查　偉　孔祥峰　譚敏捷　耿梅梅　許麗衛(wèi)　游金明

(1. 江西農(nóng)業(yè)大學，江西省動物營養(yǎng)重點實驗室，江西省營養(yǎng)飼料開發(fā)工程中心，南昌330045；

2. 中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點實驗室，長沙410125；

3. 中國科學院環(huán)江喀斯特農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗站，香豬研究中心，環(huán)江547100)

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飼糧添加脯氨酸對妊娠環(huán)江香豬繁殖性能和血漿生化參數(shù)的影響

查偉1,2,3孔祥峰2,3譚敏捷2,3耿梅梅2許麗衛(wèi)2游金明1*

(1. 江西農(nóng)業(yè)大學，江西省動物營養(yǎng)重點實驗室，江西省營養(yǎng)飼料開發(fā)工程中心，南昌330045；

2. 中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點實驗室，長沙410125；

3. 中國科學院環(huán)江喀斯特農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗站，香豬研究中心，環(huán)江547100)

摘要：本試驗旨在研究脯氨酸代謝對妊娠環(huán)江香豬繁殖性能的影響，并探討其可能的生理生化機制。選取48頭后備環(huán)江母豬，配種15 d后隨機分成3組，每組8個重復，每個重復2頭豬。各組分別飼喂添加0.77% L-丙氨酸(丙氨酸組)、1% L-脯氨酸(脯氨酸組)、0.77% L-丙氨酸+0.016 7%二氟甲基鳥氨酸(DFMO)(DFMO組)的試驗飼糧。分別于配種第45和70天，每重復隨機取1頭母豬，放血處死，收集血液，用于生化參數(shù)分析；解剖母豬，記錄黃體數(shù)、胎兒數(shù)和胎兒重。結(jié)果表明：妊娠第70天時，脯氨酸組窩重顯著高于丙氨酸組(P<0.05)；妊娠第45天時，脯氨酸組血漿谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性以及白蛋白濃度均顯著低于丙氨酸組(P<0.05)。妊娠第70天與第45天相比，脯氨酸組血漿總膽固醇濃度、DFMO組血漿高密度脂蛋白和白蛋白濃度均顯著降低(P<0.05)。其余指標各組間均無顯著差異(P>0.05)。由此可見，飼糧添加脯氨酸可能通過改善機體氮代謝和脂肪代謝而促進妊娠環(huán)江香豬胎兒的生長發(fā)育。

