蛋氨酸对母猪繁殖性能及其子代拮抗LPS诱导免疫应激的作用和机制

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母猪繁殖性能是体现生产水平的重要因素,在过去的几十年里,现代母猪的生产力有了很大的提高。然而,与保育猪和生长猪的研究相比,人们对母猪饲料营养需求的研究和认知甚少。蛋氨酸是畜禽的必需氨基酸,对动物的维持、生长和发育是不可或缺的。蛋氨酸不仅是蛋白质合成的必需品,它还是甲基供体,对DNA甲基化和胆碱代谢至关重要。此外,蛋氨酸还在机体抗氧化和免疫调节过程中发挥作用。然而,由于妊娠和哺乳期间的胎儿生长、乳房发育、产奶和母体体况等复杂的变化因素,现代高产母猪蛋氨酸的营养需要研究有待进一步的完善。同时,仔猪早期断奶使得仔猪的心理和生理都遭受到应激,容易发生由大肠杆菌等病原体引起的肠道疾病,这些病原体可释放细菌内毒素脂多糖(LPS),它能诱发机体炎症反应和氧化应激等危害,影响动物的生产与健康。因此,本研究旨在研究母猪妊娠和泌乳期及其子代日粮中增加不同来源蛋氨酸添加剂量对母猪生产性能和其子代抵抗LPS诱导的免疫应激的影响及相关机制。本研究分为以下两个部分进行。第一部分,妊娠和泌乳日粮补充蛋氨酸对母猪生产性能的影响及机制研究试验选取30头妊娠期第85天的初产母猪(Landrace×Yorkshire),按照体重和背膘厚度分为3组,分别给母猪饲喂满足NRC(2012)推荐量的基础日粮(CON)以及在CON中分别添加相当于CON组总含硫氨基酸(TSAA)含量25%的DL-蛋氨酸(DL-Met)或羟基蛋氨酸(OH-Met),母猪饲养试验于母猪泌乳期第21天结束。测定期间母猪的繁殖性能及其后代仔猪的生产性能、乳成分、母乳和血清游离氨基酸等指标。试验结果显示:与CON组相比,日粮补充DL-Met和OH-Met使泌乳期第14天和第21天仔猪的体重增加了(P<0.10)14.1%-24.5%和10.8%-19.0%,但是,只有OH-Met组的母猪在哺乳期第0-21天的体重(P=0.08)和背膘厚度(P<0.05)的损失较少,而DL-Met对泌乳期间母猪的体重和背膘厚度变化并无显著影响(P>0.05)。与CON相比,OH-Met使泌乳期第0天和第14天的母乳蛋白、乳糖和非脂固形物增加了24.3-34.9%(P<0.05),而DL-Met仅使第0天乳蛋白和非脂固性物增加了17.2-17.7%(P<0.10)。此外,与CON相比,在泌乳期第0天和(或)14天,DL-Met和OH-Met主要增加了(P<0.05)母乳中的游离必需氨基酸(异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸和苏氨酸)和(或)调节机体氧化还原平衡相关氨基酸(胱氨酸和牛磺酸)。与CON相比,在泌乳期第0天和(或)14天,DL-Met和OH-Met增加了(P<0.05)母猪和(或)其子代血浆中的调节机体氧化还原平衡相关氨基酸(胱氨酸、牛磺酸和蛋氨酸)比CON的增加(P<0.05)。第二部分,日粮中补充蛋氨酸对断奶仔猪拮抗LPS诱导免疫应激的影响与机制研究在上述试验基础上,仔猪第21天断奶后,根据仔猪出生来源分为三组,分别给仔猪饲喂满足NRC(2012)推荐量的基础日粮(CON)以及在CON中分别添加相当于CON组TSAA含量25%的DL-Met或OH-Met,饲养试验持续42天后结束。期间,于仔猪第35日龄,从三种日粮处理中分别选取20头雄性仔猪,按照2×3因子设计试验共分为6组(n=10),处理因子包括日粮处理(CON、DL-Met、OH-Met)和免疫应激(生理盐水、100μg LPS/kg BW)。于LPS处理后的第0、4、12、24小时采集血液用于血生化和抗氧化等指标的分析。其中,于免疫应激处理24小时后,各组各取5头仔猪安乐死,采集样本用于后续机制分析。继续饲喂跟踪生产性能的变化至仔猪第63日龄。试验结果显示,三种日粮对断奶仔猪在第21至35日龄期间的生产性能无显著影响(P>0.05)。但是,LPS应激使得仔猪在第35至63日龄期间的体重增长、采食量和料肉比都显著下降(P<0.05),同时,在LPS应激后的第4、12和(或)24小时,LPS还增加了(P<0.05)血清中天门冬氨酸氨基转移酶、总胆红素、IL-1β、IL-6、TNF-a和丙二醛的水平,并减少了(P<0.05)血清中白蛋白、总蛋白、总抗氧化能力和谷胱甘肽过氧化物酶的水平。日粮补充DL-Met和OH-Met后均能改善LPS应激诱导的这些指标的变化。此外,在仔猪的第35和(或)49日龄,DL-Met和(或)OH-Met主要增加(P<0.05)了仔猪血清中的与氧化还原平衡调节(胱氨酸、蛋氨酸和牛磺酸)和抗炎反应(γ-氨基丁酸、天冬酰胺和苏氨酸)有关的游离氨基酸。值得注意的是,与DL-Met相比,补充OH-Met在多项测定指标上获得了更好的结果。另外,组织病理学结果显示,LPS诱发了肝脏和脾脏的损伤,而补充OH-Met可以有效缓解LPS-诱导的组织损伤。同时,LPS还降低了肝脏和(或)脾脏中GPX、SOD和CAT的活性,并上调了TLR4、My D88、TRAF6、NOD1、NOD2、NF-k B、TNF-α、IL-8、p53、BCL2、COX2的m RNA和(或)蛋白表达。日粮补充OH-Met可以拮抗LPS诱导的GPX和SOD活性以及前9个基因的变化。综上所述,本研究得出以下结论:1.在NRC(2012)推荐量的基础上,妊娠后期和泌乳期及其子代日粮中额外添加超过TSAA含量25%的蛋氨酸可以提高母猪繁殖性能及其子代的生长性能。且日粮添加OH-Met效果优于DL-Met。2.妊娠后期和泌乳期及其子代日粮中补充蛋氨酸提升了仔猪拮抗LPS诱导的生长发育迟缓、肝脏及脾脏损伤的能力,主要与其提升了机体抗氧化能力和抗炎症反应的能力有关,与其抑制LPS激活的TLR4和NOD信号通路相关。
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