低蛋白氨基酸平衡日糧和半胱胺添加對(duì)生長(zhǎng)豬和育肥豬氮營(yíng)養(yǎng)素利用的影響及其作用機(jī)制研究.pdf

1、日糧蛋白水平和日糧添加半胱胺(CS)都能夠影響豬的氮代謝。研究表明，低蛋白氨基酸平衡日糧可有效的減少豬的氮排放，日糧粗蛋白水平下降1％，氮的排出量減少8％左右。半胱胺可以通過(guò)降低育肥豬體內(nèi)蛋白質(zhì)的降解速率影響氮代謝。但是，到目前為止，在不同蛋白水平日糧中添加半胱胺對(duì)豬的生長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響，它們影響豬氮代謝的具體機(jī)制還不清楚。因此，本研究通過(guò)在不同蛋白水平日糧中添加CS研究其對(duì)生長(zhǎng)豬和育肥豬氮代謝的影響，揭示日糧蛋白水平和CS添加之間是

2、否存在互作效應(yīng)，并通過(guò)對(duì)氮代謝關(guān)鍵信號(hào)通路的分析，初步闡明日糧蛋白水平和CS對(duì)豬氮營(yíng)養(yǎng)素利用的作用機(jī)制。
　　1、低蛋白氨基酸平衡日糧和半胱胺添加對(duì)生長(zhǎng)豬和育肥豬生長(zhǎng)性能、屠宰性能、血液生化指標(biāo)及糞中含氮化合物的影響
　　(1)試驗(yàn)1（生長(zhǎng)豬部分）:試驗(yàn)采用2×2因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)，選取120頭初始體重為42.18±0.70 kg（平均數(shù)±平均標(biāo)準(zhǔn)誤）的大×長(zhǎng)×梅山三元雜交閹公豬，隨機(jī)分為4個(gè)處理，每個(gè)處理5個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)6頭豬

3、，飼喂正常蛋白水平日糧(NP)(CP=16％)、正常蛋白水平日糧+半胱胺(NP+CS)、低蛋白水平日糧(LP)(CP=12％)、低蛋白水平日糧+半胱胺(LP+CS)。 CS（純計(jì)）的添加量為100 mg/kg?；A(chǔ)日糧中添加合成氨基酸以滿足NRC(2012)8種必需氨基酸（Lys、Met、Thr、Trp、Ile、Leu、Val和Phe）的標(biāo)準(zhǔn)回腸可消化氨基酸(SID AA)水平。飼養(yǎng)期為31天。結(jié)果顯示，LP日糧顯著降低了生長(zhǎng)豬血液中谷

4、丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)、總蛋白(TP)、白蛋白(Alb)和血漿尿素氮(PUN)的含量(P＜0.05)，降低了糞中腐胺和色胺的含量(P＜0.05)，對(duì)于其它指標(biāo)均未產(chǎn)生影響(P＞0.05);日糧添加CS顯著增加了生長(zhǎng)豬的平均日增重(ADG)(P＜0.05)，降低了料重比(F/G)（P＜0.05），但是對(duì)平均日采食量（ADFI）沒(méi)有產(chǎn)生顯著影響（P＞0.05）。日糧添加CS顯著提高了瘦肉率(P＜0.05)。日糧添加CS顯著

5、增加了血液中ALT、AST和Alb的含量(P＜0.05)，顯著降低了PUN的含量(P＜0.05)。日糧添加CS顯著增加了血液中胰島素樣生長(zhǎng)因子1(IGF-1)、胰島素和胃泌素的含量(P＜0.05)，顯著降低了瘦素、胰高血糖素和生長(zhǎng)抑素(SS)的含量（P＜0.05）。日糧添加CS顯著降低了糞中銨態(tài)氮、腐胺、尸胺和組胺的含量（P＜0.05）;日糧蛋白水平和CS添加對(duì)于生長(zhǎng)豬所有指標(biāo)均不存在互作效應(yīng)（P＞0.05）。
　　(2)試驗(yàn)2（

