張正敏 蘆春蓮 李 尚 曹洪戰(zhàn) 趙玉萍 李 佳

(河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，保定071001)

隨著動物飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)朝著精準(zhǔn)化、動態(tài)化改進(jìn)，動物各個生理階段需要不同飼糧配方，為了達(dá)到這個目的需要精確了解動物機(jī)體的生物節(jié)律。地球上大部分動物的生理節(jié)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(yùn)行24 h形成晝夜節(jié)律[1-2]。哺乳動物機(jī)體的體溫、血壓、激素、機(jī)體氧化等都隨著白天和黑夜的交替而發(fā)生變化，呈現(xiàn)出特有的晝夜節(jié)律[3]。生物節(jié)律影響機(jī)體能量代謝，即1 d采食相同能量，營養(yǎng)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(jī)體的消化代謝是一個十分復(fù)雜的動態(tài)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(nèi)糖原儲備較少對碳水化合物的需求增加，早晨活動期結(jié)束后，對蛋白質(zhì)和碳水化合物的攝取多于脂肪，生物節(jié)律在睡眠期時營養(yǎng)需求偏向于脂肪的攝取，進(jìn)入活動期偏向于對糖原的攝取[6-7]。

精準(zhǔn)飼喂需要精確了解動物機(jī)體的生物節(jié)律，在適宜的飼糧營養(yǎng)條件下，一定程度上可以提高飼料轉(zhuǎn)化率、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)、提高畜牧生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。目前，國外關(guān)于生物節(jié)律對飼糧營養(yǎng)水平的影響在小鼠中研究較為廣泛，關(guān)于生物節(jié)律影響飼糧營養(yǎng)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(zhì)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(biāo)的影響，旨在為動態(tài)飼喂模式對妊娠母豬繁殖性能的研究積累資料，為精準(zhǔn)飼喂提供可靠參考數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗動物與飼養(yǎng)管理

試驗豬來自中國內(nèi)蒙古自治區(qū)某種豬場。選取2胎、體重相近的加系大白母豬48頭，隨機(jī)分為3組，每組16個重復(fù)，每個重復(fù)1頭母豬，單欄飼養(yǎng)。豬場采用全進(jìn)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(zhuǎn)入妊娠舍。妊娠第105天轉(zhuǎn)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(zhì)水平盡量一致，自由飲水，消毒、衛(wèi)生防疫和日常管理按照試驗豬場日常規(guī)范進(jìn)行操作。

1.2 試驗飼糧

飼糧參照NRC(2012)豬營養(yǎng)需要與《豬飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》(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(chǎn)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(zhì)水平飼糧(12.54 MJ/kg、15.55%)、中能量中蛋白質(zhì)水平飼糧(13.27 MJ/kg、16.47%)、高能量高蛋白質(zhì)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(zhì)水平飼糧(12.73 MJ/kg、15.96%)、中能量中蛋白質(zhì)水平飼糧(13.27 MJ/kg、16.47%)、高能量高蛋白質(zhì)水平飼糧(13.84 MJ/kg、18.13%)?；A(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平分別見表1和表2。

表1 妊娠前期基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

續(xù)表1項目Items飼糧 Diets低能量低蛋白質(zhì) Low energyand low protein中能量中蛋白質(zhì)Medium energy and medium protein高能量高蛋白質(zhì)High energy and high protein營養(yǎng)水平 Nutrient levels2)消化能 DE/(MJ/kg)12.5413.2713.44粗蛋白質(zhì) 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(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

1.3 試驗設(shè)計

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

1.4 指標(biāo)檢測

1.4.1 生長性能和繁殖性能

記錄試驗?zāi)肛i妊娠0、25、35、90、105 d的體重，計算平均日增重，同時使用運(yùn)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(shù)穩(wěn)定后記錄；母豬分娩當(dāng)天記錄總產(chǎn)仔數(shù)、產(chǎn)活仔數(shù)、健仔數(shù)(>1 kg)；產(chǎn)后4 h內(nèi)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(biāo)

早晨飼喂前采血，于妊娠35、80和105 d，每組選取6頭母豬進(jìn)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(biāo)。抗氧化指標(biāo)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(lián)生物科技有限公司。

1.5 統(tǒng)計分析

利用Excel 2007對所有試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理，應(yīng)用SPSS 21.0軟件分別進(jìn)行單因素方差分析及Duncan氏法多重比較檢驗，數(shù)據(jù)均采用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示，以P<0.05為差異顯著判斷標(biāo)準(zhǔn)，P<0.01為差異極顯著判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié) 果

2.1 不同能量和蛋白質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(chǎn)仔數(shù)提高14.79%(P>0.05)，試驗Ⅱ組提高4.73%(P>0.05)，試驗Ⅰ組總產(chǎn)仔數(shù)高于試驗Ⅱ組9.68%(P>0.05)；試驗Ⅰ組、試驗Ⅱ組產(chǎn)活仔數(shù)較對照組分別提高了9.48%和4.74%(P>0.05)。各組間健仔數(shù)、初生窩重、初生個體均重?zé)o顯著差異

