精氨酸是哺乳仔豬的一種必需氨基酸[1-2]。當(dāng)母乳作為仔豬唯一的飼糧蛋白質(zhì)來(lái)源時(shí),哺乳仔豬并不能獲得最佳的生長(zhǎng)性能,因?yàn)槟溉槊刻靸H能提供1.06 g的精氨酸（泌乳第7～21天）,而7日齡仔豬（2.5 kg）日增重為200 g左右,其用于蛋白質(zhì)沉積和氨基酸代謝的精氨酸實(shí)際需要量在2.7 g/d以上[3]。因此,給哺乳仔豬補(bǔ)充精氨酸,將促進(jìn)仔豬的生長(zhǎng)發(fā)育。Leibholz[4]在仔豬奶粉型飼糧中添加0.2%、0.4%的精氨酸后,發(fā)現(xiàn)仔豬在出生后第7～14天體增重分別增加了43%和93%。Kim等[5]在對(duì)精氨酸的研究中也獲得了相似的促生長(zhǎng)結(jié)果。然而,在實(shí)際生產(chǎn)中,精氨酸在仔豬飼糧中的應(yīng)用一直受到其價(jià)格的制約。因此尋找一種既有效又經(jīng)濟(jì)的精氨酸替代品成了近年來(lái)一些學(xué)者的研究目標(biāo)。最新資料表明,N-氨甲酰谷氨酸（N-carbamoylglutamate,NCG）作為尿素循環(huán)中鳥(niǎo)氨酸生成瓜氨酸的中間體N-乙酰谷氨酸（N-acetylglutanate,NAG）的類似物,是內(nèi)源性精氨酸合成途徑中的必需輔助因子和限制性因素之一。從理論上,通過(guò)飼糧添加NCG可有效促進(jìn)體內(nèi)精氨酸的合成,進(jìn)而促進(jìn)仔豬生長(zhǎng)[6]。但目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于NCG在早期斷奶仔豬中的研究和應(yīng)用尚處于起步階段。因此,本試驗(yàn)擬通過(guò)在飼糧中添加不同水平的NCG,探討NCG對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能、養(yǎng)分消化率及血清游離氨基酸含量的影響,旨在為正確評(píng)價(jià)NCG的生理功能及其在仔豬飼糧中適宜添加水平的研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

NCG由中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所（長(zhǎng)沙）饋贈(zèng),其產(chǎn)品名為精氨酸生素（AAA）。AAA產(chǎn)品中NCG的有效含量為50%。

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物和分組設(shè)計(jì)

選用60頭遺傳背景和胎次相近、平均體重為（6.4±0.7）kg的26日齡斷奶仔豬,按完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)分為4個(gè)處理（對(duì)照組、處理Ⅰ、處理Ⅱ及處理Ⅲ）,每個(gè)處理5個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)3頭仔豬。

1.3 試驗(yàn)飼糧

對(duì)照組仔豬飼喂玉米-豆粕型基礎(chǔ)飼糧,處理Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ仔豬分別飼喂在基礎(chǔ)飼糧中添加0.04%、0.08%和0.12%NCG的試驗(yàn)飼糧。4組飼糧精氨酸測(cè)定值分別為1.21%、1.22%、1.20%和1.22%。飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。

表1 飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平（飼喂基礎(chǔ)）Table 1 Composition and nutrien t levels of the diets（as-fed basis,%）

1.4 飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)在廣東旺大集團(tuán)南昌試驗(yàn)豬場(chǎng)執(zhí)行。試驗(yàn)前對(duì)豬舍進(jìn)行徹底消毒,重復(fù)內(nèi)豬只采用群飼,飼喂干粉料,日喂3次,自由采食和飲水。其他飼養(yǎng)管理措施、驅(qū)蟲(chóng)及免疫接種按豬場(chǎng)的常規(guī)程序進(jìn)行。試驗(yàn)期為21 d。

