复方中草药对母猪繁殖性能、免疫和抗氧化功能及其仔猪生长性能的影响

2024-04-02张清泰邓圣庭方成堃方亚祥宋雅婷韩金凤方热军

动物营养学报 2024年3期

张清泰邓圣庭方成堃方亚祥宋雅婷张沙韩金凤方热军*

(1.湖南农业大学动物科学技术学院,长沙 410128;2.智慧牧业工程湖南省工程研究中心,长沙 410128;3.佳和农牧股份有限公司,长沙 410000)

在猪生产中,母猪的繁殖性能对猪场经济效益至关重要。研究表明,母体在妊娠过程中,由于高能量的需要,组织中代谢能力增强,产生大量的活性氧自由基(ROS),破坏机体的氧化与抗氧化的动态平衡,导致ROS不能维持信号传导在细胞过程中的最佳水平,易引起氧化应激[1]。氧化应激容易使母畜出现多种代谢性疾病和炎症反应,导致母畜泌乳量降,使用年限减少,增加疾病的发生率和淘汰率[2]。母猪泌乳量减少易导致仔猪死亡率提高和降低断奶窝重[3],加之我国饲料生产中全面禁止使用促生长类抗生素,因此亟需研制既能改善母猪泌乳性能又可提高仔猪免疫功能和生长性能的天然、绿色、安全的饲料添加剂。

天然中草药作为植物源饲料添加剂,具有较强的抗氧化、抗炎等作用,可以改善母猪的代谢综合征、提高母猪的生产性能等。中药组方是我国传统医学的瑰宝,只要配伍得当,即可发挥单一添加剂无法取代的作用。王不留行含有皂苷、黄酮苷、环肽化合物、香豆素等生物活性成分,常作为催乳的中草药,单独添加对哺乳期母兔具有明显的催乳作用[4],能够促进奶牛乳腺细胞增殖并提高其泌乳能力[5]。通草为五加科类植物,有通气下乳的功效[6],能够提高泌乳相关激素的分泌[7]。川芎的主要化学成分包括多糖、精油、生物碱、酚酸、苯酚内酯等[8],其挥发油可提高奶牛的抗氧化能力、增强泌乳能力并提高其乳品质[9]。漏芦含有半萜烯、三萜类、甾醇、噻吩类等活性物质,具有免疫刺激、应激保护、合成代谢和抗炎等生理活性[10],其乙醇提取物能够促进奶山羊乳蛋白的分泌和乳脂、乳糖的合成[11]。现有的研究大多以单一的中草药作为饲料添加剂来改善畜禽的生长和繁殖性能,然而不同的中草药之间有主有次,有专攻有配合,根据配伍独特性制成的复方中草药作用效果优于单一使用效果[12]。因此,根据上述4种中草药的配伍特性和君臣佐使的用药原则,本试验通过在母猪饲粮中添加王不留行、通草、川芎和漏芦配伍的复方中草药,来探究其对母猪繁殖性能及仔猪生长性能的影响,以期为复方中草药应用于畜禽养殖提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验所用复方中草药由湖南农业大学动物科学技术学院矿物质与添加剂团队设计提供(专利号:202210619755.4)。复方中草药由王不留行、通草、漏芦和川芎按6∶2∶2∶1的比例混合而成,制作时先将中草药切短,拣去杂质,用水冲洗润透,风干后(含水量低于11%)粉碎过40目筛。复方中草药的营养成分和有效活性成分含量见表1。

表1 复方中草药的营养成分及有效活性成分含量(干物质基础)

1.2 试验设计

选取40头1～2胎次、体况良好和临产前1周的杜×长×大三元杂交母猪,随机分为2个组,每组20个重复,每个重复1头猪。对照组饲喂基础饲粮,复方中草药组在基础饲粮中添加3.25%的复方中草药。试验期为临产前1周至分娩后3周,共28 d。产后同组母猪根据产活仔数和乳房发育情况进行适当调栏,每栏12头仔猪。基础饲粮参照NRC(2012)母猪营养需求进行配制,其组成及营养水平见表2。

表2 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

1.3 饲养管理

试验地点为佳和农牧股份有限公司普泰猪场。按照猪场常规管理饲喂及防疫。每天08:00和16:00各饲喂1次,自由饮水。每天清扫栏舍1次,每3 d消毒1次,保证各组饲养条件基本一致。