(P>0.05)。

表4 不同能量和蛋白質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)水平飼糧交替飼喂對妊娠母豬血漿抗氧化指標(biāo)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(zhì)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(jié)律在調(diào)節(jié)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(jī)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(xiàn)生物節(jié)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(yǎng)物質(zhì)需求不同，使機(jī)體對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收有差異，腸道對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收也呈現(xiàn)生物節(jié)律，碳水化合物和蛋白質(zhì)在小腸水解，水解產(chǎn)物通過內(nèi)膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白吸收，而這些轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的基因表達(dá)受生物鐘基因調(diào)控，葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1(GLUT1)、葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2(GLUT2)、葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白5(GLUT5)在夜間顯示峰值的表達(dá)[12-13]。在機(jī)體脂肪消化代謝的生物節(jié)律調(diào)控下，試驗Ⅰ組早上低能量低蛋白質(zhì)水平飼糧，下午高能量高蛋白質(zhì)水平飼糧更符合機(jī)體脂肪和蛋白質(zhì)的沉積。本試驗動態(tài)飼喂模式較常規(guī)飼喂模式效果更優(yōu)，可能是統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的飼糧會造成營養(yǎng)吸收利用不充分，營養(yǎng)物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化而造成的蛋白質(zhì)和能量物質(zhì)的額外消耗增加，使機(jī)體能量、蛋白質(zhì)、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(shù)分別提高1.06、0.94頭；且試驗Ⅰ組總產(chǎn)仔數(shù)高于對照組，產(chǎn)活仔數(shù)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(jié)律調(diào)節(jié)IGF-Ⅰ和LEP的分泌，刺激母豬胎盤發(fā)育，為胎兒生長提供了優(yōu)良場所[16]，試驗組妊娠母豬在動態(tài)飼喂下對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收增加，胎盤對母體攝取升高，胎兒獲取的營養(yǎng)物質(zhì)充足，健仔數(shù)升高[17]。研究發(fā)現(xiàn)，生物鐘基因(CLOCK)突變導(dǎo)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(jié)律對調(diào)節(jié)生育能力有重要作用[18]。

表6 不同能量和蛋白質(zhì)水平飼糧交替飼喂對妊娠母豬血漿抗氧化指標(biāo)的影響

3.2 不同能量和蛋白質(zhì)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(biāo)的影響

激素分泌的日常節(jié)律受晝夜節(jié)律系統(tǒng)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(diào)節(jié)，下丘腦調(diào)控了激素的釋放[19]。IGF-Ⅰ是機(jī)體調(diào)控細(xì)胞生長、卵母細(xì)胞成熟、胚胎發(fā)育的重要因子[20]。LEP作為一種多效激素，參與機(jī)體繁殖性能、維持機(jī)體免疫系統(tǒng)的動態(tài)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(jié)律的調(diào)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(diào)節(jié)了胰島素分泌，增加了糖原的去路，機(jī)體通過糖原轉(zhuǎn)化為脂質(zhì)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(tài)飼喂受生物節(jié)律的調(diào)節(jié)，LEP夜間分泌高于白天。此外，由于1 d中各時間段營養(yǎng)變化也會在一定程度上影響外周節(jié)律的表達(dá)，進(jìn)而通過時鐘系統(tǒng)影響機(jī)體激素的分泌，具體原因還有待進(jìn)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(jī)體產(chǎn)生的抗氧化劑和酶的表達(dá)可以通過晝夜節(jié)律調(diào)控[24-25],已知由活性氧(ROS)和抗氧化劑產(chǎn)生的氧化還原狀態(tài)擾動會影響許多基因的表達(dá)和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，琥珀酸氧化輔因子(NAD)、琥珀酸還原輔因子(NADP)都調(diào)節(jié)視交叉上核(SCN)中的時鐘基因活性，并被其誘導(dǎo)[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(zhì)水平飼糧，機(jī)體脂質(zhì)發(fā)生過氧化反應(yīng)較少，血漿MDA含量隨之降低，CAT活性升高，減輕ROS物質(zhì)對機(jī)體細(xì)胞的損傷[27]。研究發(fā)現(xiàn)，小鼠在連續(xù)黑暗環(huán)境下，氧化應(yīng)激低于對照組，晝夜節(jié)律刺激氧化應(yīng)激[28]。

4 結(jié) 論

本試驗結(jié)果表明，不同能量和蛋白質(zhì)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(biāo)的水平，且早上飼喂低能量低蛋白質(zhì)水平飼糧、下午飼喂高能量高蛋白質(zhì)水平飼糧的模式相對更優(yōu)。