日粮添加丁酸钠对低初生重新生仔猪生长性能及肠道发育的影响

2015-01-21马红艳杨跃奎吕学斌曹山川刘静波

饲料工业 2015年20期

■马红艳姚毅杨跃奎吕学斌曹山川刘静波

（1.运城农业职业技术学院，山西运城 044000；2.四川省畜牧科学研究院，四川成都 610000；3.西南科技大学生命科学与工程学院，四川绵阳 621010）

实际生产中，低初生重（LBW）仔猪断奶成活率不足50%，不仅降低了母猪年提供的断奶仔猪数，而且直接影响后期的生长性能[1]。仔猪低初生重源于宫内生长发育期胎盘养分供应不足，是导致新生仔猪能量负平衡及高死亡率的关键原因。因此，保证新生期充足的养分供应是保证LBW仔猪成活率的关键[2]。肠道是营养物质消化和吸收的首要途径，对新生仔猪的新陈代谢至关重要，能否通过改善LBW仔猪的肠道发育进而改善生长性能及成活率尚不清楚。丁酸钠可通过改善肠上皮细胞的能量代谢状态促进肠道发育及提高生长性能[3]，但是能否改善LBW仔猪肠道发育及生长性能有待证实。因此，本研究的目的是考察饲粮添加丁酸钠对LBW仔猪生长性能及肠道发育的影响，为实际生产中LBW仔猪的营养方案提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

丁酸钠（购自Sigma-Aldrich公司），线性分子式CH3CH2CH2COONa，纯度≥98.5%(Sigma-Aldrich)。

1.2 试验动物及基础日粮

试验动物选用“杜长大”（DLY）三元杂交猪，仔猪代乳料配方参考Han等[4]研究进行设计，基础日粮组成及营养水平见表1。

表1 基础日粮组成及营养成分(风干基础)

1.3 试验设计及动物分组

从16头母猪分娩的仔猪中选择16头NBW和16头LBW的新生DLY仔猪，保证每头母猪提供1头NBW仔猪和1头LBW仔猪，LBW定义为初生体重低于NBW仔猪66%的仔猪。仔猪出生后1～7 d自由吸乳，并通过人工辅助保证幼弱仔猪正常吸乳。试验期从仔猪出生第8～21 d（记为试验第1～14 d）按照2×2因子试验设计，从出生第8 d开始(1 d)分别饲喂基础日粮或添加3 kg/t丁酸钠的日粮。形成4个处理组：NBW/基础日粮、NBW/丁酸钠、LBW/基础日粮、LBW/丁酸钠，每个处理8个重复，每个重复1头猪。饲喂时按照料水比为1∶4比例混合后饲喂。仔猪的饲养管理按照试验场实际管理程序进行，所有仔猪从06：30开始，自由采食，每次投料量按照实际采食量酌情添加。

1.4 样品的采集

试验至14 d将所有仔猪麻醉处死，然后迅速打开腹腔，剔除肠道内容物及多余结缔组织后测量小肠长度及重量。用无菌的载玻片刮取空肠黏膜，用于测定消化酶活性。取空肠中段1 cm于4%多聚甲醛中固定，用于肠道形态测定。另取空肠中段组织样品，液氮速冻后保存于-80℃冰箱，用于检测肠道基因表达量。

1.5 指标的选择与测定

1.5.1 生长性能

仔猪分别在第1、7、14 d进行称重，计算日增重(ADG)。计算每日干物质摄入量(ADMI)，并按照每周采食量/每周增重计算料重比。

1.5.2 肠道形态

将空肠组织样品浸泡于4%多聚甲醛固定后，进一步脱水、浸醋、包埋、切片等处理后，然后用苏木精和伊红染色。用DP70数码相机（Olympus，Tokyo，Japan）的显微镜拍照，再用光学显微镜观察绒毛高度和隐窝深度。

1.5.3 酶活检测

选择0.5～1.3 g肠道黏膜样本在预冷的EDTA-盐溶液中浸泡匀浆，然后3 000×g离心10 min，通过Bradford法测定样本总蛋白含量，进一步采用试剂盒（南京建成生物工程研究所）测定乳糖酶、麦芽糖酶、蔗糖酶活性，具体方法参照试剂盒说明书进行。

1.5.4 基因检测

采用荧光定量PCR的方法测定空肠组织葡萄糖养分转运载体GLUT2和SGLT1的表达量，SGLT1上游序列为CCACTTTCCCTATAAAACCTCAC，下游序列为CTCCATCAAACTTCCATCCTCAG。GLUT2上游序列为CCTGCTTGGTCTATCTGCTGTG，下游序列为TTGATGCTTCTTCCCTTTCTTT。以18S RNA为管家基因，上游序列为TCCGACTTTCGTTCTTGATTAATG，下游序列为TGGACCGGCGCAAGAC，基因的表达量采用相对表达量的方式表示。

1.6 数据统计与分析

数据采用SAS统计软件中MIXED程序进行分析，以初生重、丁酸钠添加水平、初生重×丁酸钠交互作用为主效应。组间差异进一步采用Tukey法进行比较，结果采用“平均值±标准误”表示，以P＜0.05记为差异显著。

2 结果

2.1 仔猪生长性能(见表2)

