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N-氨甲酰谷氨酸(N-carbamylglutamate,NCG)能够有效调控仔猪内源性精氨酸(L-Arginine,Arg)的合成及促生长作用,在畜牧业生产中具有重要的开发应用前景。本文比较研究了NCG和Arg对早期断奶仔猪生长性能、血清指标以及GH/IGFs生长轴基因mRNA表达的影响,阐述了NCG对断奶应激的作用效果、促早期断奶仔猪生长作用及其潜在机制,为NCG在早期断奶仔猪日粮中的合理利用提供了科学的依据。具体研究内容及结果如下:
(1)断奶仔猪NCG适宜添加量的研究。本试验选用胎次和体重相近的21日龄二元杂(长×大)断奶仔猪12栏,以栏为单位随机分成3个处理组(4栏/组,8头/栏),各组分别在基础日粮中添加0、0.08％和0.16％的NCG。仔猪断奶前3天用基础日粮诱食。正式试验期为12天,其中前3天分别饲喂基础日粮,后9天饲喂各相应的试验组日粮,并分别于断奶后第0和12天空腹称重,统计每头仔猪平均日采食量(ADFI)、平均日增重(ADG)和料肉比(F/G)及腹泻率。结果表明:与对照组相比,0.08％NCG组断奶仔猪的ADFI和ADG分别提高(P<0.05)了42.36和89.43％,F/G和腹泻率显著降低(P<0.05)；0.16％NCG组ADFI和ADG及F/G无显著变化(P>0.05)。且0.16％NCG组与0.08％组相比,ADG显著降低(P<0.05)；F/G显著高(P<0.05)。因此,添加0.08％NCG对早期断奶仔猪有促生长和降低腹泻率的作用。
(2)比较研究日粮NCG和Arg对早期断奶仔猪生长性能、血清指标、血清氨基酸及血清激素的影响,从营养代谢整体水平上进行评价。试验选用21日龄断奶仔猪(长×大,5.56±0.07kg)12栏,随机分为3个处理组(4栏/组,7头/栏)。分别饲喂基础日粮(BD)、BD+0.08％NCG或BD+0.6％Arg,试验期为7天。结果表明:与对照组相比,日粮NCG和Arg均提高了仔猪平均日增重(ADFI)、肠道重及降低了腹泻率(P<0.05),但日粮NCG与日粮Arg相比,显著降低了腹泻率(78.1％)(P<0.05)及提高了ADFI(18.7％)；日粮。NCG或Arg增加了血清Arg(p<0.05)、Om(p<0.05)及Cit的水平,并降低了断奶仔猪的BUN(P<0.05)和AMM含量,促进了内源Arg合成及氮的沉积,利于蛋白合成。与对照组相比,添加NCG或Arg可有效降低指示应激的COR水平,并降低血清GPT(NCG添加组)、GOT和LDH(Arg添加组)的活性,这些细胞内酶的降低,是两者缓解应激,修复膜损伤的结果。添加NCG和Arg显著降低MDA(P<0.05),缓解了断奶引起的氧化应激。但添加Arg却显著降低抗氧化剂CuZn-SOD的水平,而添加NCG显著提高了抗氧化剂GSH的水平,并清除了更多的自由基MDA。添加NCG提高了INS水平,为27.4％(P<0.05),但添加Arg对其无显著影响。综上所述,日粮NCG或Arg都可缓解仔猪断奶应激及提高生长性能。考虑到Arg对Lys吸收的拮抗作用、高腹泻率及高的生产成本,可考虑用NCG替代Arg的外源添加。
(3)日粮NCG和Arg对断奶仔猪GH/IGFs生长轴mRNA表达的影响。已有研究证明Arg通过增强骨骼肌中mTOR信号通路,显著促进7-14日龄仔猪蛋白的合成和生长,而下游mToR信号通路受上游IGFs信号通路影响。因此,我们假设日粮NCG和Arg可提高GH/IGFs生长轴mRNA表达,促进仔猪蛋白的合成和生长。本试验以断奶仔猪的背最长肌为试验样本,采用qRT-PCR技术检测GH/IGFs生长轴mRNA的表达变化,研究NCG和Arg对此轴的影响。预计从基因水平上解释两者促生长的机理。结果表明:与对照组相比,NCG组中GHR、IGF-Ⅰ R、IGF-Ⅱ及IGFBP-5 mRNA的表达水平分别提高了89.5％、68.4％、57.1％和75.2％,差异显著(P<0.05),IGF-Ⅰ及IGF-Ⅱ R无显著差异,但也分别提高了19.8％和32.4％；Arg组中GHR、IGF-Ⅰ R、IGF-Ⅱ及IGFBP-5 mRNA的表达水平分别提高(P<0.05)了147％、76.5％、58.6％和55.8％,IGF-Ⅰ及IGF-Ⅱ R无显著差异,但分别提高了15.6％和29.7％。日粮NCG和Arg对GH/IGFs mRNA表达的影响具有同向促进作用,两者间无显著差异。日粮NCG和Arg可能增加IGFBP5表达,促进了骨骼肌IGF-Ⅱ的局部分泌及与IGF-Ⅰ R结合,诱导了促骨骼肌蛋白合成的IGFs/RTK/PI3K/Akt/mTOR/S6K1/S6、eIF4B信号通路的增强,促进了骨骼肌细胞的增殖和分化,从而促骨骼肌生长。
这些结果表明,NCG可以有效促进断奶仔猪内源性精氨酸的合成,缓解仔猪断奶应激损伤及促进仔猪蛋白合成,且与L-Arg相比,更安全有效地缓解仔猪断奶应激。