關(guān)鍵詞：脯氨酸；生化參數(shù)；繁殖性能；妊娠；環(huán)江香豬

初產(chǎn)母豬在妊娠期內(nèi)有20%～50%的胚胎/胎兒損失，而妊娠早期是整個妊娠期胚胎/胎兒死亡的高峰期[1]。初產(chǎn)母豬妊娠早期的高胚胎損失率嚴重制約著母豬的繁殖效率。胎兒的生長發(fā)育是一個復雜的生物學過程，受遺傳、營養(yǎng)、環(huán)境和母體成熟程度等因素的影響[2]。通過營養(yǎng)手段，可改善胎盤生長和子宮內(nèi)環(huán)境，從而減少妊娠期胚胎/胎兒的死亡[3]。例如，飼糧中添加的精氨酸，可在精氨酸酶催化下被轉(zhuǎn)化為鳥氨酸，然后在鳥氨酸脫羧酶(ODC)催化下合成多胺(包括腐胺、亞精胺和精胺)[4]。作為精氨酸的重要代謝產(chǎn)物，多胺可促進胚胎形成，加快胎盤血管發(fā)育，使血液、營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣更好地輸送給胎兒，促進胎兒的生長發(fā)育[5]。研究發(fā)現(xiàn)，利用腐胺處理體外培養(yǎng)的豬胚胎滋養(yǎng)外胚層細胞，可通過激活雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信號通路增加蛋白質(zhì)合成，從而促進胎盤細胞的增殖[6]。由于豬的胎盤中缺乏精氨酸酶活性，所以在豬的胎盤中精氨酸不能被轉(zhuǎn)化為鳥氨酸，其中的鳥氨酸及其代謝產(chǎn)物多胺可能來源于其他組織器官。精氨酸也可在一氧化氮(NO)合成酶催化下合成NO，作為一種由內(nèi)皮細胞生成的主要松弛因子，NO在促進血管發(fā)育、調(diào)節(jié)胎盤胎兒血流和營養(yǎng)物質(zhì)從母體到胎兒的運輸過程中起著重要作用[7]。所以飼糧中添加的精氨酸可通過多胺途徑和NO途徑促進胎兒生長，改善母豬的繁殖性能。但在豬的胎盤中存在脯氨酸氧化酶(POX)、鳥氨酸轉(zhuǎn)氨酶(OAT)和ODC活性，脯氨酸在POX和OAT作用下生成的鳥氨酸，可在ODC催化下進一步脫去羧基生成腐胺，然后分別在亞精胺合成酶和精胺合成酶催化下轉(zhuǎn)變?yōu)閬喚泛途穂8]。有研究表明，脯氨酸對細胞分化和孕體發(fā)育具有重要作用[8-9]。近年來，在精氨酸和谷氨酸等氨基酸提高母豬繁殖性能方面開展了大量研究[10-11]，但對脯氨酸在母豬繁殖性能方面的研究較少。環(huán)江香豬是我國著名的小型地方品種豬，具有肉質(zhì)鮮美、基因純化和抗逆性強等特點[12]，但其長期采食青綠飼料和米糠等粗飼料，缺乏科學合理的營養(yǎng)需要量和飼養(yǎng)管理標準，生產(chǎn)效率低下，難以進行大規(guī)模、集約化生產(chǎn)。基于本課題組前期研究結(jié)果[8,13]，本試驗通過在飼糧中添加1%的L-脯氨酸促進機體內(nèi)多胺的生成，通過添加腐胺合成關(guān)鍵酶——ODC的特異性不可逆抑制劑二氟甲基鳥氨酸(DFMO)[14]抑制機體內(nèi)多胺的生成，旨在探討多胺代謝對妊娠環(huán)江香豬繁殖性能的影響，并探討其可能的生理生化機制，為脯氨酸在妊娠母豬飼糧中的使用提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗飼糧

參照NRC(1998)飼養(yǎng)標準，并結(jié)合環(huán)江香豬養(yǎng)殖企業(yè)的飼糧制訂本試驗基礎(chǔ)飼糧配方(表1)。

1.2試驗動物分組與飼養(yǎng)管理

試驗選取48頭健康、體重相近、達到配種條件的后備環(huán)江香豬母豬，自然發(fā)情、自然交配(12 h后復配1次)。配種后前15 d飼喂基礎(chǔ)飼糧。于配種后第16天稱重，根據(jù)體重隨機分成3組，每組8個重復(欄)，每個重復2頭豬。各組分別飼喂添加0.77%L-丙氨酸(丙氨酸組，作等氮對照)、1%L-脯氨酸(脯氨酸組)、0.77%L-丙氨酸+0.016 7%DFMO(DFMO組，通過抑制合成酶活性降低機體內(nèi)多胺的生成)的試驗飼糧。DFMO的添加劑量由前期在孕鼠上進行的預試驗所得的最適添加劑量換算所得。每天分別于09:00和18:00進行飼喂，每天飼喂量約為體重的3%，自由飲水。

動物試驗于2013年8—12月在廣西環(huán)江縣明倫鎮(zhèn)的中國科學院環(huán)江香豬實驗基地進行。試驗前清掃、沖洗欄舍，豬舍消毒后開始試驗。其他日常管理按常規(guī)飼養(yǎng)管理方法進行。

表1　基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風干基礎(chǔ))

1)每千克預混料含有 One kg of premix contained the following：VA 10 200 IU，VD 1 600 IU，VE 75 IU，VK375 mg，VB13 mg，VB216 mg，VB63 mg，VB120.8 mg，煙酸 nicotinic acid 69 mg，D-泛酸D-pantothenic acid 42 mg，葉酸 folic acid 4 mg，生物素 biotin 1 mg，膽堿 chorine 900 mg，F(xiàn)e 150 mg，Cu 11.2 mg，Zn 63 mg，Mn 32 mg，I 1.5 mg，Co 0.3 mg，Se 0.25 mg，Ca 200 mg，P 20 mg。

2)消化能為計算值，其余為實測值。Digestive energy was a calculated value, while the others were measured values.

