氨基酸與豬的腸道健康和繁殖

第五講氨基酸與豬的腸道健康和繁殖日糧蛋白質(zhì)水平與仔豬腸道健康氨基酸與豬腸道健康蘇氨酸精氨酸谷氨酰胺功能性氨基酸與豬的繁殖當前第1頁\共有93頁\編于星期五\19點一、日糧蛋白質(zhì)水平與仔豬腸道健康當前第2頁\共有93頁\編于星期五\19點試驗舉證：試驗設計與試驗日糧日糧成分(%)1234小麥20.322.024.026.6玉米19.3321.7923.5323.79大麥20.322.024.026.6豆粕36.4530.2424.0217.66賴氨酸-0.20.40.8蛋氨酸0.020.080.140.02蘇氨酸-0.090.180.27色氨酸--0.030.07異亮氨酸--0.010.02纈氨酸--0.090.09Bellego和Noblet,2002;豬起始體重:11kg當前第3頁\共有93頁\編于星期五\19點試驗日糧養(yǎng)分含量CP(%)22.420.418.416.9DE(MJ/kg)14.7514.5914.6314.50NE(MJ/kg)10.2810.3310.5210.52氨基酸(%)賴氨酸1.201.191.211.23蛋氨酸0.340.370.390.41蘇氨酸0.820.810.800.81色氨酸0.270.240.230.24異亮氨酸0.950.860.750.75纈氨酸1.050.960.920.92組氨酸0.550.500.450.40Bellego和Noblet,2002當前第4頁\共有93頁\編于星期五\19點日糧蛋白質(zhì)水平對仔豬生產(chǎn)性能的影響指標日糧蛋白質(zhì)水平(%)22.420.418.416.9ADG(g)642661690663ADFI(g)959103910611048Feed/gain1.501.581.541.58各種糞便所占比例(%)硬糞81.982.095.489.0軟糞14.714.54.19.0液體狀糞3.43.50.52.0排泄氮(g/d)10.79.46.85.1沉積氮(g/d)17.817.718.515.6飲水量(g/d)1941188718671645排尿量(g/d)757643625481Bellego和Noblet,2002當前第5頁\共有93頁\編于星期五\19點降低日糧蛋白質(zhì)水平對斷奶仔豬生長性能和腸道健康的影響日糧CP水平(％)23.121.218.917.2DE(kcal/kg)3450345034503450SDLys,g/MJ0.930.930.930.93SDLys1.301.301.301.30SDThr0.880.820.810.81SDMet0.350.370.400.41SDTrp0.250.240.240.24Y.L.YaoandS.Y.Qiao,LivestockScience,2007當前第6頁\共有93頁\編于星期五\19點結(jié)果：對生長性能和糞指數(shù)的影響日糧DE水平(%)23.121.218.917.2SEMP值始重(kg)6.806.756.756.720.030.935末重(kg)10.5210.6110.279.650.280.042ADG(g/d)266275252209170.027采食量(g/d)357370342307220.134飼料/增重1.351.341.361.490.040.036糞指數(shù)0.610.490.420.380.020.015血漿尿素氮(mg/L)139.394.480.460.55.8<0.01Y.L.YaoandS.Y.Qiao,LivestockScience,2007當前第7頁\共有93頁\編于星期五\19點結(jié)果：腸道形態(tài)發(fā)育（單位um）日糧DE水平(%)23.121.218.917.2SEMP值十二指腸絨毛高度4544614574337.50.016隱窩深度1861791901804.50.717高度/深度2.452.572.412.410.080.575空腸絨毛高度4364294193938.80.017隱窩深度1971901921827.70.509高度/深度2.212.262.182.160.120.887回腸絨毛高度3993954003867.90.451隱窩深度1811761891755.80.194高度/深度2.202.242.192.211.00.437Y.L.YaoandS.Y.Qiao,LivestockScience,2007當前第8頁\共有93頁\編于星期五\19點結(jié)果：粘膜蛋白和二糖酶活性日糧DE水平(%)23.121.218.917.2SEMP值粘膜蛋白含量(mg/g粘膜)55.956.554.251.83.10.078小腸二糖酶活性乳糖酶39.739.735.629.52.00.016蔗糖酶54.255.250.743.72.10.015麥芽糖酶85.387.086.985.72.40.753Y.L.YaoandS.Y.Qiao,LivestockScience,2007當前第9頁\共有93頁\編于星期五\19點降低日糧蛋白質(zhì)順序補充氨基酸對斷奶仔豬生長性能的影響日糧CP水平(％)21.0+Lys+Thr+Met17.0+Lys+Thr+Met+Trp+Ile+Val17.0+Lys+Thr+Met+Trp+Ile+Val+Gln17.0+Lys+Thr+Met+Trp+Ile+Val+Gln+ArgDE(kcal/kg)3450345034503450SDLys1.391.391.391.39SDThr0.960.960.950.96SDMet0.450.480.480.48SDTrp0.230.230.230.23SdIle0.800.940.940.94SDVal0.960.750.750.75SdArg1.361.051.041.34岳隆耀，譙仕彥，2008當前第10頁\共有93頁\編于星期五\19點結(jié)果：對仔豬生長性能的影響（試驗期7天）日糧CP水平(％)21.0+Lys+Thr+Met17.0+Lys+Thr+Met+Trp+Ile+Val17.0+Lys+Thr+Met+Trp+Ile+Val+Gln17.0+Lys+Thr+Met+Trp+Ile+Val+Gln+ArgP值始重(kg)6.76.76.66.70.93末重(kg)8.778.518.178.660.03ADG(g/d)2952592252810.01采食量(g/d)3814123404310.01飼料/增重1.291.591.511.540.02岳隆耀，譙仕彥，2008當前第11頁\共有93頁\編于星期五\19點40頭杜×大×長仔豬,17±1d斷奶,體重5.32±0.24kg，2個組，每組5圈，每圈5頭處理1日糧CP水平，22.5%；處理2日糧CP水平17.6%CP試驗期14天，第8天用5×1010cfu/mL的大腸桿菌口服感染，感染后1、3、7天屠宰

