低蛋白氨基酸平衡日糧和半胱胺添加對生長豬和育肥豬氮營養(yǎng)素利用的影響及其作用機制研究.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豬的生長會產(chǎn)生怎樣的影響，它們影響豬氮代謝的具體機制還不清楚。因此，本研究通過在不同蛋白水平日糧中添加CS研究其對生長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，并通過對氮代謝關(guān)鍵信號通路的分析，初步闡明日糧蛋白水平和CS對豬氮營養(yǎng)素利用的作用機制。
　　1、低蛋白氨基酸平衡日糧和半胱胺添加對生長豬和育肥豬生長性能、屠宰性能、血液生化指標及糞中含氮化合物的影響
　　(1)試驗1（生長豬部分）:試驗采用2×2因子試驗設(shè)計，選取120頭初始體重為42.18±0.70 kg（平均數(shù)±平均標準誤）的大×長×梅山三元雜交閹公豬，隨機分為4個處理，每個處理5個重復，每個重復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）的添加量為100 mg/kg。基礎(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）的標準回腸可消化氨基酸(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)，對于其它指標均未產(chǎn)生影響(P＞0.05);日糧添加CS顯著增加了生長豬的平均日增重(ADG)(P＜0.05)，降低了料重比(F/G)（P＜0.05），但是對平均日采食量（ADFI）沒有產(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添加對于生長豬所有指標均不存在互作效應（P＞0.05）。
　　(2)試驗2（

6、育肥豬部分）:試驗采用2×2因子試驗設(shè)計，選取120頭初始體重為65.84±0.61 kg（平均數(shù)±平均標準誤）的大×長×梅山三元雜交閹公豬，隨機分為4個處理，每個處理5個重復，每個重復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）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）的標準回腸可消化氨基酸(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)，對于其它指標均未產(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ADFI沒有產(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添加對于育肥豬所有指標均不存在互作效應（P＞0.05）。
　　2、低蛋白氨基酸平衡日糧和半胱胺添加對生長豬和育肥豬養(yǎng)分表觀消化率、腸道氨基酸及肽轉(zhuǎn)運載體表達的影響
　　試驗設(shè)計同試驗1和試驗2。
　　(1)生長豬部分:結(jié)果顯示，LP日糧顯著提高了生長豬粗蛋白(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），對于其它指標均未產(chǎn)生影響（P＞0.05）;日糧添加CS顯著增加了生長豬CP、粗脂肪(EE)、干物質(zhì)(DM)和有機物(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表達水平(P＜0.05)。日糧蛋白水平和CS添加對于生長豬所有指標均不存在互作效應（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)，對于其它指標均未產(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表達水平（P＜0.05）。日糧蛋白水平和CS添加對于育肥豬DM的養(yǎng)分消化率存在交互效應(P＜0.05)，對其余指標均不存在互作效應（P＞0.05）。
　　3、低蛋白氨基酸平

13、衡日糧和半胱胺添加對生長豬和育肥豬肝臟蛋白合成的影響試驗設(shè)計同試驗1和試驗2。
　　(1)生長豬部分:結(jié)果顯示，LP日糧顯著降低了生長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表達水平(P＜0.05)，對于其它指標均未產(chǎn)生影響（P＞0.05）;日糧添加CS顯著增加了生長豬肝臟中乙酰化酶4(SIRT4)的mRNA表達水平（P＜0.05），降低了GS、G

14、DH、CPS-1、SIRT5的mRNA表達水平（P＜0.05）。日糧添加CS顯著增加了肝臟中生長激素受體(GHR)、IGF-1、胰島素樣生長因子1受體（IGF-1R）、胰島素受體底物1（IRS-1）和蛋白激酶(Akt)的mRNA表達水平（P＜0.05），對胰島素受體(IR)的表達未產(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的蛋白表達水平（P＜0.05）;日糧蛋白水平和CS添加對生長豬所

15、有指標均不存在互作效應（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信號通路的基因表達（P＞0.05），也未對總的和磷酸化的mTOR、4E-BP1和S6K1的蛋白表達水平產(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表達水平(P＜0.05)，對IR的表達未產(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的蛋白表達水平（P＜0.05）;日糧蛋白水平和CS添加對育肥豬所有指標均不存在互作效應（P＞0.05）。
　　4、低蛋白氨基酸平衡日糧和半胱胺添加對生長豬和育肥豬骨骼肌蛋白合成和降解及肌肉發(fā)育的影響
　　試驗設(shè)計同試驗1和試驗2。
　　(1)生長豬部分:結(jié)果顯示，LP日糧降低了生長豬肌肉中GS的mRNA表達水平(P＜0.05)，對于其它指標均未產(chǎn)生影

17、響（P＞0.05）;日糧添加CS顯著降低了生長豬肌肉中GS的mRNA表達水平(P＜0.05)。日糧添加CS顯著增加了肌肉中IR、IRS-1和Akt的mRNA表達水平(P＜0.05)，對IGF-1和IGF-1R的表達未產(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)和肌細胞增強因子2B(MEF2B)的mRNA

18、表達水平，降低了肌肉生長抑制素(MSTN)的mRNA的表達水平;日糧蛋白水平和CS添加對生長豬所有指標均不存在互作效應(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)信號通路的基因表達(P＞0.05)，也未對總的和磷酸化的mTOR、4E-BP1和S6K1的蛋白表達水平產(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表達水平(P＜0.05)，對IR的表達未產(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表達水平（P＜0.05）;日糧蛋白水平和CS添加對育肥豬所有指標均不存在互作效應（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個百分點，補充合成氨基酸滿足8種必需氨基酸（Lys、Met、Thr、 Trp、Leu、Ile、Phe和Val）營養(yǎng)需要）能維持生長豬和育肥豬的正常生長，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產(chǎn)生顯著影響。
　　(2)日糧添加CS能提高生長豬和育肥豬氮的養(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能提高生長豬的生長性能，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IGF-1激活肝臟中mTOR信號通路以促進蛋白質(zhì)的合成，另一方面CS通過胰島素抑制肌肉中UPP信號通路以減少蛋白質(zhì)的降解，從而提高生長豬的生長性能;日糧添加CS能提高育肥豬的生長性能，這主要與CS提高了血液中的IGF-1濃度有關(guān)。IGF-1作為信號分子，既可以促進肝臟和肌肉

22、中mTOR信號分子的表達以促進蛋白質(zhì)的合成，又可以抑制肌肉中UPP通路信號分子的表達以減少蛋白質(zhì)的降解，從而促進生長。此外，CS還可以通過提高生長豬肌肉中MyoD1和MEF2B的基因表達水平，降低MSTN的基因表達水平，促進肌肉的發(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養(yǎng)調(diào)控手段;日糧蛋白水平和CS添加對于生長豬和育肥豬的生長性能和氮代謝不存在互作效應，它們對氮代謝的調(diào)控作用相互獨立的