1.3樣品采集與測定指標

分別于試驗第30、55天(即妊娠第45、70天)對各組母豬進行稱重，每欄隨機選擇1頭母豬，放血處死，收集血液于加有肝素的10 mL離心管中，3 000 r/min離心10 min分離血漿，-20 ℃保存；解剖母豬，取出整個子宮，并稱重；從子宮中逐一剝離胎豬，觀察并記錄其在子宮中的位置、胎豬數(shù)量和黃體數(shù)，并稱取胎豬個體重。

于4 ℃解凍樣品，用CX4型全自動生化分析儀(Beckman公司)測定血漿中總蛋白、白蛋白、血氨、尿素氮、總膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白和高密度脂蛋白的濃度，以及谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶和γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶的活性。所用生化試劑盒均購自北京利德曼公司。

1.4數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0軟件對同一孕齡不同組間的數(shù)據(jù)進行單因素方差分析，對同一組不同孕齡間數(shù)據(jù)進行獨立樣本t檢驗分析，結(jié)果以平均值±標準誤表示。P<0.05表示差異顯著。

2結(jié)果與分析

2.1飼糧添加脯氨酸對妊娠環(huán)江香豬繁殖性能的影響

由表2可知，妊娠第70天時，脯氨酸組窩重顯

著高于丙氨酸組(P<0.05)，其余各組的黃體數(shù)、胎兒數(shù)、窩重、孕體重和胎兒重差異均不顯著(P>0.05)。

2.2飼糧添加脯氨酸對妊娠環(huán)江香豬血漿酶活性的影響

由表3可知，妊娠第45天時，脯氨酸組血漿谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性顯著低于丙氨酸組(P<0.05)。其余指標各組間均無顯著差異(P>0.05)。

表2　妊娠環(huán)江香豬的繁殖性能

同行數(shù)據(jù)肩標不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，相同或無字母表示差異不顯著(P>0.05)。下表同。

In the same row, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

表3　妊娠環(huán)江香豬的血漿酶活性

2.3飼糧添加脯氨酸對妊娠環(huán)江香豬血漿代謝物濃度的影響

由表4可知，妊娠第45天時，脯氨酸組血漿白蛋白濃度顯著低于丙氨酸組、DFMO組(P<0.05)；妊娠第70天與第45天相比，脯氨酸組血漿總膽固醇和低密度脂蛋白濃度以及DFMO組血漿白蛋白和高密度脂蛋白濃度均顯著降低(P<0.05)。其余參數(shù)均無顯著差異(P>0.05)。

表4　妊娠環(huán)江香豬的血漿代謝物濃度

相同指標同列數(shù)據(jù)肩標*表示2個時間點比較差異顯著(P<0.05)。

Values of the same index in the same column with*mean significant difference between two time point (P<0.05).

3討論

母體營養(yǎng)是子宮內(nèi)環(huán)境的主要影響因素。胎盤是母體與胎兒間進行物質(zhì)交換的重要場所，胎盤給母體提供的適宜營養(yǎng)素對胎兒的生長發(fā)育和存活至關(guān)重要[15]。在正常妊娠中，豬臍靜脈血中的大部分游離氨基酸的濃度均高于母體血液循環(huán)水平[16]。此外，胎兒和母體血液循環(huán)中的大部分氨基酸都存在著顯著的正相關(guān)。脯氨酸是胎盤組織中儲量最豐富的氨基酸之一，也是豬胎盤中豐富的氮載體[16]。在妊娠第20～40天期間，豬胎盤中脯氨酸的濃度由0.41 mmol/L顯著增加到0.58 mmol/L，并且在妊娠第60天時濃度達到最大值；在此期間，胎盤中脯氨酸的濃度比母體高出3～10倍[17]。還有研究發(fā)現(xiàn)，在妊娠第60天時，宮內(nèi)生長遲緩(IUGR)胎兒較正常胎兒對應(yīng)的胎盤、羊水和尿囊液中脯氨酸的濃度均顯著降低[2]。本試驗在飼糧中添加脯氨酸，與添加丙氨酸組相比，妊娠第70天時窩重顯著提高了32.43%，胎兒重和孕體重也有一定程度的提高，可能是因為機體利用脯氨酸合成了更多的多胺，促進了胎盤的發(fā)育，使胎盤可更好地將營養(yǎng)物質(zhì)傳送給胎兒，從而有利于胎兒的生長發(fā)育[18]。