日糧蛋白質(zhì)水平對斷奶仔豬生產(chǎn)性能和腸道健康的影響(Opapeju等,2009)Opapeju

etal.,2009.J.Anim.Sci.當前第12頁\共有93頁\編于星期五\19點日糧配方Item22.5%CP17.6%CPIngredient,%

Corn53.21

67.63

Wheat14.01

5.00

Soybeanmeal

4.00

4.00

Fishmeal

6.00

6.00

Wheypowder

7.00

7.00

Spray-driedbloodplasma

2.00

2.00

Casein

7.90

—

Canolaoil

3.64

3.34

Limestone

0.63

0.55

Biofos

0.51

0.83

Vitaminandmineralpremix

1.00

1.00

Biolys—

1.13

DL-Met

0.06

0.29

L-Thr

0.03

0.32

L-Trp

0.01

0.10

L-Ile—0.37

L-Val—0.44當前第13頁\共有93頁\編于星期五\19點Calculatednutrientcomposition22.5%CP

17.6%CPME,MJ/kg

14.5114.51

CP,%

22.5017.64

Lys,%

1.471.47

Met,%

0.580.61

Ile,%

0.980.97

Thr,%

0.950.97

Trp,%

0.280.28

Val,%

1.231.21StandardizedilealdigestibleAA,%

Lys

1.351.35

Met+Cys

0.810.81

Thr

0.880.88

Trp

0.250.25

Ile

0.900.90

Val

1.121.12Ca,%

0.800.80TotalP,%

0.650.65飼料營養(yǎng)成分含量當前第14頁\共有93頁\編于星期五\19點Item22.5%CP17.6%CPSEMInitialBW,kg

5.345.30

0.24FinalBW,kg

8.518.07

0.30ADG,g

d1to7201a

147b

8.5

d9to1033330421.81

d12to1432234329.39

Overall28626513.01G:F,g/g

d1to7

1.00a

0.82b

0.02

d9to10

1.201.11

0.10

d12to14

1.081.06

0.07

Overall

1.061.04

0.05Fecalconsistencyscore

24hafterchallenge0.680.32

0.19

30hafterchallenge1.000.60

0.30

48hafterchallenge1.40a

0.50b

0.29

72hafterchallenge1.40a

0.60b

0.17

5dafterchallenge1.10a0.30b

0.23

Overall1.12a

0.46b

0.17結(jié)果：生產(chǎn)性能

當前第15頁\共有93頁\編于星期五\19點日糧蛋白質(zhì)水平對回腸食糜中大腸桿菌K88數(shù)量的影響當前第16頁\共有93頁\編于星期五\19點Taxonomiclevel,%22.5%CP17.6%CPSEMFhylumBacteroidetes

1.5

2.5

0.50

ClassunclassifiedBacteroidetes

1.5

2.5

0.50厚臂菌門92.488.6

1.90桿菌綱11.613.9

1.15梭菌綱77.374.7

1.30梭菌目50.0a

73.4b11.7FamilyLachnospiraceae18.2a

43.0b12.4

GenusRoseburia

2.5a

12.7b

5.10

OrderunclassifiedClostridia27.3a

1.3b

13.0

ClassunclassifiedFirmicutes

3.5

0.0

1.75PhylumLentisphaerae

0.5

1.3

0.40

ClassLentisphaerae

0.5

1.3

0.40PhylumProteobacteria

5.6

7.6

1.00

ClassEpsilonproteobacteria

0

2.5

1.25

ClassDeltaproteobacteria

0.5

2.5

1.00

ClassGammaproteobacteria

2.5

0.0

1.25

ClassBetaproteobacteria

2.0

1.30

ClassunclassifiedProteobacteria

0.5

1.3

0.40PhylumunclassifiedBacteria

0.5

0.0

0.25日糧蛋白質(zhì)水平對結(jié)腸菌群的影響當前第17頁\共有93頁\編于星期五\19點Item22.5%CP17.6%CPSEMAmmoniaN,mg/L

