补喂L-瓜氨酸对湖羊母羊繁殖性能的影响

2023-03-10王彩蝶赵国栋廖佳欣刘志强汪建国杨开伦

中国饲料 2023年5期

马艳，王彩蝶，赵国栋，廖佳欣，马晨，刘志强，汪建国，杨开伦*

（1.新疆农业大学动物科学学院，新疆乌鲁木齐 830052；2.新疆上品美羊科技有限公司，新疆昌吉 831100）

L-瓜氨酸，是一种非蛋白质α-氨基酸，主要在肾近曲小管代谢，通过精氨琥珀酸合成酶及裂解酶的催化生成精氨酸，最终以精氨酸和一氧化氮通路发挥作用（Van，2007）。精氨酸已被证实对反刍动物繁殖性能的提高有显著作用（Zeitoun，2016）。然而，在反刍动物日粮中直接添加精氨酸极易被瘤胃内的微生物降解，造成大量的浪费，L-瓜氨酸作为精氨酸的前体物质，通过一氧化氮合酶催化精氨酸生成一氧化氮来促进繁殖激素的释放，血管舒张；也可通过转化为精氨酸来促进蛋白质的合成，进而提高机体的生长性能（Breuillard，2015），并已有研究表明L-瓜氨酸不仅在瘤胃内不被降解，还能够提高血浆中瓜氨酸、精氨酸浓度（Gilbreath，2020）。刘志强等（2021）在公羊日粮中补喂12 g/d·只L-瓜氨酸发现，其可提高精浆激素水平。因此，外源性补充L-瓜氨酸或能发挥更大的优势。湖羊是我国重要的地方绵羊品种之一，具有适应性强、繁殖率高和四季发情的特点（程瑞禾，2020）。此外，在湖羊养殖过程中会出现因氨基酸缺乏或蛋白质沉积不足导致卵巢的正常排卵功能受阻，使繁殖性能下降。因此，在保证科学饲喂的基础上为湖羊母羊补充特殊营养添加剂，通过营养调控手段可改善其繁殖性能。本试验选取湖羊母羊为研究对象，在相同饲养管理条件下补喂L-瓜氨酸，探究其对湖羊母羊发情前、发情时血浆繁殖激素水平以及繁殖性能影响，旨在为揭示营养与繁殖之间的关系提供数据支撑，为其在绵羊生产中的科学应用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料 L-瓜氨酸购自山东萍聚生物科技有限公司，性状为白色粉末，有效成分含量为99.1%，灰分占比0.05%。

1.2 试验时间与地点本试验于2021年5月21日至2021年8月25日在新疆上品美羊科技有限公司进行。

1.3 试验设计与分组本试验选取平均体重（41.12±5.73）kg，体况健康的2周岁左右湖羊母羊30只，随机分为2组，每组15个重复。试验羊只在相同的饲养条件下饲养，在此基础上分别补喂0 g/d·只（CON组）、10 g/d·只（L-Cit组）L-瓜氨酸。两组母羊都不进行人工繁殖调控，保持自然发情，进行为期96 d的饲养试验。在饲养试验结束后，持续关注母羊妊娠期状态，直至生产并统计产羔数、产双羔数。

1.3.1 试情从试验第30天开始试情，每天试情两次，试情时间为9:30～10:30，20:00～21:00，进行为期21 d的试情。试情时将4只试情公羊绑好试情布，每个试验组放入两只试情公羊，观察母羊有无发情。当母羊接受试情公羊爬跨时，视为发情，做好标记，并统计发情率。试情期间每10 min赶动公羊一次，防止母羊漏试。

1.3.2 配种试情后当天早上人工保定发情母羊，放出一只种公羊进行本交。为保证其受胎率，每只发情母羊共配种2次，计试情发情时为0 h，即0 h配种一次、12 h配种一次。且对母羊进行发情配种时，采用不同种公羊进行交配，其目的是降低公羊精液品质因素对母羊受胎率的影响。

1.3.3 定胎将配种完的母羊进行单独饲喂，在其配种后的第45天（试验第96天）进行B超检测，确定是否妊娠怀孕，并统计受胎率。

1.4 饲养管理及日粮组成所有试验羊只饲喂营养水平一致TMR混合料，每天每只羊饲喂量为1.45 kg/d（干物质）（TMR混合料由新疆上品美羊科技有限公司提供），将每日饲喂L-瓜氨酸与TMR混合料充分混匀，平均分为2份。分别在9：30和19：30饲喂，自由饮水。日粮组成及营养水平见表1，营养水平均为实测值。

