维生素及类维生素对母猪繁殖性能的影响
2020-01-13任方奎张燕平张桂芝崔锦鹏
任方奎,张燕平,张桂芝,崔锦鹏
(上海富朗特动物保健股份有限公司,上海 201502)
非洲猪瘟(African swine fever,ASF)是由非洲猪瘟病毒(ASFV)引起的一个毁灭性的疾病,对猪的致死率达100%,导致猪场能繁母猪急剧减少,猪肉供应紧张,猪价飞涨。当前如何解决母猪在饲养过程中遇到受胎率低,产仔数少、均匀度差,奶水不足,发情迟缓或假发情及趾蹄病等问题迫在眉睫,这些问题影响着母猪的繁殖性能。母猪出现的这些问题与很多因素相关,适当的补充维生素及类维生素在一定程度上可以缓解或避免上述问题的出现。维生素及类维生素是机体维持正常代谢和生理机能所必需的,且需要量很少的一种低分子有机化合物;主要以辅酶(或辅基)的形式参与体内代谢的多种化学反应,并调控激素的分泌和物质代谢,是生命必需的活性物质,对维持母猪的繁殖性能具有重要的意义。
1 维生素的应用效果
1.1 维生素A
维生素A是一种重要的母猪饲料补充剂,母猪体内的维生素A缺乏可能导致发情失败、胎儿吸收和死产。Adams等人(1981)在子宫分泌物中发现一种视黄醇结合蛋白(RBP),这种RBP随着孕酮水平的升高而增加,子宫液中维生素A含量也增加,Adams认为这是子宫运输营养物质以支持子宫胚胎发育所必需的。
Whaley SL等(2000)研究配种前注射维生素A对高能量日粮母猪卵母细胞发育、卵泡激素和排卵的影响,结果表明维生素A通过降低生发泡期的百分率和提高晚期的百分率来促进卵母细胞和胚胎的发育;维生素A处理的母猪卵泡液中孕酮、IGF-I和PGF-2α的浓度均高于对照组;数据表明,维生素A可能通过促进减数分裂的恢复和在卵泡成熟过程中改变卵泡激素环境来影响胚胎发育。在母猪排卵前大约5 d用维生素A治疗可能会增加断奶母猪的窝成活数,并提高母猪饲喂高能量饲料的胚胎存活率,从而提高胚胎存活率。Brief 和Chew(1985)研究了饲喂维生素A或注射维生素A或β胡萝卜素对维生素A缺乏的初产母猪繁殖性能的影响,结果表明,每周注射1次维生素A(12 300 IU)和β-胡萝卜素(32.6 mg),连续使用5周,可促进母猪发情,增加母猪出生窝产活仔猪数和断奶仔猪数。Coffey和Britt(1993)研究表明在母猪断奶时、配种当天和配种后第7 天为其注射50 000 IU维生素A,母猪产仔数增加了0.6头。Whaley等人(1997)研究表明,在母猪发情前后注射维生素A对胚胎数量和存活率有积极影响,减少了胚胎的异常,提高了胚胎成活率。Lindemann M D等人(2008)研究表明在断奶和繁殖期间注射高剂量的维生素A,可提高母猪每窝产仔数和断奶活仔猪数,维生素A可促进高胎母猪繁殖性能的最大化。
1.2 维生素D3
维生素D3缺乏症在室外饲养的猪群中很少见,因为阳光能刺激足够的内源性维生素D3的生成,防止骨代谢异常;然而,哺乳期母猪及其后代处于室内的封闭环境中是较为普遍的,因此很有必要通过饮食为其提供充足的维生素D3。哺乳母猪后代出生时血液中25-羟基胆钙化醇(25-OH-D3)与母猪血液维生素D3密切相关,母猪的维生素D3水平较低时,可能会引发新生仔猪佝偻病。维生素D3影响繁殖母猪的机理是其可以作用于母猪体内钙磷平衡,促进胃肠道对钙的吸收,维持血液中钙平衡,而钙平衡在可以提高产仔过程中肌肉张力的同时还可以保证母猪可以为仔猪提供充足的奶水,以保证胚胎成活率和仔猪的最佳生产性能。
通过对母体饮食补充维生素D3可增加母猪到胎儿经胎盘转移的25-羟基-维生素D,以增加母乳中维生素D3浓度在哺乳期间的转移,进一步增加仔猪血清中的25-羟基-维生素D3。Witschi A K M等(2011)研究表明,妊娠母猪日粮中添加50 μg/kg的维生素D3,会使仔猪的维生素D3状况明显改善,增加胎儿组织中维生素D3的含量,并促进仔猪骨骼的正常发育和生长。