1dbeforechallenge237.85a168.97b20.68

3dafterchallenge293.99211.7771.28

7dafterchallenge414.97a182.65b73.89TotalVFA,mmol/L

1dbeforechallenge

17.24

21.85

2.45

3dafterchallenge

16.75

15.32

1.47

7dafterchallenge

17.85

18.65

2.48日糧蛋白質(zhì)水平對結(jié)腸氨濃度和總揮發(fā)性脂肪酸的影響當前第18頁\共有93頁\編于星期五\19點Item22.5%CP17.6%CPSEMVillusheight,μm402.03405.5216.15

1dbeforechallenge330.16a458.52b26.38

3dafterchallenge412.92409.519.13

7dafterchallenge351.94a243.38a21.12Cryptdepth,μm

1dbeforechallenge351.94a243.38a21.12

3dafterchallenge324.77312.1119.28

7dafterchallenge357.88299.4124.75Villusheight:cryptdepth

1dbeforechallenge1.18a

1.67b0.10

3dafterchallenge1.03a1.47b0.06

7dafterchallenge1.201.390.11日糧蛋白質(zhì)水平對回腸絨毛發(fā)育的影響當前第19頁\共有93頁\編于星期五\19點結(jié)論

用大腸桿菌感染17日齡斷奶仔豬17.6%CP添加合成氨基酸的日糧可取得和22.5%CP日糧相似的生產(chǎn)性能降低日糧蛋白質(zhì)水平可減少結(jié)腸氨氣的產(chǎn)生和蛋白質(zhì)的發(fā)酵降低日糧蛋白質(zhì)水平減少大腸和小腸中大腸桿菌的數(shù)量降低日糧蛋白質(zhì)水平增加絨毛高度和隱窩深度的比,增加結(jié)腸中丁酸的產(chǎn)生當前第20頁\共有93頁\編于星期五\19點二、氨基酸與豬的腸道健康當前第21頁\共有93頁\編于星期五\19點腸道屏障粘液層腸上皮層緊密連接層粘膜下固有層機械屏障生物屏障維持腸道微生態(tài)平衡降低腸道pH值激活腸道免疫系統(tǒng)活性促進營養(yǎng)素消化吸收腸道屏障上皮內(nèi)淋巴細胞派爾集合淋巴小結(jié)腸上皮的識別功能M細胞腸道免疫球蛋白免疫屏障化學屏障胃酸膽汁各種消酶溶菌酶粘多糖常駐菌群微生態(tài)平衡注：研究較多的為腸上皮細胞屏障和免疫屏障當前第22頁\共有93頁\編于星期五\19點小腸氨基酸代謝

注：Asp，天冬氨酸；BCAA，支鏈氨基酸；BCKA，支鏈酮酸脫氫酶；CP，氨甲酰磷酸；Glu，谷氨酸；a-KG，a-酮酸；MTF，N5，N10－亞甲基四氫葉酸；OAA，草酰乙酸；Pyr，丙酮酸；TF，四氫乙酸Wu，1998

抗氧化能量細胞修復信號分子粘液蛋白當前第23頁\共有93頁\編于星期五\19點1、蘇氨酸當前第24頁\共有93頁\編于星期五\19點蘇氨酸在腸道的去向?采食的蘇氨酸腸道(60~85%)蛋白質(zhì)合成氧化供能97%3%黏液蛋白內(nèi)源分泌CO2IgA黏膜蛋白當前第25頁\共有93頁\編于星期五\19點日糧真可消化蘇氨酸對7-13kg豬生長性能的影響WangXu，QiaoShiyan,etal.2006,Anim.FeedSci.Technol.指標真可消化蘇氨酸水平，％SEMP值0.370.751.11初始重,kg7.227.327.340.550.987末重,kg11.8013.0313.140.770.416ADG,g254318322170.021ADFI,g470477474120.920F/G,g1.861.501.500.060.001當前第26頁\共有93頁\編于星期五\19點日糧真可消化蘇氨酸對7-13kg豬蛋白質(zhì)合成效率的影響指標真可消化蘇氨酸水平，％SEMP值0.370.751.11肝臟99.9136.8144.010.450.020背最長肌5.09.85.21.180.017十二指腸粘膜13.386.851.86.410.012空腸粘膜75.5115.888.87.350.006回腸粘膜78.185.370.29.970.575十二指腸黏液58.579.649.17.550.047空腸黏液52.896.752.68.290.029回腸黏液55.977.975.25.770.032XuWang，ShiyanQiao，2007，J.nutr.

