛋白质水平饲粮、下午饲喂高能量高蛋白质水平饲粮的模式相对更优。