1.3 维生素E
维生素E是细胞膜中最有效的断链抗氧化剂,通过捕获自由基及其活性物质在细胞代谢中起着重要的作用(Halliwell,1994)。由于其具有在生物过程中的抗氧化功能,有证据表明,维生素E可增强动物的细胞和体液免疫应答。Hayek等人(1989年)指出,在妊娠母猪第100天注射1 000 IU维生素E可增加IgG。Pinelli等人(2008年)指出,补充维生素E会使猪的生长性能、免疫力和氧化状态的得到改善。
从妊娠晚期到分娩,母猪血浆维生素E浓度通常会降低,在分娩前后达到最低点,并在哺乳几周内恢复到正常水平。由于仔猪出生时组织中含有较低的维生素E,除非在母猪乳中获得大量维生素E,否则仔猪在断奶时可能会遭受血清维生素E的明显下降,从而导致氧化状态和疾病易感性的增加。Wang L等人(2016年)研究在母猪日粮中添加高浓度维生素E对母猪和仔猪生产性能、乳成分、重要免疫指标和抗氧化指标的影响,结果表明,母猪日粮中添加250 IU/kg维生素E可提高仔猪的日增重和断奶重,提高母猪血浆、初乳和乳汁中免疫球蛋白G(IgG)和免疫球蛋白A(IgA)的含量;可显著提高初乳和奶水中的脂肪含量(P<0.05);增加仔猪血浆IgG、IgA、总抗氧化能力(T-AOC)和过氧化氢酶(CAT)水平均高于对照组(P<0.05)。高水平的维生素E对母猪的乳汁、血浆和仔猪血浆中α-生育酚的含量均有促进作用(P<0.05);总之,在母猪日粮中添加高水平维生素E提高了断奶仔猪的体重,增强了母猪和仔猪的体液免疫功能和抗氧化能力。
Mahan DC(1994)报道,日粮中维生素E增加后,出生的仔猪数增加;乳腺炎、子宫炎和无乳症的发生率降低(P<0.05);奶水质量提升,初乳和奶水中α-生育酚含量增加(P<0.01);产后7~21 d,母乳α-生育酚水平呈线性下降(P<0.01),与膳食维生素E水平呈平行关系;断奶时,猪血清α-生育酚随日粮维生素E水平的升高而升高(P<0.01);结果表明,妊娠母猪和哺乳母猪的维生素E水平应高于NRC(1988)目前推荐的水平。
1.4 生物素
生物素又称维生素H,属B族维生素,分布很广,但在通常情况下会与蛋白质结合,影响其吸收利用率。生物素在脂肪、碳水化合物、蛋白质代谢中具有重要作用,作为酶复合物的组成部分,可催化羧化反应,并且是糖异生、脂肪酸的生物合成、亮氨酸分解作用所必需。Kornegay(1986)报道,补充生物素可以改善猪的产仔数、受胎率、断奶至发情间期、蹄损伤修复等。Misir R等(1986)报道,血清生物素可作为母猪生物素缺乏症发生的敏感指标,“充足”的生物素可通过血清生物素水平(ng/L)>700ng/L,700<“边缘”>600,600<“不足”>400,“严重不足”<400的4种情况来表示,饲养的母猪群的生物素状况不足,会出现掉毛、蹄裂和蹄、腿和皮肤的损伤等临床症状。
Lewis A J等(1991) 报 道,在妊娠期和哺乳期添加了生物素的玉米 豆粕型日粮,可增加泌乳期21 d的仔猪数量,平均增加0.7头/窝。Simmins PH等(1988)报道,添加D-生物素的母猪比对照组的每头母猪的裂蹄损伤明显减少(P<0.05),结果表明,在母猪发育早期补充D-生物素对保持蹄完整性有重要作用。Bryant KL等(1985)报道,补充生物素母猪产后第一次发情受胎率提高9%(P<0.07),断奶至发情的平均间隔由14.5 d缩短为10.2 d(P<0.05),提高母猪血浆、乳汁和肝脏中的生物素含量(P<0.001);母猪分娩时血浆生物素水平比未添加母猪分别高3倍和5倍(P<0.001),哺乳14日龄时血浆生物素水平比未添加母猪高3倍和5倍(P<0.10)。
