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本论文研究母猪饲粮中添加精氨酸对母猪繁殖性能的影响，同时探讨精氨酸母体效应对后代哺乳仔猪生长和出栏肉猪肌肉发育的影响及其机理。
本研究开展了两个饲养试验来研究精氨酸对妊娠母猪繁殖性能的作用效果。试验1：探讨不同精氨酸添加水平对母猪繁殖性能的影响，挑选三胎以内长×大二元杂交母猪27头，等胎次随机均分成3个处理组，分别饲喂丙氨酸等氮饲粮（对照组）、添加0.5％L-Arg-HCL（L-精氨酸盐酸盐）和1.0%L-Arg-HCL饲粮。试验2：研究生产饲粮中添加1.0%L-Arg-HCL对母猪繁殖性能的影响，挑选108头三胎以内长×大二元杂交母猪，等胎次随机分成两个处理组，分别为对照组（丙氨酸组）和精氨酸组，其中丙氨酸组56头，精氨酸组52头，对应饲粮为生产饲料中添加1.7%丙氨酸等氮和添加1.0%L-Arg-HCL。试验结果表明：在试验1中母猪饲粮添加精氨酸提高了母猪的产仔数、产活仔数和窝重，提高了母猪血浆中游离精氨酸含量和改变了精氨酸家族其他氨基酸含量，提高了妊娠母猪血浆中雌二醇含量，且只有添加1.0%L-Arg-HCL使所有这些指标都达到显著水平(P＜0.05)；活仔出生个体重及其变异值、母猪血浆中尿素氮和孕酮含量、母猪产程、妊娠期背膘增加值各组间没有显著差异(P＞0.05)。在试验2中母猪饲粮添加精氨酸显著提高了母猪产仔数、产活仔数、窝重和活仔窝重(P＜0.05)，但活仔出生个体重及其变异没有显著差异(P＞0.05)；显著提高了胎盘重和窝活仔脐带总直径(P＜0.05)，但每头仔猪所占胎盘重和活仔脐带直径均值没有显著差异(P＞0.05)；活仔初生重与其脐带直径比值和活仔脐带直径变异值没有显著差异（P＞0.05）。
为揭示精氨酸对泌乳母猪繁殖性能的影响，本课题接着精氨酸对妊娠母猪繁殖性能影响的研究继续进行泌乳期试验。试验1：研究不同精氨酸添加水平对泌乳母猪繁殖性能及后代哺乳仔猪生长的影响。母猪妊娠结束分娩后，每组各淘汰了1头各种因素会影响泌乳性能的母猪，同时试验母猪带自产或组内调整仔猪8头，继续进行泌现试验，各组试验饲粮仍分别是：丙氨酸等氮饲粮（对照组）、添加0.5%L-Arg-HCL和1.0%L-Arg-HCL饲粮。21天断奶结束试验。试验2：研究妊娠和（或）泌乳饲粮添加1.0%L-Arg-HCL对泌乳母猪繁殖性能的影响，母猪妊娠结束分娩后进入泌乳期试验，在妊娠期分组（丙氨酸组和精氨酸组）的基础上将每个处理组母猪均分成两个处理组（精氨酸组和丙氨酸组）。母猪带自产或组内调整仔猪10头，18日龄断奶结束试验。试验结果表明：在试验1中泌乳母猪饲粮添加精氨酸提高了后代哺乳仔猪日增重，提高了泌乳母猪血浆和乳中游离精氨酸含量和改变了精氨酸家族其他氨基酸含量，提高了泌乳母猪血浆中催乳素含量，提高了母猪分娩后22天的泌乳量，其中只有添加1.0%L-Arg-HCL使所有这些指标达到显著水平(P＜0.05)；母猪血浆中尿素氮含量、乳中水解氨基酸比例、泌乳体损失和背膘减少值、耗料量、发情间隔都没有没有显著影响(P＞0.05)，其中尿素氮有随着添加水平提高呈下降的趋势。在试验2中，妊娠期和泌乳期全程添加精氨酸显著的提高哺乳仔猪日增重（P=0.01），妊娠期(P=0.15)或泌乳期(P=0.06)添加有提高体增重和日增重的趋势；饲粮添加精氨酸对哺乳期仔猪死亡数和母猪泌乳期耗料量没有显著影响(P＞0.05)。