當前第27頁\共有93頁\編于星期五\19點日糧TID蘇氨酸水平對大腸桿菌激發(fā)前后斷奶仔豬空腸黏膜IgG含量的影響

IgG:

蘇氨酸水平P>0.05

E.coliP=0.06

互作P=0.07IgG濃度日糧TID蘇氨酸水平(g/kg)(μg/g)王旭,譙仕彥.2006

當前第28頁\共有93頁\編于星期五\19點日糧真可消化蘇氨酸對21日齡斷奶仔豬小腸黏液蛋白含量的影響WeiweiWang，ShiyanQiao,etal.,2010,J.Nutr.當前第29頁\共有93頁\編于星期五\19點項目真可消化蘇氨酸水平（%）SEM1P值0.370.740.891.11十二指腸0.313b0.466b0.806a0.396b0.0630.0004空腸0.196b

0.429ab0.598a0.229b0.0830.0156回腸0.124b0.345a0.367a

0.240ab0.0440.0086

日糧真可消化蘇氨酸對仔豬小腸黏液蛋白基因表達的影響

WeiweiWang，ShiyanQiao,etal.,2010,J.Nutr.當前第30頁\共有93頁\編于星期五\19點

日糧真可消化蘇氨酸對仔豬小腸黏液蛋白亞型的影響杯狀細胞真可消化蘇氨酸水平（%）SEM10.370.740.891.11十二指腸 中性

7.6

4.8

8.810.01.50酸性16.534.7

36.550.54.84含硫

60.7ab

70.7a

66.0ab

48.6b3.73空腸中性

8.813.4

6.810.01.48酸性15.727.4

25.223.22.51含硫31.330.3

38.433.62.86回腸中性

16.3b

13.7b

31.5a

22.8ab3.29酸性

19.2b

30.7a

28.0a

25.2ab2.70含硫54.649.2

43.5

42.95.12WeiweiWang，ShiyanQiao,etal.,2010,J.Nutr.當前第31頁\共有93頁\編于星期五\19點日糧真可消化蘇氨酸對仔豬小腸黏膜上皮細胞凋亡的影響

WeiweiWang，ShiyanQiao,etal.,2009,J.Nutr.當前第32頁\共有93頁\編于星期五\19點1998以后豬最佳蘇氨酸與賴氨酸比例（%）的研究結(jié)果010203040506070805-10kg10-20kg20-50kg50-120kg泌乳母豬蘇氨酸與賴氨酸的比例（%）65%MaoX.B.,X.F.Zengetal.,2010,FrontiersBiosci.當前第33頁\共有93頁\編于星期五\19點2、精氨酸當前第34頁\共有93頁\編于星期五\19點精氨酸作用的信號通路

精氨酸

FAK

細胞信號

PI-3KAP-1和cJun

(絲氨酸激酶)

(轉(zhuǎn)錄因子)血管再生血管舒張血流神經(jīng)傳遞免疫反應線粒體功能蛋白激酶

AmTOR蛋白質(zhì)合成細胞增殖和遷移70kDaS6kinase(p70s6k)NO&多胺Rhoadsetal.(2004)Gut53:514-522.FAK,focaladhesionkinase.Rhoadsetal.(2008)JNutr(Inpress)當前第35頁\共有93頁\編于星期五\19點日糧添加精氨酸對14日齡斷奶仔豬小腸絨毛高度的影響日糧添加精氨酸對14日齡斷奶仔豬小腸隱窩深度的影響AB斷奶仔豬日糧中添加精氨酸對小腸絨毛形態(tài)的影響ZhenfengZhan,DefaLi，etal.,2008,J.Nutr.當前第36頁\共有93頁\編于星期五\19點十二指腸空腸回腸一氧化氮(μmol/g)L-ArgL-ArgA內(nèi)皮素(pg/mg)十二指腸空腸回腸L-ArgL-ArgB日糧添加精氨酸對14日齡斷奶仔豬小腸中NO濃度的影響日糧添加精氨酸對14日齡斷奶仔豬小腸中ET-1濃度的影響斷奶仔豬日糧中添加精氨酸對小腸NO和血管內(nèi)皮素的影響ZhenfengZhan,DefaLi，etal.,2008,J.Nutr.當前第37頁\共有93頁\編于星期五\19點小結(jié)

精氨酸影響腸道重量、腸粘膜重量、絨毛高度、隱窩深度、粘膜蛋白含量、粘膜DNA、腸上皮細胞的增殖，影響腸道屏障功能日糧適宜添加精氨酸可以作為一種有效的促進小腸微血管損傷修復的手段當前第38頁\共有93頁\編于星期五\19點3、谷氨酰胺當前第39頁\共有93頁\編于星期五\19點谷氨酰胺在腸道的生理功能為氨基酸、蛋白質(zhì)和核酸的合成提供氮源為腸道供能約占總量的70％以上是腸道粘膜代謝的必需營養(yǎng)物質(zhì)Gln缺乏，可使腸粘膜萎縮、絨毛變稀變短，屏障功能下降當前第40頁\共有93頁\編于星期五\19點谷氨酰胺減輕腸粘膜損傷的可能機制參與三羧酸循環(huán)，生成ATP供能參與粘膜細胞核酸及蛋白質(zhì)的合成代謝促進腸粘膜細胞的更新和再生保持腸粘膜細胞超微結(jié)構(gòu)的完整性刺激機體產(chǎn)生高血糖素增加萎縮腸粘膜中谷氨酰胺酶活性當前第41頁\共有93頁\編于星期五\19點Wuetal.1996.JNutr.126:2578-2584.十二指腸空腸谷氨酰胺添加比例谷氨酰胺添加比例絨毛高度或粘膜固有層深度斷奶天數(shù)0%1%SE0%1%SE絨毛高度，μm0454339736536337270a358b32144234553447744734粘膜固有層深度，μm026919373053121923725617144234212230127916斷奶仔豬日糧中添加谷氨酰胺對腸道絨毛高度和粘膜固有層深度的影響谷氨酰胺防止斷奶仔豬空腸粘膜萎縮當前第42頁\共有93頁\編于星期五\19點Domeneghini.2006.VetResComm.30:331–342.項目對照（n=16）0.5%谷氨酰胺組P值絨毛高度(V,μm)168.18±9.33207.63±9.330.0038隱窩深度(C,μm)109.97±13.73166.47±13.730.0049V/C值