1.5 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.5.1 生長(zhǎng)性能

于試驗(yàn)第1天（26日齡）、第7天（33日齡）、第14天（40日齡）和第21天（47日齡）對(duì)仔豬空腹稱重,記錄飼料消耗量,根據(jù)體重變化和飼料消耗情況計(jì)算仔豬平均日增重（ADG）、平均日采食量（ADFI）及料重比（F/G）。

1.5.2 養(yǎng)分消化率

于試驗(yàn)結(jié)束前10天開(kāi)始在飼糧中添加0.3%的三氧化二鉻（Cr2O3）,從第7天開(kāi)始每天07:30～08:30和15:30～16:30連續(xù)3 d收集新鮮糞樣。當(dāng)天各重復(fù)糞樣混合均勻,取200 g左右裝入塑料封口袋,每100 g糞樣滴加10m L 10%鹽酸以固氮,然后置于-20℃冰箱中保存。測(cè)定前取出樣品,解凍,烘干,粉碎。按照AOAC方法測(cè)定糞樣和飼料樣品中干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、鈣及總磷含量,計(jì)算養(yǎng)分消化率。

1.5.3 腹瀉率和腹瀉指數(shù)

每天記錄仔豬的腹瀉時(shí)間、頭數(shù),計(jì)算腹瀉率和腹瀉指數(shù)。腹瀉率=腹瀉頭次/（本組供試豬總頭數(shù)×腹瀉天數(shù)）。腹瀉指數(shù)=∑（腹瀉頭次×相應(yīng)的腹瀉評(píng)分）/（豬只數(shù)×天數(shù)）。腹瀉評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為:糞便條形或粒狀——0分（正常）;軟糞,能成形——1分（輕度腹瀉）;稠狀,不成形,糞水無(wú)分離——2分（中度腹瀉）;液狀,不成形,糞水無(wú)分離——3分（嚴(yán)重腹瀉）。

1.5.4 血清游離氨基酸含量

試驗(yàn)結(jié)束時(shí)（47日齡）從每重復(fù)中隨機(jī)選取2頭仔豬于前腔靜脈采血5 m L,靜置1 h后于3 000 r/m in離心8m in,移取血清,置于-20℃保存待測(cè)。測(cè)定時(shí),將10%的三氯乙酸與血清混合,高速離心,取上清液,使用日立L-8900氨基酸自動(dòng)分析儀測(cè)定血清游離氨基酸含量。

1.6 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用SPSS 16.0軟件進(jìn)行方差分析,結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示,經(jīng)F檢驗(yàn)組間差異顯著者再用Duncan氏進(jìn)行多重比較,以分析NCG對(duì)仔豬平均日增重、平均日采食量、料重比、養(yǎng)分消化率、腹瀉狀況及血清游離氨基酸含量的影響。P＜0.05為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 N-氨甲酰谷氨酸對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的影響

NCG對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的影響見(jiàn)表2。數(shù)據(jù)顯示,飼糧中添加0.04%、0.08%及0.12%的NCG對(duì)26～33日齡仔豬平均日采食量沒(méi)有顯著影響（P＞0.05）,但顯著提高了平均日增重（P＜0.05）,并降低了料重比（P＜0.01）。飼糧中添加0.04%、0.08%的NCG后,26～40日齡仔豬平均日采食量未出現(xiàn)顯著變化（P＞0.05）,但平均日增重分別達(dá)272.7、271.8 g,均顯著高于對(duì)照組的248.7 g（P＜0.05）,料重比也得到顯著改善（P＜0.05）;但當(dāng)NCG添加量提高至0.12%時(shí),仔豬平均日增重、料重比與對(duì)照組均無(wú)顯著差異（P＞0.05）。在26～47日齡,飼糧中添加NCG對(duì)仔豬平均日采食量無(wú)顯著影響（P＞0.05）,但0.04%、0.08%的NCG顯著改善了仔豬平均日增重和料重比（P＜0.05）。