为探讨母猪添加精氨酸对后代上市肉猪代谢和肌肉发育的影响。试验2的母猪试验结束后将每头母猪的断奶仔猪集中一栏饲养，采用相同的饲粮和生产管理方式，饲养150天到出栏取血样分析代谢相关的血液生化指标，屠宰后取背最长肌测定肌肉发育的相关指标。试验结果表明，妊娠期精氨酸母体效应显著提高了后代上市肉猪背最长肌眼肌面积（P＜0.05），显著提高肌节长度和降低肌原纤维的直径（P＜0.05），显著上调了MyoD1基因mRNA表达量(P＜0.05)，显著抑制了屠宰后24小时肌肉pH值下降（P＜0.05），对其他指标没有显著影响(P＞0.05)，但有提高肌纤维密度、降低肌纤维直径与面积、下调MSTN基因mRNA表达、提高血浆中生长激素和胰岛素含量的趋势；泌乳精氨酸母体效应显著的提高后代上市肉猪营最长肌肌节长度(P＜0.05)，显著上调了MyoD1基因mRNA表达量(P＜0.05)，显著抑制了屠宰后45分钟肌肉pH值下降(P＜0.05)，对其他指标没有显著影响(P＞0.05)，但有下调背最长肌组织MSTN基因mRNA表达的趋势。妊娠期和泌乳期全程精氨酸母体效应显著提高了后代上市肉猪背最长肌眼肌面积（P＜0.05），显著提高肌纤维密度和降低肌纤维的直径与面积（P＜0.05），显著提高肌节长度和降低肌原纤维的直径(P＜0.05)，显著上调了MyoD1基因mRNA表达量(P＜0.05)和下调MSTN表达量(P＜0.05)，显著抑制了屠宰后肌肉45分钟和24小时pH值的下降(P＜0.05)，同时显著提高机体血浆中胰岛素含量（P＜0.05），对其他指标没有显著影响（P＞0.05）；精氨酸妊娠期效应和泌乳期效应对后代上市肉猪机体代谢和肌肉发育的影响没有互作现象(P＞0.05)。
为了探讨母猪饲粮添加精氨酸对后代肉猪肌肉发育影响的分子机制，从母猪试验2中，选取妊娠期和泌乳期都添加或者都不添加精氨酸的母猪后代上市肉猪背最长肌样本，采用基因表达谱芯片技术筛选差异表达基因，并利用相关生物信息学知识对差异表达基因进行分析。试验结果表明，母猪饲粮添加精氨酸后代上市肉猪背最长肌肉组织中差异表达基因有565个，上调表达307个，下调表达258个，在上调差异表达基因中，与背最长肌肉发育显著相关的GO功能注释大部分是提高机体合成代谢能力和促进细胞增殖分化，涉及的基因包括C-JUN、CTNNB1、GYS1、IGFBP3、MYOD1、CTNNB1、HIF1A、LOC595122、NFATC1、SREBF1、STAT1、NFATC1、MTHFD1、NFATC1和PPP2R1A等；同时在下调的基因中，GO功能注释与背最长肌肉发育显著相关的是抑制细胞增殖分化，促进细胞凋亡，涉及的基因有SMAD3和TP53。同时，由于基因的差异表达，增强了与机体性状改变显著相关的Wnt信号通路、胰岛素信号通路和MAPK信号通路等。
以上研究结果得出，母猪饲粮添加精氨酸可以提高母猪妊娠和泌乳期的繁殖性能及促进后代猪肌肉发育。其对后代肌肉发育影响的作用机理可能是：上调促进机体发育和细胞分化的基因，下调促进细胞凋亡的基因，同时增强促进机体合成代谢的相关信号通路，来达到促进后代猪机体发育。