1.53±0.103

1.25±0.1030.0215斷奶仔豬日糧中添加0.5%的谷氨酰胺對小腸絨毛高度和隱窩深度的影響當前第43頁\共有93頁\編于星期五\19點

Domeneghini.2006.VetResComm.30:331–342.對照組（n=16）谷氨酰胺（n=16）P值腸上皮細胞（%）調(diào)亡（A）2.702.550.0109有絲分裂（M）39.1040.820.0159A/M值0.0690.0620.0023斷奶仔豬日糧中添加0.5%的谷氨酰胺對小腸上皮細胞凋亡和有絲分裂的影響當前第44頁\共有93頁\編于星期五\19點炎性介質(zhì)TNF-α、IL-6、DAO、D乳酸增加，使腸粘膜通透性增強，導致腸道屏障功能降低當前第45頁\共有93頁\編于星期五\19點斷奶仔豬日糧中添加1%的谷氨酰胺對空腸谷胱甘肽和絨毛高度的影響WangJJetal.(2008)JNutr138:1025-1032項目

對照組谷氨酰胺組GSSG/GSH,nmol/nmol0.087±0.0050.051±0.002*絨毛高度,μm269±7.5371±9.2*當前第46頁\共有93頁\編于星期五\19點谷氨酰胺下調(diào)與凋亡有關(guān)的基因

KLF-10 -64%Laproteinhomolog -41%Peptidyl-prolylisomerase -37%MAPK-6 -75%ICAM-1 -38%

WangJJetal.2008,JNutr138:1025-1032當前第47頁\共有93頁\編于星期五\19點小結(jié)日糧TID蘇氨酸影響斷奶仔豬腸黏膜和黏液蛋白質(zhì)的合成日糧TID蘇氨酸影響斷奶仔豬腸黏液蛋白的基因表達，改變黏液蛋白的類型，從而影響小腸黏液屏障功能日糧TID蘇氨酸影響小腸黏膜形態(tài)、黏膜上皮細胞通透性和細胞凋亡，從而影響小腸上皮細胞屏障功能當前第48頁\共有93頁\編于星期五\19點三、功能性氨基酸與豬的繁殖當前第49頁\共有93頁\編于星期五\19點1、母豬胚胎發(fā)育與繁殖性能當前第50頁\共有93頁\編于星期五\19點哺乳動物窩產(chǎn)仔數(shù)是母體的遺傳特征，影響因素十分復雜，包括排卵率、子宮大?。ㄈ萘浚?、胚胎和胎兒的存活（Wu等，2006；Distl，2001）由于子宮內(nèi)環(huán)境不理想（可能包括子宮分泌不足和營養(yǎng)不足），豬是所有畜禽中出生前胎兒損失最多的（50%）（Bazer等，2009）。一個商業(yè)化豬場中，妊娠25、36和45天胎兒的存活率分別只有60%、50%和45%。雖然高產(chǎn)青年母豬（prolificgilts）可生產(chǎn)20-30個卵泡，但分娩時只能產(chǎn)出9-15個仔豬（Town等，2005）。窩產(chǎn)仔數(shù)的限制當前第51頁\共有93頁\編于星期五\19點