1.4 样品采集与指标检测

1.4.1 营养成分和有效活性成分

复方中草药和饲粮中粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)、粗纤维(CF)、粗灰分(Ash)、钙(Ca)和总磷(TP)含量分别参考GB/T 6432—2018、GB/T 6433—2006、GB/T 6434—2022、GB/T 6438—2007、GB/T 6436—2018和GB/T 6437—2018进行测定。饲粮和粪便的总能参考国际标准ISO 9831:1998方法使用氧弹式热量仪测定,饲粮的消化能=饲粮的总能-粪便的总能。复方中草药中水提粗提物含量参考刘梦杰等[13]的方法使用超声辅助测定,总多糖含量参考文献[14]采用苯酚-硫酸比色法测定,总黄酮含量参照GB/T 20574—2006采用分光光度法测定。

1.4.2 采食量

母猪分娩后记录每头母猪的采食量,并计算母猪分娩至哺乳期(分娩后3周)间的平均日采食量。

1.4.3 繁殖性能

于母猪分娩日记录每头母猪的产仔数、活仔数、死胎数、健仔数、弱仔数(初生重小于0.9 kg或站立不稳)、初生个体重、初生窝重和总产程;仔猪21日龄进行断奶时,逐头称重,记录断奶个体重、断奶窝重,同时计算哺乳期仔猪死亡率和腹泻率。根据记录的数据计算平均头产程、活仔率、健仔率、弱仔率、死胎率等繁殖性能相关数据。

平均头产程(min)=总产程/产仔数;健仔率(%)=(健仔数/产仔数)×100;死胎率(%)=(死胎数/产仔数)×100。

1.4.4 泌乳量与初乳成分

泌乳量:根据仔猪初生窝重和21日龄断奶窝重来推算母猪的泌乳量,按仔猪每增重1 kg需要3 kg猪乳计算,计算公式如下:

母猪泌乳量=(21日龄断奶窝重-初生窝重)×3。

初乳成分:分娩当天采集母猪初乳10 mL,采用乳成分测定仪(MilkoScanTMFT+,丹麦FOSS福斯公司)检测初乳中常规营养成分。

1.4.5 血清抗氧化和免疫指标

于21日龄断奶时,采集空腹12 h后母猪和仔猪前腔静脉血样,静置后于4 000 r/min离心10 min,收集血清于-80 ℃保存,用于血清免疫和抗氧化指标测定。血清总抗氧化能力(T-AOC)、丙二醛(MDA)含量以及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、总超氧化物歧化酶(T-SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性均使用苏州科铭生物有限公司生产的试剂盒检测;血清免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)含量均使用上海科兴生物科技有限公司生产的试剂盒检测。

1.5 数据统计与分析

对原始数据进行离群值分析,并去除离群值。腹泻率以单个猪圈为统计单位,其他数据以单个猪为统计单位。使用Excel 2019对数据进行整理,使用SPSS 26.0软件进行统计分析,结果以平均值±标准误(mean±SE)表示。腹泻率的差异采用卡方偶联检验分析,其他数据的差异采用独立样本t检验进行分析。P<0.05认为平均值之间的差异具有统计学意义,其中P<0.05表示差异显著,P<0.01表示差异极显著;0.05≤P<0.10认为差异具有显著性趋势。

2 结果

2.1 饲粮中添加复方中草药对母猪采食量、泌乳量和繁殖性能的影响

由表3可知,与对照组相比,饲粮中添加复方中草药对母猪平均日采食量和产仔数无显著影响(P>0.05),但极显著缩短了母猪平均头产程(P<0.01),并极显著提高了仔猪初生个体重、健仔率和泌乳量(P<0.01)。

表3 饲粮中添加复方中草药对母猪采食量、泌乳量和繁殖性能的影响

2.2 饲粮中添加复方中草药对母猪初乳成分的影响

由表4可知,复方中草药组母猪初乳中乳蛋白率、乳糖率、非乳脂固体含量均极显著高于对照组(P<0.01),而初乳中尿素氮含量则极显著低于对照组(P<0.01)。

表4 饲粮中添加复方中草药对母猪初乳成分的影响

2.3 饲粮中添加复方中草药对母猪血清抗氧化指标的影响

由表5可知,复方中草药组母猪血清中MDA含量显著低于对照组(P<0.05),血清中GSH-Px和T-SOD活性则分别显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)高于对照组。

表5 饲粮中添加复方中草药对母猪血清抗氧化指标的影响

2.4 饲粮中添加复方中草药对初乳及母仔猪血清免疫指标的影响

由表6可知,与对照组相比,饲粮中添加复方中草药显著或极显著提高了母猪初乳和母猪以及断奶仔猪血清中IgG含量(P<0.05或P<0.01),对IgA和IgM含量没有显著影响(P>0.05)。