表1 TMR日粮组成及营养水平（干物质基础）%

1.5 样品采集及指标测定

1.5.1 样品采集与处理于试验第0天与第50天的20:00断料断水，次日的早08:00称羊重，记录并计算绵羊增重、日增重。从试验第30天开始试情，每天试情两次。试情时将4只试情公羊绑好试情布，每个试验组放入两只试情公羊，观察母羊有无发情。当母羊接受试情公羊爬跨时，视为发情，做好标记。通过羊只颈静脉采集血液至肝素钠抗凝管中，3500 r/min离心15 min，制备血浆，分装至1.5 mL离心管中，标记后-20℃冷冻保存。

1.5.2 样品指标测定试验羊只血浆中促性腺激素释放激素（GnRH）、促卵泡成熟激素（FSH）、促黄体生成激素（LH）、雌二醇（E2）、孕酮、睾酮、催乳素测定使用酶联免疫法。以上样品均送至北京华英生物技术研究所进行检测。

1.6 数据分析试验数据均采用Excel 2010进行初步整理，并利用SPSS 24.0软件独立样本T检验进行分析。所得试验数据均用“平均值±标准差”表示，以P＜0.05为差异显著，P＜0.01为差异极显著。

2 结果与分析

2.1 补喂L-瓜氨酸对湖羊母羊发情时间的影响由图1可知，CON组发情时间主要在试验第32～40、45～48天，L-Cit组发情时间主要在试验第32～38、41～51天。因此，补喂L-瓜氨酸对湖羊母羊发情时间无显著影响。

图1 日粮补喂L-瓜氨酸对湖羊母羊发情时间的影响

2.2 补喂L-瓜氨酸对湖羊母羊发情前繁殖激素的影响由表2可知，补喂L-瓜氨酸对湖羊母羊发情前血浆促性腺激素释放激素、促卵泡成熟激素、促黄体生成激素、雌二醇、孕酮、睾酮、催乳素含量均无显著影响（P＞0.05）。

表2 补喂L-瓜氨酸对湖羊母羊发情前繁殖激素的影响（n=15）

2.3 补喂L-瓜氨酸对湖羊母羊发情时繁殖激素的影响由表3可知，补喂L-瓜氨酸对湖羊母羊发情时血浆促性腺激素释放激素、促卵泡成熟激素、促黄体生成激素、雌二醇、孕酮、睾酮、催乳素含量均无显著影响（P＞0.05）。

表3 补喂L-瓜氨酸对湖羊母羊发情时繁殖激素的影响（n=15）

2.4 补喂L-瓜氨酸对湖羊母羊体重的影响由表4可知，L-Cit组总增重、平均日增重均极显著高于CON组（P＜0.01），分别提高了43.33%、44.30%。

表4 补喂L-瓜氨酸对湖羊母羊体重的影响（n=15）

2.5 补喂L-瓜氨酸对湖羊母羊繁殖性能的影响由表5可知，L-Cit组受胎率、产羔率及双羔率均高于CON组，分别提高了49.99%、19.98%、36.36%。

表5 补喂L-瓜氨酸对湖羊母羊繁殖性能的影响（n=15）

3 讨论

3.1 补喂L-瓜氨酸对湖羊母羊发情前、发情时繁殖激素的影响繁殖激素中的GnRH、FSH、LH含量在发情周期中起着重要的作用（Basini等，2015；Birthe等，2003）。其中，LH是主要的排卵激素和黄体功能的调节器，FSH在卵泡的周期中起着至关重要的作用，可激活GnRH启动信号级联反应（Bonger等，2011），使促黄体激素释放激素增强芳香化酶的活性。母畜体内雄激素主要是由卵巢分泌的，T是合成E2的前体（周东胜等，2009），下丘脑分泌的GnRH会受到雄激素的调控，并作用于雌激素，使卵巢功能受到抑制，若卵巢产生过多的T就会抑制正常排卵（Sanchez等，2013）。研究表明，营养水平与母畜发情密切相关，会改变母畜卵泡内的微环境，降低卵泡内的能量水平和抑制卵泡生长和卵母细胞的成熟，从而导致不排卵和再次受孕时间延长的现象（Fortune等，2004）。L-瓜氨酸可通过瓜氨酸-精氨酸或者精氨酸-一氧化氮循环，最大限度提高NO的含量（Sigaud等，2007）。NO是一种非常重要的神经内分泌调节因子，可以刺激下丘脑释放GnRH，GnRH的变化可直接刺激垂体前叶分泌LH和FSH（应诗家等，2012），其含量的高低可间接影响卵泡中类固醇合成酶的表达水平来维持卵泡内E2和P4的正常分泌。少量P4与E2协同发挥促进发情的作用，而高浓度的P4会抑制发情（Rekawiecki等，2017）。在本试验中，所有羊只不进行人工繁殖调控，保持自然发情的条件下，补喂L-瓜氨酸后，对其发情前后血浆中GnRH、FSH、LH、E2、P4、T、PRL含量均无显著影响，这可能与L-瓜氨酸经尿素循环转化为精氨酸和NO有关。孟涛等（2001）通过体外培养卵巢颗粒细胞膜，研究NO对卵巢颗粒膜细E2、P4含量的影响发现，NO对芳香化酶有抑制作用，可能是NO作用于颗粒细胞的芳香化酶，其结构与环氧化酶类似，也含有含铁红素基团，NO可能通过改变酶的空间结构导致酶活性发生变化。L-瓜氨酸可通过增加精氨酸的合成来间接增加NO的生物合成，这可能是补喂L-瓜氨酸对湖羊母羊发情前后繁殖激素影响不显著的原因，也有可能是因为个体差异所导致的。高开国等（2009）通过给妊娠前期的母猪日粮中添加精氨酸发现，血浆中的E2含量有上升的趋势。郭艺璇等（2018）研究表明，添加精氨酸能够维持卵泡内E2和P4正常分泌，从而调节卵泡发育。本试验结果与其不一致，可能是由于动物品种、补喂时间以及营养状态不同所导致的。