隨著NCG添加量的升高,26～33日齡和26～47日齡仔豬平均日增重、26～33日齡、26～40日齡和26～47日齡仔豬料重比均呈顯著的二次曲線改善規(guī)律（P＜0.05）。其中,0.04%、0.08%的NCG對(duì)仔豬具有顯著的促生長(zhǎng)效果（P＜0.05）。

表2 N-氨甲酰谷氨酸對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的影響Table 2 Effects o f NCG on grow th performance of w eaned piglets

2.2 N-氨甲酰谷氨酸對(duì)斷奶仔豬腹瀉率和腹瀉指數(shù)的影響

表3數(shù)據(jù)顯示,飼糧中添加0.04%、0.08%的NCG可降低26～33日齡仔豬的腹瀉率（P＜0.05）,而0.04%的NCG降低了26～40日齡及26～47日齡仔豬的腹瀉率和腹瀉指數(shù)（P＜0.05）。其中,添加0.04%NCG的試驗(yàn)組仔豬腹瀉率和腹瀉指數(shù)低于其他組（P＜0.05）。隨著飼糧NCG添加量的增加,仔豬的腹瀉率和腹瀉指數(shù)呈現(xiàn)先降后升的二次曲線變化規(guī)律。其中,低劑量（0.04%） NCG表現(xiàn)出良好的抑制仔豬腹瀉的效果,與其相比,高劑量（0.12%）的NCG不僅對(duì)控制仔豬腹瀉沒(méi)有發(fā)揮積極作用,還可導(dǎo)致26～47日齡仔豬腹瀉指數(shù)的顯著升高（P＜0.05）。

表3 N-氨甲酰谷氨酸對(duì)斷奶仔豬腹瀉狀況的影響Tab le 3 Effects o f NCG on diarrhea o f weaned piglets

2.3 N-氨甲酰谷氨酸對(duì)斷奶仔豬飼糧養(yǎng)分消化率的影響

由表4可知,飼糧中添加0.04%、0.08%和0.12%的NCG,仔豬飼糧粗脂肪、粗纖維及鈣的消化率與對(duì)照組均差異不顯著（P＞0.05）。然而, NCG提高了粗蛋白質(zhì)的消化率,尤其以0.12% NCG組最明顯,粗蛋白質(zhì)消化率達(dá)84.7%,顯著高于對(duì)照組的82.9%（P＜0.05）。另外,NCG提高了磷的消化率,0.04%和0.12%的NCG組仔豬飼糧磷的消化率均顯著高于對(duì)照組（P＜0.05）。

表4 N-氨甲酰谷氨酸斷奶仔豬對(duì)飼糧養(yǎng)分消化率的影響（干物質(zhì)88.0%）Tab le 4 Effects of NCG on dietary nutrient digestibility of weaned piglets（DM 88.0%,%）

2.4 N-氨甲酰谷氨酸對(duì)斷奶仔豬血清中游離氨基酸含量的影響

表5數(shù)據(jù)顯示,隨著飼糧中NCG添加量的增加,仔豬血清中游離精氨酸含量呈線性升高趨勢(shì)（P=0.077）。其中,NCG的添加量為0.08%時(shí),仔豬血清游離精氨酸和蛋氨酸含量顯著高于對(duì)照組（P＜0.05）。飼糧中NCG添加量為0.04%時(shí),血清游離谷氨酸含量顯著低于對(duì)照組（P＜0.05）,而添加量為0.08%時(shí),血清游離谷氨酸則顯著高于對(duì)照組（P＞0.05）。隨著飼糧NCG添加量的增加,血清游離賴氨酸、脯氨酸含量呈線性升高（P＜0.05）,其中,NCG添加水平達(dá)0.12%時(shí),血清游離脯氨酸含量顯著高于對(duì)照組（P＜0.05）,而NCG添加水平為0.08%、0.12%時(shí),血清游離賴氨酸含量顯著高于對(duì)照組（P＜0.01）。