6、育肥豬部分）:試驗(yàn)采用2×2因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)，選取120頭初始體重為65.84±0.61 kg（平均數(shù)±平均標(biāo)準(zhǔn)誤）的大×長(zhǎng)×梅山三元雜交閹公豬，隨機(jī)分為4個(gè)處理，每個(gè)處理5個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)6頭豬，飼喂正常蛋白水平日糧(NP)(CP=14％)、正常蛋白水平日糧+半胱胺(NP+CS)、低蛋白水平日糧(LP)(CP=10％)、低蛋白水平日糧+半胱胺(LP+CS)。CS（純計(jì)）的添加量為140 mg/kg?；A(chǔ)日糧中添加合成氨基酸以滿足NRC(2

7、012)8種必需氨基酸（Lys、Met、Thr、Trp、Ile、Leu、Val和Phe）的標(biāo)準(zhǔn)回腸可消化氨基酸(SID AA)水平。飼養(yǎng)期為41天。結(jié)果顯示，LP日糧顯著降低了育肥豬血液中PUN、游離三碘甲狀腺原氨酸(FT3)、游離甲狀腺素(FT4)和SS的含量(P＜0.05)，降低了糞中腐胺和尸胺的含量(P＜0.05)，對(duì)于其它指標(biāo)均未產(chǎn)生影響(P＞0.05);日糧添加CS顯著增加了育肥豬ADG（P＜0.05），降低了F/G(P＜0.

8、05)，但是對(duì)ADFI沒(méi)有產(chǎn)生顯著影響（P＞0.05）。日糧添加CS顯著提高了瘦肉率（P＜0.05），降低了背膘厚(P＜0.05)。日糧添加CS顯著增加了血液中ALT、AST、TP和Alb的含量(P＜0.05)，降低了PUN的含量(P＜0.05)。日糧添加CS顯著增加了血液中FT3、FT4、三碘甲狀腺原氨酸(T3)、甲狀腺素(T4)、IGF-1和胃泌素的含量(P＜0.05)，降低了瘦素、SS的含量(P＜0.05)。日糧添加CS顯著降低了

9、糞中色胺和組胺的含量(P＜0.05);日糧蛋白水平和CS添加對(duì)于育肥豬所有指標(biāo)均不存在互作效應(yīng)（P＞0.05）。
　　2、低蛋白氨基酸平衡日糧和半胱胺添加對(duì)生長(zhǎng)豬和育肥豬養(yǎng)分表觀消化率、腸道氨基酸及肽轉(zhuǎn)運(yùn)載體表達(dá)的影響
　　試驗(yàn)設(shè)計(jì)同試驗(yàn)1和試驗(yàn)2。
　　(1)生長(zhǎng)豬部分:結(jié)果顯示，LP日糧顯著提高了生長(zhǎng)豬粗蛋白(CP)的養(yǎng)分消化率（P＜0.05），增加了血液中賴氨酸、苯丙氨酸、纈氨酸、丙氨酸和脯氨酸的含量(P＜0.0

10、5)，降低了精氨酸和組氨酸和含量（P＜0.05），對(duì)于其它指標(biāo)均未產(chǎn)生影響（P＞0.05）;日糧添加CS顯著增加了生長(zhǎng)豬CP、粗脂肪(EE)、干物質(zhì)(DM)和有機(jī)物(OM)的養(yǎng)分消化率(P＜0.05)。日糧添加CS顯著增加了空腸食糜中糜蛋白酶和胰蛋白酶的活性(P＜0.05)。日糧添加CS顯著增加了血液中賴氨酸、組氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、脯氨酸和酪氨酸的含量(P＜0.05)。日糧添加CS顯著增加了空腸粘膜中SLC6A19、SLC7A9、和

11、SLC15A1的mRNA表達(dá)水平(P＜0.05)。日糧蛋白水平和CS添加對(duì)于生長(zhǎng)豬所有指標(biāo)均不存在互作效應(yīng)（P＞0.05）。
　　(2)育肥豬部分:結(jié)果顯示，LP日糧顯著提高了育肥豬CP、DM和OM的養(yǎng)分消化率（P＜0.05），增加了血液中蘇氨酸、苯丙氨酸、異亮氨酸和丙氨酸的含量(P＜0.05)，降低了精氨酸的含量(P＜0.05)，對(duì)于其它指標(biāo)均未產(chǎn)生影響(P＞0.05);日糧添加CS顯著增加了育肥豬CP、 DM和OM的養(yǎng)分消化率