胚胎的第一次死亡高峰發(fā)生在妊娠的12-15天，出生前損失胚胎的75%發(fā)生在妊娠的25-30天，下一次胚胎的死亡在妊娠的30-40天，接著是55-75天，最后是即將分娩的時間（Ford等，2002）。妊娠30天后損失的胎兒導致子宮容積不足（Webel和Dziuk，1974），因此窩仔數(shù)越大的母豬（大于10），其胚胎的死亡率也越高（Town等，2005）胚胎的死亡當前第52頁\共有93頁\編于星期五\19點中國母豬的胚胎發(fā)育情況生殖階段胚胎或仔豬數(shù)量排卵數(shù)17受精卵數(shù)量16.2妊娠25天的胚胎12.3妊娠50天的胚胎11.2妊娠75天的胚胎10.2妊娠100天的胚胎9.8分娩的活仔豬9.4斷奶的活仔豬8.0當前第53頁\共有93頁\編于星期五\19點我國母豬的繁殖水平每頭母豬平均年供活豬數(shù)當前第54頁\共有93頁\編于星期五\19點美國德克薩斯農(nóng)工大學豬中心2003-2009年關(guān)于初生仔豬的數(shù)據(jù)分析項目值2產(chǎn)仔母豬數(shù)132產(chǎn)仔總數(shù)1,468出生活仔數(shù)1,340出生仔豬死亡數(shù)128每窩平均產(chǎn)仔數(shù)11.12窩均產(chǎn)活仔數(shù)10.15仔豬窩均死亡數(shù)0.97仔豬平均初生重，kg1.35活仔平均初生重，kg1.37仔豬出生死亡率，%8.7仔豬出生活仔率，%91.3當前第55頁\共有93頁\編于星期五\19點美國德克薩斯農(nóng)工大學豬中心2003-2009年仔豬出生重的數(shù)據(jù)76%的斷奶死亡仔豬為宮內(nèi)發(fā)育遲緩仔豬（初生重<1.10kg）。仔豬初生重(kg)范圍比例%0.5-0.693.00.70-0.897.40.90-1.0913.21.10-1.2931.41.30-1.4927.81.50-1.6914.31.70-2.092.9斷奶死亡率，%11.5當前第56頁\共有93頁\編于星期五\19點2、功能性氨基酸與母豬繁殖性能當前第57頁\共有93頁\編于星期五\19點定義：是能夠調(diào)節(jié)代謝途徑，有益于人和動物生存、生長、發(fā)育、繁殖和健康的氨基酸，包括精氨酸、胱氨酸、谷氨酸、亮氨酸、哺氨酸和色氨酸。現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，一些氨基酸能促進NO的生成，后者能促進一些組織中的血液循環(huán)，增加血液的供應，從而發(fā)揮許多重要的生物學功能功能性氨基酸當前第58頁\共有93頁\編于星期五\19點胎盤形成的時間在妊娠的第15天，胎盤的形成是血管快速生成的過程，在妊娠的第25天，胎盤膜形成。妊娠的第20-60天，是胎盤快速發(fā)育的時期。妊娠70天胎盤發(fā)育最快，這是與胎兒的發(fā)育規(guī)律一致的（Wu等，2005）。

在所有營養(yǎng)素中，氨基酸對胎盤的生長最為重要，它為胎盤生長所必需，是激活細胞蛋白質(zhì)合成的機器（Li等，2009）。胚胎和胎兒發(fā)育中胎盤的作用當前第59頁\共有93頁\編于星期五\19點GTP（三磷酸鳥苷）L-精氨酸（+）三磷酸鳥苷環(huán)化水解酶I7,8-三磷酸二氫新蝶呤6-丙酮-四氫蝶呤合成酶6-丙酮-四氫生物蝶呤（BH4）四氫生物蝶呤（BH4）墨蝶呤還原酶L-精氨酸+O2L-瓜氨酸NOSNONADP+NADPH+H+