1.5 叶酸
叶酸是一种必需的复合维生素,参与单个碳单元转移的酶反应,尤其是与氨基酸和核苷酸合成相关的酶反应。妊娠期间母猪补充叶酸,血清叶酸浓度升高,同时增加每胎产仔数和产活仔猪数。Tremblay G F等人(1986)研究表明,在妊娠期补充叶酸3 mg/kg、9 mg/kg和27 mg/kg饲料可提高血清叶酸浓度;Lindemann M D等人(1989)报道,在妊娠期和哺乳期每 kg饲料中添加1 mg叶酸,可提高总产仔数和活仔猪数,而产雌性仔猪数呈下降趋势,总之,在玉米 豆粕型日粮中添加叶酸可以提高猪的出生率和受胎率,从而改善母猪的生产性能。
Wang SP等人(2011)报道,叶酸能提高母猪的产奶量(P>0.05),添加叶酸(100 mg/kg)显著提高了乳中黄油、总物质和非脂物质的含量(P<0.01),同时也显著提高了乳蛋白的含量(P<0.01),同时增加仔猪断奶重、平均断奶重和平均日增重(P>0.05);总之,在泌乳母猪日粮中添加叶酸可提高产奶量,改善乳品质,提高仔猪生产性能。Guay F等人(2004)报道,叶酸和甘氨酸的补充降低子宫内膜COX1和GM-CSF的表达(P<0.05),增加母猪尿囊PGE-2和TGF-2β含 量(P< 0.07), 增 加COX2的子宫内膜表达(P<0.05),有利于受精卵的着床,减少胚胎早期的死亡。
1.6 核黄素
核黄素(维生素B2)缺乏会引起母猪发情周期紊乱、血浆雌激素和孕酮浓度的升高。核黄素在母猪体内状态的生化指标为红细胞谷胱甘肽还原酶活性系数(EGRAC),系数高表明核黄素缺乏。Bazer等人(1988)报道,在怀孕早期,每天在饮食中添加100 mg的核黄素,会增加子宫分泌物中的核黄素含量、胚胎存活率和产仔数。Pettigrew J E等人(1996)报道,在母猪日粮中添加 10 mg、60 mg、110 mg和160 mg核黄素,从繁殖开始持续21 d,母猪的产仔率分别为66.7%、85.7%、93.3%和86.7%,研究结果表明,在母猪怀孕早期大量补充核黄素可以提高产仔率。
2 类维生素的应用效果
2.1 β-胡萝卜素
β-胡萝卜素是最具活性的维生素A前体,一种维生素A的天然前体。β-胡萝卜素具有很强的抗氧化能力,通过保护卵泡和子宫细胞避免脂质氧化,从而维护子宫及卵巢中胆固醇合成的细胞免受氧化伤害,促进卵巢发育和维持子宫内环境的稳定的作用,在生殖系统中有独特的作用。Chew等人(1982)报道,饲喂β-胡萝卜素会改变子宫分泌产物的产生,可能通过这种腺体分泌物支持胚胎发育或表面上皮细胞来改变子宫内环境。
Brief 和 Chew(1985)研究表明,注射β-胡萝卜素可显著提高血浆β-胡萝卜素水平,显著降低胚胎死亡率,增加产仔数和断奶仔猪数。妊娠早期是胚胎死亡的关键时期,此时胚胎经历了从胚泡到丝状期的转变,在妊娠期每隔7 d给母猪注射胡萝卜素,可提高胚胎成活率。Coffey M T等(1993)报道,注射β-胡萝卜素可增加血浆和子宫环境中的维生素A浓度,对胚胎存活产生有益影响,能够增加多胎母猪的产仔数和产活仔猪数。
2.2 25-羟基维生素D3