表5 N-氨甲酰谷氨酸對(duì)斷奶仔豬血清游離氨基酸的影響Table 5 Ef fects of NCG on free am ino acids in serum of weaned piglets（μg/m L）

3 討 論

本研究表明,飼糧中添加0.04%、0.08%或0.12%的NCG雖然對(duì)26～33日齡、26～40日齡及26～47日齡仔豬平均日采食量沒(méi)有顯著影響,但隨著NCG添加量的升高,除26～40日齡斷奶仔豬平均日增重外,其他日齡階段仔豬平均日增重和料重比均呈顯著的二次曲線改善趨勢(shì)。其中,0.04%和0.08%NCG對(duì)仔豬的促生長(zhǎng)效果較好且二者之間差異不顯著,說(shuō)明二者均處于二次曲線的促生長(zhǎng)劑量范圍內(nèi)。NCG對(duì)仔豬的促生長(zhǎng)作用主要由其代謝過(guò)程中產(chǎn)生的精氨酸實(shí)現(xiàn)。在精氨酸合成代謝鏈中,NAG是氨甲酰磷酸合成酶-Ⅰ（CPS-Ⅰ）的變構(gòu)激活劑[7],對(duì)線粒體氨甲酰磷酸的生成具有重要調(diào)控作用。因此,NAG是精氨酸合成途徑和氨轉(zhuǎn)化為尿素過(guò)程中內(nèi)源性的必需輔助因子[8]。NCG作為NAG的類似物,也是CPS-Ⅰ的變構(gòu)激活劑,并且不被細(xì)胞質(zhì)中降解酶所分解,容易進(jìn)入細(xì)胞線粒體發(fā)揮作用[9],因此,可以激活腸上皮細(xì)胞合成精氨酸過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵酶——CPS-Ⅰ[10]。NCG不但可以通過(guò)提高CPS-Ⅰ和脯氨酸合成酶（P5CS）的活性來(lái)增加腸道瓜氨酸和精氨酸合成,改善新生仔豬精氨酸營(yíng)養(yǎng)供給[11],還能夠增加仔豬骨骼肌的蛋白質(zhì)合成,從而提高仔豬平均日增重[6]。W u等[11]在體內(nèi)和體外試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),在小腸上皮細(xì)胞培養(yǎng)液中添加2 mm ol/L NCG,由谷氨酰胺和脯氨酸合成的瓜氨酸分別提高了7.7和0.6倍,同時(shí)還顯著增加了合成精氨酸的產(chǎn)量;給4日齡哺乳仔豬每日灌服2次50 mg/kg BW的NCG至14日齡后,仔豬血漿精氨酸濃度增加了68%,仔豬平均日增重提高了61%。Frank等[12]對(duì)9日齡哺乳仔豬每天灌服2次50 m g/kg BW的NCG至17日齡時(shí),仔豬平均日增重提高了25%,血漿精氨酸濃度提高了32%,并發(fā)現(xiàn)NCG具有一定的促蛋白質(zhì)合成效應(yīng)。印遇龍等[13]報(bào)道,飼糧中添加0.08%NCG可有效促進(jìn)仔豬生長(zhǎng),增強(qiáng)機(jī)體免疫力。上述研究表明,NCG可提高仔豬小腸上皮細(xì)胞瓜氨酸和精氨酸的合成水平,并間接地通過(guò)精氨酸代謝途徑促進(jìn)仔豬的生長(zhǎng)和發(fā)育。

本研究結(jié)果表明,NCG促進(jìn)了仔豬體內(nèi)精氨酸的合成,使血清游離精氨酸含量顯著升高。而內(nèi)源性精氨酸合成量的增加,改變了體內(nèi)相關(guān)氨基酸的含量。當(dāng)飼糧中添加0.08%以上的NCG后,血清游離賴氨酸含量顯著升高。這可能是由賴氨酸與精氨酸之間的拮抗作用所引起[14],因?yàn)橘嚢彼崤c精氨酸均為堿性氨基酸,在機(jī)體內(nèi)共享同一轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng),故存在著吸收競(jìng)爭(zhēng)。體內(nèi)精氨酸的大量產(chǎn)生會(huì)提高賴氨酸分解酶的活性,從而影響賴氨酸的代謝進(jìn)程。而脯氨酸作為精氨酸代謝的產(chǎn)物,其在血清中的含量受精氨酸合成量的影響。這或許是本研究中隨著飼糧NCG添加量的增加而導(dǎo)致仔豬血清游離脯氨酸含量顯著升高的直接原因。