豬胎盤的四氫蝶呤生物合成途徑（+）表示由精氨酸增強了鳥苷三磷酸（GTP）環(huán)化水解酶I的蛋白表達。鳥苷三磷酸（GTP）環(huán)式水解酶I是第一個GTP轉(zhuǎn)化為四氫生物蝶呤的限速酶[一種由精氨酸合成NO的必要輔助因子]。NOS：一氧化氮合成酶，NADP：煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（輔酶II），NADPH為還原型輔酶II，NAD+為輔酶I當前第60頁\共有93頁\編于星期五\19點胚胎初期形成的間質(zhì)細胞EmbryonicmesenchymalprecursorNO肌細胞myocytes脂肪細胞AdipocytesNO和多胺原生肌纖維（孕期25-50d）Primaryfibers次生肌纖維（孕期50-90d）Secondaryfibers出生時肌肉纖維數(shù)量Numbersofmusclefibersatbirth出生后肌肉的生長Postnatalmusclegrowth一氧化氮（NO）和多胺在骨骼肌細胞和脂肪細胞發(fā)育中的作用胚胎初期形成的間質(zhì)細胞在NO的作用下分化為肌細胞和脂肪細胞，肌細胞生長成為次生肌纖維（secondaryfibers）受NO和多胺（精氨酸產(chǎn)生）的影響。出生時次生肌纖維（secondaryfibers）更進一步發(fā)展成為骨骼肌細胞，妊娠期NO合成酶不足容易形成白色脂肪細胞，但是肌細胞的合成受損。當前第61頁\共有93頁\編于星期五\19點母豬飼喂日糧中添加功能性氨基酸對母系血漿及繁殖過程中氨基酸濃度的影響變量Control2(n=32)FAA3(n=30)PooledSEM母豬血漿中精氨酸濃度，μM202285*10母豬血漿中谷氨酸濃度，μM38039218母豬血漿中脯氨酸濃度，μM283334*15母豬血漿中鳥氨酸濃度，μM81133*6.7母豬血漿中賴氨酸濃度，μM1281265.5母豬血漿中無機氨濃度，μM7654*4.2母豬血漿中尿素濃度，mM2.091.52*0.12每窩產(chǎn)仔數(shù)11.0311.90*0.40每窩產(chǎn)活仔數(shù)9.9111.33*0.33初生仔豬均重，kg1.351.360.02初生活仔均重，kg1.371.370.02初生窩重，kg14.616.0*0.36初生活仔窩重，kg13.415.4*0.32每窩初生仔豬死亡數(shù)，1.130.57*0.12所有初生仔豬體重差異，4%17.312.7*0.58存活初生仔豬體重差異，4%15.111.5*0.531所有母豬(約克×長白母豬和杜洛克×漢普夏公豬)每天分別在07：00和18：00分2次飼喂2kg玉米-豆粕型日糧(Mateoetal.,2007)?；A日糧的氨基酸含量(含0.70%精氨酸和1.22%谷氨酸的飼喂基礎)。母豬體重為114±1.6kg,n=62).懷孕110天時在飼喂后2小時由耳靜脈對母豬采血樣，2L-丙氨酸(31g，等氮處理)作為追加營養(yǎng)在懷孕30-114天時添加38gL-精氨酸和12gL-谷氨酸的混合物在懷孕30-114天時作為追加營養(yǎng)添加到2kg基礎日糧中.該FAA日糧中含有1.1%精氨酸和1.8%谷氨酸。當前第62頁\共有93頁\編于星期五\19點項目所有初生仔豬初生存活仔豬Control2FAA3SEMControlFAASEM初生體重,kg0.60to1.09kg0.98(83)1.01(60)0.011.01(59)1.01(49)0.011.10to1.29kg1.24(106)1.23(87)0.011.24(98)1.23(83)0.011.29to1.49kg1.46(98)1.39(136)0.011.46(96)1.39(134)0.011.50to1.69kg1.65(54)1.58(58)0.011.65(52)1.58(58)0.011.70to2.09kg1.89(12)1.80(16)0.021.89(12)1.80(16)0.02仔豬在不同體重等級中的分布，%0.60to1.09kg23.516.8?18.614.4?1.10to1.29kg30.024.4?30.924.4?1.30to1.49kg27.838.1?30.339.4?1.50to1.69kg15.316.216.417.11.70to2.09kg3.44.53.84.7所有母豬(約克×長白母豬和杜洛克×漢普夏公豬)每天分別在07：00和18：00分2次飼喂2kg玉米-豆粕型日糧(Mateoetal.,2007)。基礎日糧的氨基酸含量(含0.70%精氨酸和1.22%谷氨酸的飼喂基礎)見表3。母豬體重為114±1.6kg,n=62)。懷孕110天時在飼喂后2小時由耳靜脈對母豬采血樣，2L-丙氨酸(31g，等氮處理)作為追加營養(yǎng)在懷孕30-114天時添加38gL-精氨酸和12gL-谷氨酸的混合物在懷孕30-114天時作為追加營養(yǎng)添加到2kg基礎日糧中，該FAA日糧中含有1.1%精氨酸和1.8%谷氨酸。母豬飼喂日糧中添加功能性氨基酸（FAA）1對初生仔豬體重分布的影響當前第63頁\共有93頁\編于星期五\19點亮氨酸Leu、脯氨酸Pro氨基酸（AA）脯氨酸Pro精氨酸ArgEPT鳥氨酸Orn多胺ODC谷氨酸GluEPT蛋白質(zhì)合成精氨酸ArgmTOR(＋)(＋)(＋)(＋)(＋)

豬胎盤中功能性氨基酸在調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成中的重要作用多胺是細胞中DNA和蛋白質(zhì)合成的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。精氨酸在胚胎外組織中代謝轉(zhuǎn)化為脯氨酸和鳥氨酸，在豬胎盤中，脯氨酸降解為鳥氨酸，鳥氨酸在鳥氨酸脫羧酶（ODC）的作用下合成多胺，ODC的表達是在谷氨酸的刺激下實現(xiàn)的。此外，蛋白質(zhì)的合成受mTOR蛋白信號轉(zhuǎn)導途徑調(diào)控，mTOR的活性受精氨酸、谷氨酸、亮氨酸和脯氨酸影響。由功能性氨基酸合成蛋白質(zhì)或者多胺的選擇性作用機理可能提供了一種能夠改善胎盤生長發(fā)育的新的有效途徑。當前第64頁\共有93頁\編于星期五\19點懷孕60天的胎豬骨骼肌中精氨酸代謝酶的活性和氨基酸中精氨酸家族的組成和濃度1NIUGIUGRSEM腓腸肌，mg256201*7.2精氨酸，nmol/g組織438356*9.5脯氨酸，nmol/g組織520423*13鳥氨酸，nmol/g組織8465*4.1谷氨酸，nmol/g組織4.373.69*0.27腐胺，nmol/g組織12681*5.8亞精胺，nmol/g組織191128*7.6精胺，nmol/g組織225174*8.2四氫生物蝶呤，nmol/g組織1.200.77*0.06ODC活性，nmol/min每克組織2.571.85*0.14cNOS活性，nmol/min每克組織1.341.020.081