25-羟基维生素D3(25-OH- D3)是维生素D3代谢链中最有效的活性物质。其作用机理:参与小肠黏膜细胞中转运钙的结合蛋白的合成,促进钙磷平衡。25-羟基维生素D3的代谢与维生素D3不同,由于多了一个亲水性的羟基,其吸收机制与脂溶性的维生素D3完全不同,不受脂肪、胆汁、肠道炎症或损伤、原料中高铜、高铁等氧化因素的影响,且与色素、胡萝卜素以及其他脂溶性维生素无竞争吸收。25-羟基维生素D3一旦被吸收,会绕过肝脏中的羟化反应步骤。因此,它简化了维生素D3转化为动物可利用的代谢物的代谢过程,所提供的25-羟基维生素D3不再需要生物转化,利用肠道不同的吸收模式和绕过肝脏的转化过程,来提供更有效地且比维生素D3释放量更多的活性代谢物。这就意味着,25-羟基维生素D3被摄取后,可很快转化为有助于解决猪群健康问题和改善动物繁殖性能的代谢产物。
帝斯曼公司在法国和德国进行了两项试验。试验动物为年产30头以上断奶仔猪的经产母猪。试验组在全价料添加25-羟基维生素D3量为4 g/t,对照组维生素D3的添加量为2 000 IU/t全价料。试验期包括母猪妊娠期和泌乳期,持续了2个连续的繁殖周期,观察母猪繁殖性能的改善情况。研究结果表明,饲喂25-羟基维生素D3的试验组母猪产死胎的数量较少。在德国的试验中,母猪死胎率降低10%。在法国初产母猪的试验结果中,这种表现更为明显,死胎率降低13%。分析其原因:年产乳猪30头以上的经产母猪,为维持产乳量而过度动员骨骼中的钙而引起腿部问题,从而缩短母猪的使用年限。而25-羟基维生素D3能快速提高血液中维生素D代谢物水平,以满足高产母猪钙代谢平衡的需要,从而延长母猪使用寿命。在后备母猪日粮中添加25-羟基维生素D3,后备母猪的体况达标率上升17.8%;使初产母猪窝产仔数增加0.65头,窝产活仔猪数增加1.14头,断奶成活率提高3.60%。
2.3 左旋肉碱
左旋肉碱〔L-β-羟基 -4-(三甲氨基)丁酸〕是哺乳动物体内重要的营养素,主要参与中、长链脂肪酸在线粒体膜上的转运,日粮中添加左旋肉碱可以提高母猪的繁殖性能。妊娠期母猪饲料中添加左旋肉碱会增加每窝活产的仔猪数、增加仔猪出生窝重,并在哺乳期促进窝重的增长。Doberenz J等(2006)研究表明,左旋肉碱会影响母猪胰岛素样生长因子,导致胎盘更大,胎盘大进而改善子宫内营养,并刺激胎儿中葡萄糖的氧化,这可能导致仔猪出生体重增加的原因;改善母猪所产仔猪的哺乳行为,导致母猪产奶量上升,改善仔猪的生长性能(Ramanau A等,2004)。Musser R E等(1999)研究结果显示,在整个妊娠期饲喂左旋肉碱会增加母猪体重和最后一根肋骨处背部脂肪厚度的增加,并增加出生和断奶时的窝重。
Eder K(2009)提出一个可能的模型,即随着胰岛素样生长因子(IGF-1)浓度的改变,可能改善左旋肉碱从母体到胎儿血液通过胎盘的葡萄糖转移;IGF-1是由胎盘产生的,它在调节细胞质量和器官生长方面发挥着独特的作用,会影响胎儿和胎盘的生长。Zhang S等人(2018)报道,母猪饲喂添加50 mg/kg左旋肉碱的日粮,从配种开始饲喂到产后21 d,与对照组相比,添加左旋肉碱日粮的母猪在产后5 d内的弱仔数更少(P<0.05),发情率更高(P<0.05),提高了初乳脂肪率(P<0.05),母猪妊娠第60天血浆甘油三酯和胰岛素样生长因子(IGF-1)浓度升高,葡萄糖和IGF结合蛋白(IGFBP-3)浓度降低(P<0.05);母猪胎盘绒毛中IGF-1和IGF-2的蛋白含量高于对照母猪(P<0.05),母猪的绒毛膜结构更清晰,毛细血管更发达,无坏死;总之,这项研究表明,给母猪在妊娠期饲喂了添加左旋肉碱的饲料,会通过促进胎盘发育和增加血浆和胎盘绒毛膜中的胰岛素样生长因子浓度,改善母猪的繁殖性能。Musser R E等(1999)报道,饲喂添加左旋肉碱,会使母猪的死胎和木乃伊胎较少。
综上所述,合理供给母猪充足的维生素及类维生素,可以有效缓解非病原性所引起的母猪繁殖障碍,即解决母猪产仔数少、初生重小、产后奶水差,发情迟缓、假发情、返情率高等问题,使母猪的繁殖性能和生产成绩有很大的提高。