12、（P＜0.05）。日糧添加CS顯著增加了空腸食糜中糜蛋白酶和胰蛋白酶的活性(P＜0.05)。日糧添加CS顯著增加了血液中精氨酸、組氨酸、半胱氨酸和脯氨酸的含量(P＜0.05)。日糧添加CS顯著增加了空腸粘膜中SLC7A7、SLC7A9、和SLC15A1的mRNA表達(dá)水平（P＜0.05）。日糧蛋白水平和CS添加對(duì)于育肥豬DM的養(yǎng)分消化率存在交互效應(yīng)(P＜0.05)，對(duì)其余指標(biāo)均不存在互作效應(yīng)（P＞0.05）。
　　3、低蛋白氨基酸平

13、衡日糧和半胱胺添加對(duì)生長(zhǎng)豬和育肥豬肝臟蛋白合成的影響試驗(yàn)設(shè)計(jì)同試驗(yàn)1和試驗(yàn)2。
　　(1)生長(zhǎng)豬部分:結(jié)果顯示，LP日糧顯著降低了生長(zhǎng)豬肝臟中谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脫氫酶(GDH)、氨甲酰磷酸合成酶1(CPS-1)、乙酰化酶5(SIRT5)的mRNA表達(dá)水平(P＜0.05)，對(duì)于其它指標(biāo)均未產(chǎn)生影響（P＞0.05）;日糧添加CS顯著增加了生長(zhǎng)豬肝臟中乙酰化酶4(SIRT4)的mRNA表達(dá)水平（P＜0.05），降低了GS、G

14、DH、CPS-1、SIRT5的mRNA表達(dá)水平（P＜0.05）。日糧添加CS顯著增加了肝臟中生長(zhǎng)激素受體(GHR)、IGF-1、胰島素樣生長(zhǎng)因子1受體（IGF-1R）、胰島素受體底物1（IRS-1）和蛋白激酶(Akt)的mRNA表達(dá)水平（P＜0.05），對(duì)胰島素受體(IR)的表達(dá)未產(chǎn)生影響(P＞0.05)。日糧添加CS顯著增加了肝臟中磷酸化的mTOR、4E-BP1和S6K1的蛋白表達(dá)水平（P＜0.05）;日糧蛋白水平和CS添加對(duì)生長(zhǎng)豬所

15、有指標(biāo)均不存在互作效應(yīng)（P＞0.05）。
　　(2)育肥豬部分:結(jié)果顯示，LP日糧不影響育肥豬肝臟中IGF-1(insulin)/Akt/mTOR信號(hào)通路的基因表達(dá)（P＞0.05），也未對(duì)總的和磷酸化的mTOR、4E-BP1和S6K1的蛋白表達(dá)水平產(chǎn)生影響(P＞0.05);日糧添加CS顯著增加了育肥豬肝臟中GHR、IGF-1、IGF-1R、IRS-1和Akt的mRNA表達(dá)水平(P＜0.05)，對(duì)IR的表達(dá)未產(chǎn)生影響（P＞0.05）

16、。日糧添加CS顯著增加了肝臟中磷酸化的mTOR、4E-BP1和S6K1的蛋白表達(dá)水平（P＜0.05）;日糧蛋白水平和CS添加對(duì)育肥豬所有指標(biāo)均不存在互作效應(yīng)（P＞0.05）。
　　4、低蛋白氨基酸平衡日糧和半胱胺添加對(duì)生長(zhǎng)豬和育肥豬骨骼肌蛋白合成和降解及肌肉發(fā)育的影響
　　試驗(yàn)設(shè)計(jì)同試驗(yàn)1和試驗(yàn)2。
　　(1)生長(zhǎng)豬部分:結(jié)果顯示，LP日糧降低了生長(zhǎng)豬肌肉中GS的mRNA表達(dá)水平(P＜0.05)，對(duì)于其它指標(biāo)均未產(chǎn)生影

17、響（P＞0.05）;日糧添加CS顯著降低了生長(zhǎng)豬肌肉中GS的mRNA表達(dá)水平(P＜0.05)。日糧添加CS顯著增加了肌肉中IR、IRS-1和Akt的mRNA表達(dá)水平(P＜0.05)，對(duì)IGF-1和IGF-1R的表達(dá)未產(chǎn)生影響(P＞0.05)。日糧添加CS顯著降低了肌肉中FOXO4、MAFbx和MuRF1的mRNA表達(dá)水平(P＜0.05)。日糧添加CS顯著增加了肌肉中成肌分化因子1(MyoD1)和肌細(xì)胞增強(qiáng)因子2B(MEF2B)的mRNA