飼糧中添加NCG在一定程度上提高了斷奶仔豬飼糧養(yǎng)分尤其是蛋白質(zhì)和磷的消化率。其原因與NCG在仔豬體內(nèi)促進(jìn)精氨酸的合成有關(guān)。早期斷奶是養(yǎng)豬生產(chǎn)中提高生產(chǎn)效益的一個(gè)重要手段,而斷奶會(huì)給仔豬造成很大的應(yīng)激,其中受影響最大的是小腸黏膜的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能。有研究表明,飼糧添加精氨酸能夠促進(jìn)早期斷奶仔豬的腸道發(fā)育,阻止腸絨毛萎縮,改善腸道消化機(jī)能[15-16],并有利于早期斷奶仔豬腸道微血管系統(tǒng)的發(fā)育,提高腸道的吸收功能[17]。

精氨酸可促進(jìn)斷奶仔豬腸道熱休克蛋白——HSP70基因的表達(dá),促進(jìn)腸道的發(fā)育,維持腸絨毛結(jié)構(gòu)與功能的完整,進(jìn)而減少腹瀉的發(fā)生[18]。但過(guò)量的精氨酸對(duì)仔豬腹瀉的改善沒(méi)有益處。一般認(rèn)為,過(guò)量的外源性精氨酸可使機(jī)體在短時(shí)間內(nèi)一氧化氮（NO）的合成急劇升高,從而使NO的負(fù)面作用突顯,最終對(duì)機(jī)體造成嚴(yán)重?fù)p傷[19]。Zhan等[17]在14日齡仔豬飼糧中添加1.2%的精氨酸后發(fā)現(xiàn),仔豬生長(zhǎng)性能顯著低于對(duì)照組,且第6天和第10天血清賴氨酸含量顯著降低。內(nèi)源性精氨酸的過(guò)量合成同樣存在副作用。本研究表明,飼糧中添加0.04% NCG能有效降低斷奶仔豬的腹瀉率和腹瀉指數(shù),但NCG添加量達(dá)0.12%時(shí),仔豬腹瀉狀況不僅沒(méi)有得到改善,其腹瀉率和腹瀉指數(shù)反而顯著增加,這與印遇龍等[13]在仔豬飼糧中使用高水平（1.6 g/kg）的NCG后獲得的結(jié)果一致。這說(shuō)明,不管是外源性還是由NCG產(chǎn)生的內(nèi)源性精氨酸,其過(guò)量均會(huì)對(duì)腸道產(chǎn)生一定的副作用。其原因可能是添加或合成過(guò)高水平的精氨酸產(chǎn)生了過(guò)多的NO,進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)體氧化應(yīng)激。

4 結(jié) 論

①飼糧中添加0.04%、0.08%和0.12%的NCG對(duì)仔豬平均日采食量沒(méi)有顯著影響,但0.04%、0.08%的NCG可顯著提高仔豬的平均日增重,降低料重比,改善仔豬的腹瀉狀況并提高血清游離氨基酸含量。

②高劑量（0.12%）的NCG不僅在促仔豬生長(zhǎng)方面效果不顯著,且將顯著提高仔豬的腹瀉率和腹瀉指數(shù)。

③綜合促生長(zhǎng)效果和經(jīng)濟(jì)成本,斷奶仔豬飼糧中NCG的添加量以0.04%最為合適。

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*Correspond ing au thor,associate professor,E-mail:youjinm@163.com

（編輯 何麗霞）