表6 饲粮中添加复方中草药对初乳及母仔猪血清免疫指标的影响

2.5 饲粮中添加复方中草药对仔猪生长性能的影响

由表7可知,复方中草药组仔猪的哺乳期死亡率相较于对照组显著降低(P<0.05),断奶窝重和断奶个体重均极显著高于对照组(P<0.05)。

表7 饲粮中添加复方中草药对仔猪生长性能的影响

3 讨论

3.1 饲粮中添加复方中草药对母猪繁殖性能的影响

产程是母猪繁殖性能的关键指标,产程过长可能会引起宫内仔猪窒息现象而降低健仔率,同时还会增加母猪产后患子宫炎的风险并延迟子宫退化。子宫退化时间延后超过3周可能会延长下一次发情和配种时间,降低母猪生产性能[15]。因此,缩短母猪的产程对于改善母猪的繁殖性能有重要的意义。分娩过程中,仔猪娩出需要外部力量的帮助,这部分力量主要靠子宫收缩力、腹壁肌及膈肌收缩力、肛提肌收缩力3个方面。本试验中,复方中草药组母猪平均头产程较对照组极显著降低可能与王不留行富含的黄酮苷类化合物有关。研究显示,王不留行黄酮苷能够促进大鼠骨骼肌己糖激酶Ⅱ的表达,提高机体对葡萄糖的利用[16]。Tian等[17]在小鼠心肌缺血/再灌注损伤模型中发现,黄酮苷类化合物田蓟苷可以改善氧化应激损伤和调节能量代谢障碍。据此,我们推断王不留行可以增强母猪的能量代谢,满足分娩时三大骨骼肌的过高能量需求。

新生仔猪的体温调节和生长主要依靠母乳中的营养物质和能量,提高母猪的泌乳量可以缩短仔猪断奶时间,提高断奶体重,加快生产节奏,对仔猪的健康和生长发育有着重要的影响。本研究结果表明,饲粮中添加复方中草药能够极显著提高母猪的泌乳量。王不留行、通草和川芎可从不同方面提高畜禽的泌乳性能。有研究表明,王不留行提取物有类似雌激素的作用,可以提高奶牛泌乳相关基因的表达,促进乳腺上皮细胞的增殖,达到催乳的功能[18];同时,Yu等[19]的研究表明,王不留行黄酮苷也能刺激乳腺上皮细胞增殖,提高泌乳量。通草具有促进乳腺上皮细胞中乳糖合成的作用[20],乳糖的含量升高导致乳中的渗透压升高,从而将外环境中的水分摄入乳腺上皮细胞中,进而提高泌乳量。川芎中的主要成分藁本内酯能够促进血液循环,增强乳腺的血液供应[9]。王不留行、通草和川芎能通过各自机制提高母体的泌乳量,同时不同中草药之间协同作用进一步促进母猪乳汁的合成,使本试验中复方中草药组母猪泌乳量较对照组极显著提高。

3.2 饲粮中添加复方中草药对母猪初乳成分的影响

初乳是母猪产后24 h时内乳腺的第1次分泌物,蛋白质含量高,而乳糖和脂肪含量低。初乳摄入量和仔猪死亡率呈显著相关[21]。乳脂率、乳蛋白率、乳糖率等是衡量乳营养品质的重要指标。本试验结果表明,饲粮中添加复方中草药能够极显著提高母猪初乳中乳蛋白率、乳糖率和非乳脂固体含量。类似的研究报道,由王不留行、通草等组成的复方中草药提取物能够提高母猪初乳的乳糖、乳蛋白和乳脂含量[22]。王不留行中的活性成分可以影响乳腺上皮细胞中糖代谢关键酶的活性,使乳腺上皮细胞保持较高的能量水平,利用葡萄糖生物合成乳糖、乳蛋白和乳脂[23]。此外,在动物试验中发现王不留行能显著提高奶牛的乳脂率和乳糖含量[24]。在奶山羊乳腺上皮细胞模型的体外研究中发现,漏芦同样具有促进乳蛋白转录和乳腺上皮细胞合成乳糖的能力[11]。通草是否能提高乳中的乳糖率还存在争议,在给母鼠灌胃通草提取液的试验中,母鼠乳中乳蛋白含量显著升高,而乳糖含量却降低了[25];然而,在用通草提取液处理奶牛乳腺上皮细胞的体外试验中,通草提取液能够促进乳腺上皮细胞合成乳糖[20]。因此,本试验中复方中草药母猪初乳中乳糖率极显著升高是否有通草的影响有待进一步探讨,与前人所得结果不同的原因可能是,相较于前人添加单一中草药,本试验中是王不留行、通草、川芎、漏芦的配伍给药,同时动物模型不同也可能是其结果出现差异化的原因之一。在哺乳期间,母猪摄入的蛋白质要供给母猪和仔猪,机体消耗较大。复方中草药组初乳中乳蛋白率和非脂乳固体含量增高,尿素氮含量降低,说明其蛋白质代谢加强,氨基酸利用率增高[26]。上述结果说明,本试验中的复方中草药能够显著改善哺乳母猪的蛋白质代谢转运速率,加强机体氮的利用和合成,提高母猪的哺乳能力。