消化吸收的營養(yǎng)物質(zhì)和各組織器官的代謝物一并進入血液循環(huán)，所以可以通過測定血液生化參數(shù)來反映機體的新陳代謝狀況。谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶是動物體內(nèi)重要的轉(zhuǎn)氨酶，在氨基酸代謝以及蛋白質(zhì)、脂肪和糖的代謝轉(zhuǎn)換過程中發(fā)揮重要作用[19]。在本試驗中，妊娠第45天時脯氨酸組母豬的血漿谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性較丙氨酸組顯著降低了20.31%。血液中谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性的降低，可減少肥胖、高血脂等妊娠綜合征發(fā)生的風險[20]。

血漿總膽固醇和甘油三酯的濃度可反映機體脂肪代謝的狀況。低密度脂蛋白和高密度脂蛋白是運輸膽固醇的載體[21]，低密度脂蛋白把膽固醇從肝臟運送到全身組織，而高密度脂蛋白則將各組織中的膽固醇送回肝臟代謝。本試驗中，飼糧添加脯氨酸對妊娠母豬的脂肪代謝無顯著影響；而妊娠第70天與妊娠第45天相比較時，脯氨酸組血漿總膽固醇濃度降低了43.75%，低密度脂蛋白濃度降低了26.80%，提示妊娠中期環(huán)江香豬對膽固醇的代謝能力加強。

4結(jié)論

飼糧添加1%的脯氨酸可能通過改善機體氮利用和脂肪代謝從而促進妊娠環(huán)江香豬胎兒的生長發(fā)育。

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(責任編輯武海龍)

Effects of Dietary Proline Supplementation on Reproductive Performance and Plasma Biochemical Parameters of PregnantHuanjiangMini-Pigs

ZHA Wei1,2,3KONG Xiangfeng2,3TAN Minjie2,3GENG Meimei2XU Liwei2YOU Jinming1*

(1. Nutrition Feed Development Engineering Center of Jiangxi Province, Key Laboratory of Animal Nutrition in Jiangxi Province, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China;2. Key Laboratory for Agro-Ecological Processes in Subtropical Region, Institute of Subtropical Agriculture, Chinese Academy of Sciences, Changsha 410125, China; 3. Research Center of Mini-Pig, Huanjiang Observation and Research Station for Karst Ecosystems, Chinese Academy of Sciences, Huanjiang 547100, China)

Abstract:This experiment was conducted to investigate the effects of proline metabolism on reproductive performance in pregnant Huanjiang mini-pigs and approach its underlying physio-biochemical mechanism. Fourty-eight female Huanjiang mini-pigs were used in this study. After 15-day of service, the animals were randomly assigned into 3 groups with 8 replicates per group and 2 pigs per replicate. The pigs in the three groups were fed the experimental diets supplemented with 0.77% L-alanine (alanine group), 1% L-proline (proline group), or 0.77% L-alanine + 0.0167% 2-difluoromethylornithine (DFMO) (DFMO group) in basal diet, respectively. After 45-day and 70-day of service, one sow per replicate was weighted and killed by bloodletting. Blood samples were collected for analyzing biochemical parameters. The number of corpora luteum, fetus number and fetus weight were observed, by dissecting the sampled sows. The results showed as follows: the litter weight in proline group after 70-day of service was significantly higher compared with the alanine group (P<0.05); after 45-day of service, the plasma glutamate pyruvate transaminase activity and albumn concentration in the proline group were significantly decreased compared with the alanine group (P<0.05). After 70-day of service, the plasma total cholesterol concentrations in the proline group, and high-density lipoprotein and albumin concentrations in DFMO group were significantly decreased compared with 45-day post-service (P<0.05). The other parameters had no significant difference among three groups (P>0.05). It is concluded that dietary supplementation with proline might increase the growth and development of fetus in pregnant sows via altering the metabolism of nitrogen and lipid during pregnancy.[Chinese Journal of Animal Nutrition, 2016, 28(2)：579-584]

Key words:proline; biochemical parameter; reproductive performance; pregnancy; Huanjiang mini-pig

*Corresponding author, professor, E-mail: youjinm@163.com

中圖分類號：S828

文獻標識碼：A

文章編號：1006-267X(2016)02-0579-06

作者簡介：查偉(1989—)，男，江西都昌人，碩士研究生，動物營養(yǎng)與飼料科學專業(yè)。E-mail: zhaw2932@163.com*通信作者：游金明，教授，博士生導師，E-mail: youjinm@163.com

基金項目：國家自然科學基金面上項目(31270044)；中科院“西部之光”人才培養(yǎng)計劃重點項目；留學回國人員科研啟動基金

收稿日期：2015-07-28

doi：10.3969/j.issn.1006-267x.2016.02.033