數(shù)據(jù)合并標準誤差(n=6)。初產(chǎn)母豬（約克*長白母豬和杜洛克*漢普夏公豬雜交）（懷孕0-60天）飼喂2kg/天玉米-豆粕型基礎日糧（見表1）。懷孕60天時宮內(nèi)發(fā)育正常（NIUG）和宮內(nèi)發(fā)育遲緩（IUGR）的仔豬胎重分別為126和94g（SEM=4.5g）；骨骼肌中氨基酸、多胺、四氫生物蝶呤含量和酶活性的測定采用現(xiàn)有方法方法(MeiningerandWu,2002;Wuetal.,2005;WuandMeininger,2008).NIUG：宮內(nèi)發(fā)育正常；IUGR：宮內(nèi)發(fā)育遲緩；ODC：鳥氨酸脫羧酶；cNOS：原生型一氧化氮合成酶*P<0.05，數(shù)據(jù)分析采用t-檢驗

當前第65頁\共有93頁\編于星期五\19點3、精氨酸和N-氨甲酰谷氨酸在調(diào)節(jié)母豬胚胎發(fā)育中的作用當前第66頁\共有93頁\編于星期五\19點不同妊娠時期在母豬胎盤中精氨酸含量在妊娠40天，胎盤中精氨酸含量升至最高，達到14.26mmol/l（Wu等，1996）妊娠天數(shù)當前第67頁\共有93頁\編于星期五\19點豬胎盤中NO的合成妊娠天數(shù)00.10.20.30.40.50.6102030405060708090100110NO合成(nmol/gtissue/h)Wuetal.(2005)Biol.Reprod.72:842-850.abcccdeefa-f:P<0.05當前第68頁\共有93頁\編于星期五\19點精氨酸在母豬羊水中的含量羊水中的精氨酸仍以孕期35-40日齡最高，比胎盤中低是因為被胚胎吸收利用（Wu等，1996）當前第69頁\共有93頁\編于星期五\19點豬尿囊液中精氨酸濃度當前第70頁\共有93頁\編于星期五\19點母豬妊娠40天胎盤尿囊液中各種游離氨基酸占總游離氨基酸N的比例（%）（Wu等，1996）當前第71頁\共有93頁\編于星期五\19點母豬妊娠45天時，胎盤尿囊液與母體血液中精氨酸含量（mmol/l）胎盤尿囊液中精氨酸濃度遠高于母體血液，說明子宮對精氨酸進行充分吸收和合成，以滿足胚胎的需求。（Wu等，1996）當前第72頁\共有93頁\編于星期五\19點母豬妊娠期間，胚胎腸道中精氨酸合成酶的活性當胚胎發(fā)育至45天，腸道中精氨酸合成酶活性迅速升高，合成精氨酸彌補母體供應的不足。（Dekaney等，2003）當前第73頁\共有93頁\編于星期五\19點其它營養(yǎng)調(diào)控飼養(yǎng)管理遺傳基因疾病控制繁殖性能影響因素精氨酸及其內(nèi)源合成激活劑：NCG影響母豬繁殖性能的因素分析當前第74頁\共有93頁\編于星期五\19點初產(chǎn)母豬(n=53)妊娠第30-114天添加

1％L-精氨酸鹽酸鹽對繁殖性能影響Mateoetal.(2006)J.Anim.Sci.84(Suppl.2):7-8當前第75頁\共有93頁\編于星期五\19點初產(chǎn)母豬（n=80）妊娠第1-30天添加

1.3％L-精氨酸對繁殖性能影響農(nóng)業(yè)部飼料工業(yè)中心，2008總活仔數(shù)平均初生重當前第76頁\共有93頁\編于星期五\19點妊娠全期添加精氨酸對初產(chǎn)大鼠繁殖性能的影響ZengXiangfangetal.,JNutri.,2008,當前第77頁\共有93頁\編于星期五\19點N-氨甲酰谷氨酸，NCGN-氨甲酰谷氨酸（N-Carbamylglutamate,NCG）是N-乙酰谷氨酸（

NAG）的代謝穩(wěn)定類似物，可激活精氨酸內(nèi)源合成的限速酶－氨甲酰磷酸合成酶-1（CPS-1），從而提高精氨酸的內(nèi)源合成。NAGCOOHNH2CCH2CH2COOHHCH3CONCGCOOHNH2CCH2CH2COOHHNH2CON-乙酰谷氨酸N-氨甲酰谷氨酸當前第78頁\共有93頁\編于星期五\19點Glutamine谷氨酰胺GlutaminaseNH3Glutamate谷氨酸P-5-CProlineOxidaseP5CSOATGlua-KGOrnithineOCTCPCPS-INH3+HCO3-CitrullineProline脯氨酸a-KGGPTAspOAAa-KGCO2TCACycleCitrullineMitochondriaCytosol

Arginine精氨酸ArgininosuccinateASSASLFumarateAspNAG/NCG+PyrAlaGOTH2O?O230%P5CtoCitrulline精氨酸內(nèi)源合成調(diào)控線路圖WuGandKnabeDA(1995)AmJPhysiol269:R621-629.當前第79頁\共有93頁\編于星期五\19點NCG可利用谷氨酰胺或脯