表2 丁酸钠对不同初生重仔猪生长性能的影响（平均值±标准误）

如表2所示，LBW仔猪在整个试验期内的体重都低于NBW仔猪（P＜0.05）。与基础日粮相比，日粮添加丁酸钠显著提高了试验第14 d LBW仔猪的体重（3.24 vs 3.84；P＜0.05）。与NBW仔猪相比，LBW仔猪试验1～7、8～14、1～14 d的日增重显著降低（P＜0.05）。日粮添加丁酸钠对NBW仔猪1～7、8～14、1～14 d的日增重影响差异不显著（P＞0.05）。与基础日粮相比，日粮添加丁酸钠显著提高LBW仔猪试验1～7、8～14、1～14 d的日增重（P＜0.05）。与NBW仔猪相比，LBW仔猪1～7、8～14、1～14 d的每日干物质摄入量显著降低（P＜0.05），日粮添加丁酸钠对每日干物质摄入量影响差异不显著（P＞0.05）。日粮添加丁酸钠显著改善了试验1～7 d的料重比（P＜0.05），饲喂基础日粮的LBW仔猪的料重比显著高于其他各组。初生重及日粮处理对仔猪试验8～14、1～14 d料重比的影响差异不显著。在整个试验期，初生重和丁酸钠的交互效应对仔猪的生长性能的影响差异不显著（P＞0.05）。

2.2 仔猪肠道发育（见表3）

表3 丁酸钠对不同初生重仔猪肠道发育的影响（平均值±标准误）

通过表3可知，LBW仔猪的小肠相对重量和相对长度显著高于NBW仔猪（P＜0.05），丁酸钠及交互效应对小肠相对重量和相对长度的影响差异不显著（P＞0.05）。日粮添加丁酸钠显著影响LBW仔猪的绒毛高度和绒毛高度与隐窝深度的比值，但对NBW仔猪绒毛高度的影响差异不显著（P＞0.05）。初生重、日粮、交互效应对仔猪隐窝深度的影响差异不显著（P＞0.05）。交互效应对仔猪绒毛高度与隐窝深度的比值的影响差异显著（P＜0.05）。

2.3 仔猪消化道酶活（见表4）

表4 丁酸钠对不同初生重仔猪消化道酶活的影响（平均值±标准误）

通过表4可知，初生重对肠黏膜乳糖酶活性影响差异不显著（P＞0.05），丁酸钠显著提高了LBW仔猪的乳糖酶活性（P＜0.05）。初生重、日粮、交互效应对仔猪肠黏膜麦芽糖酶和蔗糖酶活性影响差异均不显著（P＞0.05）。

2.4 仔猪空肠养分转运载体基因表达（见图1）

图1 丁酸钠对不同初生重仔猪空肠养分转运载体基因表达量的影响

如图1所示，日粮添加丁酸钠显著提高了LBW仔猪空肠SGLT1(图1A)和GLUT2（图1B）基因表达量（P＜0.05），但是对NBW仔猪的空肠SGLT1和GLUT2基因表达量影响差异不显著（P＞0.05）。

3 讨论

3.1 丁酸钠和初生重对新生仔猪生长性能的影响

低初生重仔猪在规模化猪场中普遍发生，能否通过营养调控低初生重仔猪的肠道发育并进一步提高生长性能、降低死亡率具有明显的经济价值。本研究重点考察日粮添加丁酸钠对不同体重新生仔猪肠道发育和生长性能的影响。结果发现，低初生重仔猪在新生期的生长速度显著低于正常初生重的仔猪，这与Wang等（2010）[5]的报道相一致。研究已经表明[6]，与正常体重仔猪相比，低初生重仔猪的肝脏、肌肉、肠道等组织的基因和蛋白质的表达发生了非常广泛的变化，涉及能量代谢、蛋白质代谢、氧化应激、细胞增殖与分化等生理学过程，是导致低初生重仔猪生长性能下降和死亡率的关键原因。本研究发现，日粮添加丁酸钠之后，正常体重和低初生重仔猪的日增重都有显著的提高，与前人在正常体重仔猪上的结果相一致[7]，主要原因是丁酸钠可为肠道上皮细胞提供能量代谢的底物，进而促进肠道发育。值得注意的是，在未添加丁酸钠情况下，低出生重仔猪的料重比显著升高，而添加丁酸钠之后，低初生重仔猪的料重比恢复至正常体重仔猪水平，说明丁酸钠有可能通过提高养分消化和吸收提高了整体日粮的消化率。尽管如此，研究表明，丁酸钠可促进胃肠道细胞分泌胰高血糖素样肽2（GLP-2），而GLP-2一方面可以促进肠道细胞的增殖与分化[8]；另一方面也可通过提高肝脏、骨骼肌的胰岛素敏感性改变葡萄糖和氨基酸的沉积规律而改善饲料转化效率[9]，但是该假设有待进一步证实。

3.2 丁酸钠和初生重对新生仔猪肠道发育的影响

本研究发现，低初生重仔猪绒毛高度降低，隐窝深度增加，而且肠黏膜消化酶活性也受到抑制，可能与肠上皮细胞的增殖与分化有关。前人研究发现[10]，低初生重动物的肠道比正常体重新生儿的细胞凋亡显著增加，细胞增殖受到抑制。本研究中低初生重仔猪的肠道相对重量和相对长度都显著高于正常体重仔猪，与Han等（2013）[4]的结果一致，表明体蛋白、体脂肪等组织的沉积在宫内发育时期受阻，肠道发育相对活跃，是通过营养调控肠道发育并进一步提高低初生重仔猪的生长性能生理学基础。结果发现，当日粮中添加丁酸钠之后，低初生重仔猪的小肠绒毛高度显著增加，小肠乳糖酶活性提高，与前人在正常体重仔猪上的结果相似[7]。为了进一步考察低初生重仔猪的肠道养分吸收和转运功能是否得到改善，通过RTPCR的方法检测了空肠主要的肠道养分转运载体SGLT1和GLUT2，结果发现，在未添加丁酸钠情况下，低初生重仔猪的肠道养分转运载体SGLT1和GLUT2的mRNA表达量显著下降，而日粮添加丁酸钠恢复SGLT1和GLUT2的mRNA表达量至正常体重仔猪的水平。