3.2 补喂L-瓜氨酸对湖羊母羊体重的影响在动物日粮中添加适宜的氨基酸可以提高饲料的摄入量，增加动物对营养物质的利用。L-瓜氨酸是机体内合成精氨酸的前体物质之一，通过尿素循环转化为精氨酸和NO。而精氨酸是组织蛋白中最丰富的氮载体，可以促进细胞合成肌酸、脯氨酸、谷氨酸、多胺等的前体，并广泛参与体内的一系列生理过程（Wu，2018）。在本试验中，通过给湖羊母羊补喂L-瓜氨酸发现，其总增重、平均日增重均显著高于CON组。这可能与外源性添加L-瓜氨酸使其浓度提高起直接作用，促进生长激素的分泌（Noris，1999）。也可能是L-瓜氨酸在体内能够促进各组织器官间的氮素循环有关，瓜氨酸在肾脏中转化为精氨酸，而精氨酸在体内主要参与尿素循环，在精氨酸酶的作用下脱胍基生成尿素和鸟氨酸（Wu，1998），提高机体的新陈代谢，从而使湖羊母羊体重增加。胡诚军等（2017）在育肥猪日粮中添加1%的精氨酸发现，对其平均日采食量、平均日增重、料重比均无显著影响。郭伟等（2020）在育肥杜寒杂交肉用母羊的日粮中添加过瘤胃精氨酸发现，补喂精氨酸并不会影响母羊增重的情况。本试验结果与其不一致，反刍动物因其瘤胃微生物对蛋白质或氨基酸的降解率不同而降低使用效果，已有研究表明L-瓜氨酸不被瘤胃微生物降解，能够促进机体内源性精氨酸的合成（Gilbreath等，2020），从而提高湖羊母羊的增重。

3.3 补喂L-瓜氨酸对湖羊母羊繁殖性能的影响产羔数和产活羔数等是反映繁殖能力的重要指标，营养状态、母体状况和品种等指标是影响繁殖性能的重要因素（Sung等，2004）。外源性添加营养物质可以调节母畜子宫内环境和子宫内膜状态，提高母羊受胎率和产羔率。Lassala等（2011）通过给多胎妊娠母羊注射精氨酸发现，羔羊的成活率显著提高。在本试验中，通过给湖羊母羊补喂L-瓜氨酸后发现，L-Cit组受胎率、产羔率、产双羔率均高于CON组，分别提高了49.99%、19.98%、36.36%，其产羔数也高于CON组。这可能是L-瓜氨酸通过增加精氨酸的合成来间接增加NO的生物合成（Popa等，1994）。L-瓜氨酸作为一种非必需氨基酸，在肾脏中通过精氨琥珀酸合成酶，精氨琥珀酸裂解酶催化下生成为精氨酸和NO（Karolina等，2015），生成的高浓度NO能增加血管通透性，促进胎盘生长，为胚胎的着床和发育提供营养物质（Manser，2004）。Mateo等（2007）发现，给妊娠母猪日粮中添加1%精氨酸可使活仔数增加22%。李永海等（1994）通过给奶牛子宫颈口注入10%的精氨酸溶液发现，受胎率、双胎率均有所提升。Zeitoun等（2016）在妊娠早期母羊日粮中添加0.75 g/kg的精氨酸发现，羔羊初生重和存活率提高。这些研究与本试验结果相似，繁殖性能可能与营养状态有关。在湖羊母羊配种期间，L-瓜氨酸具有促进胎盘生长作用，从而减少应激，提高繁殖能力。