18、表達(dá)水平，降低了肌肉生長(zhǎng)抑制素(MSTN)的mRNA的表達(dá)水平;日糧蛋白水平和CS添加對(duì)生長(zhǎng)豬所有指標(biāo)均不存在互作效應(yīng)(P＞0.05)。
　　(2)育肥豬部分:結(jié)果顯示，LP日糧不影響育肥豬肌肉中IGF-1(insulin)/Akt/mTOR和泛素蛋白酶體途徑(UPP)信號(hào)通路的基因表達(dá)(P＞0.05)，也未對(duì)總的和磷酸化的mTOR、4E-BP1和S6K1的蛋白表達(dá)水平產(chǎn)生影響(P＞0.05);日糧添加CS顯著增加了育肥豬肌肉中I

19、GF-1、IGF-1R、IRS-1和Akt的mRNA表達(dá)水平(P＜0.05)，對(duì)IR的表達(dá)未產(chǎn)生影響（P＞0.05）。日糧添加CS顯著增加了肌肉中磷酸化的mTOR、4E-BP1和S6K1的蛋白表達(dá)水平(P＜0.05)。日糧添加CS顯著降低了肌肉中FOXO4和MAFbx的mRNA表達(dá)水平（P＜0.05）;日糧蛋白水平和CS添加對(duì)育肥豬所有指標(biāo)均不存在互作效應(yīng)（P＞0.05）。
　　綜上所述，本文可得到如下結(jié)論:
　　(1)低蛋

20、白氨基酸平衡日糧（日糧粗蛋白水平下降4個(gè)百分點(diǎn)，補(bǔ)充合成氨基酸滿足8種必需氨基酸（Lys、Met、Thr、 Trp、Leu、Ile、Phe和Val）營(yíng)養(yǎng)需要）能維持生長(zhǎng)豬和育肥豬的正常生長(zhǎng)，并能提高氮的養(yǎng)分消化率，降低糞中含氮化合物的排放，有利于提高豬的氮利用率;但低蛋白氨基酸平衡日糧未對(duì)肝臟和肌肉中mTOR蛋白合成通路以及肌肉中UPP蛋白降解通路的基因表達(dá)產(chǎn)生顯著影響。
　　(2)日糧添加CS能提高生長(zhǎng)豬和育肥豬氮的養(yǎng)分消化率，

21、減少糞中含氮化合物的排放，有效提高氮的利用率。
　　(3)日糧添加CS能提高生長(zhǎng)豬的生長(zhǎng)性能，這可能與CS提高血液中IGF-1和胰島素的濃度有關(guān)。一方面CS通過(guò)IGF-1激活肝臟中mTOR信號(hào)通路以促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成，另一方面CS通過(guò)胰島素抑制肌肉中UPP信號(hào)通路以減少蛋白質(zhì)的降解，從而提高生長(zhǎng)豬的生長(zhǎng)性能;日糧添加CS能提高育肥豬的生長(zhǎng)性能，這主要與CS提高了血液中的IGF-1濃度有關(guān)。IGF-1作為信號(hào)分子，既可以促進(jìn)肝臟和肌肉

22、中mTOR信號(hào)分子的表達(dá)以促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成，又可以抑制肌肉中UPP通路信號(hào)分子的表達(dá)以減少蛋白質(zhì)的降解，從而促進(jìn)生長(zhǎng)。此外，CS還可以通過(guò)提高生長(zhǎng)豬肌肉中MyoD1和MEF2B的基因表達(dá)水平，降低MSTN的基因表達(dá)水平，促進(jìn)肌肉的發(fā)育。
　　(4)低蛋白氨基酸平衡日糧和日糧添加CS是提高豬氮利用和減少氮排放的有效營(yíng)養(yǎng)調(diào)控手段;日糧蛋白水平和CS添加對(duì)于生長(zhǎng)豬和育肥豬的生長(zhǎng)性能和氮代謝不存在互作效應(yīng)，它們對(duì)氮代謝的調(diào)控作用相互獨(dú)立的