3.3 饲粮中添加复方中草药对母猪血清抗氧化指标的影响

母畜妊娠至哺乳结束,生理机能与代谢会产生剧烈的波动,尤其是糖类、脂肪、蛋白质和激素,在这期间,母畜会消耗大量能量完成生理过程,产生大量的ROS和MDA,打破体内自由基动态平衡,造成机体代谢紊乱,导致组织损伤和细胞死亡[27]。T-SOD、GSH-Px作为机体主要的抗氧化酶,能够有效地清除ROS,修复ROS造成的损伤,保护细胞[28]。MDA是氧化应激过程中的代谢产物,对细胞膜的脂质成分有破坏作用,是间接反映畜禽机体内部氧化受损程度的指标。有研究表明,复方中草药可以增强断奶仔猪的抗氧化能力[29]。本研究中,复方中草药组血清GSH-Px和T-SOD活性显著或极显著升高,MDA含量显著降低。相关研究报道,王不留行能够终止自由基的连锁反应,增强机体的抗氧化能力[4]。有研究对川芎多糖的自由基清除能力进行了测定,结果表明川芎多糖具有出色的抗氧化和清除自由基能力[30]。除此之外,漏芦可以促进抗氧化基因的表达,缓解乳腺上皮细胞损伤[31]。综上所述,本试验中复方中草药能够提高哺乳母猪的抗氧化能力,降低母猪的氧化应激,提高母猪的生产性能和健康程度。

3.4 饲粮中添加复方中草药对初乳及母仔猪血清免疫指标的影响

由于猪胎盘结构是独特的弥散型上皮绒毛膜胎盘,它可阻止胎儿转移母体的免疫力,因此,初乳几乎是仔猪被动免疫的唯一来源[32]。初乳的免疫指标极大地决定了初生仔猪的成活率,免疫球蛋白是初乳成分中最常见的一种,本试验发现母猪初乳中免疫球蛋白含量是母猪血清中的数倍乃至数十倍。本试验中,复方中草药组母猪初乳和血清中IgG含量显著或极显著高于对照组,其升高的原因可能与川芎有关,川芎有提高母猪免疫球蛋白的合成能力。有研究表明,川芎嗪能够显著提高感染单增李斯特菌的獭兔血清中IgA和IgG的含量,增强其免疫力[33]。此外,川芎嗪对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌等病原菌有显著的抗菌活性[34]。此外,复方中草药组断奶仔猪血清中IgG含量显著高于对照组,这可能与中草药组母猪初乳中IgG含量提高有关。初乳被仔猪摄入后通过大分子内吞作用在肠细胞被吸收,随后进入肠道淋巴系统,IgA被送至黏膜表面,而IgG进入血液循环[35]。据此推测,王不留行、通草、川芎、漏芦配伍的复方中草药在改善哺乳母猪和仔猪免疫性能的过程中以IgG为桥梁进行代间传递,进而提高仔猪的免疫力。

3.5 饲粮中添加复方中草药对仔猪生长性能的影响

母猪免疫力的提高有利于仔猪在母体内的发育,同时可提高母猪的繁殖性能[36],说明母猪免疫力与健仔率和哺乳过程中死亡率这2个指标息息相关。本试验发现,复方中草药组仔猪的断奶窝重和断奶个体重相比于对照组均显著提高,可能有以下几个原因:一是初生个体重和健仔率本来存在显著差异;二是母猪的泌乳性能与仔猪生长性能密切相关,复方中草药组母猪泌乳量和乳中常规营养成分相对于对照组母猪有显著差异,养分摄入量不同导致的体重差异;三是复方中草药组母猪初乳中的尿素氮含量显著降低,母猪和胎儿能更充分地利用饲粮中的氮源,增加窝重[37];四是复方中草药组仔猪免疫力提高导致的体重差异。本试验结果表明,王不留行、通草、川芎、漏芦组成的复方中草药能够提高哺乳仔猪的断奶窝重和断奶个体重,降低断奶死亡率,提高仔猪的生长性能。