日糧添加丁酸鈉對(duì)低初生重新生仔豬生長(zhǎng)性能及腸道發(fā)育的影響

■馬紅艷 姚 毅 楊躍奎 呂學(xué)斌 曹山川 劉靜波

（1.運(yùn)城農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西運(yùn)城 044000；2.四川省畜牧科學(xué)研究院，四川成都 610000；3.西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，四川綿陽(yáng) 621010）

實(shí)際生產(chǎn)中，低初生重（LBW）仔豬斷奶成活率不足50%，不僅降低了母豬年提供的斷奶仔豬數(shù)，而且直接影響后期的生長(zhǎng)性能[1]。仔豬低初生重源于宮內(nèi)生長(zhǎng)發(fā)育期胎盤養(yǎng)分供應(yīng)不足，是導(dǎo)致新生仔豬能量負(fù)平衡及高死亡率的關(guān)鍵原因。因此，保證新生期充足的養(yǎng)分供應(yīng)是保證LBW仔豬成活率的關(guān)鍵[2]。腸道是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化和吸收的首要途徑，對(duì)新生仔豬的新陳代謝至關(guān)重要，能否通過(guò)改善LBW仔豬的腸道發(fā)育進(jìn)而改善生長(zhǎng)性能及成活率尚不清楚。丁酸鈉可通過(guò)改善腸上皮細(xì)胞的能量代謝狀態(tài)促進(jìn)腸道發(fā)育及提高生長(zhǎng)性能[3]，但是能否改善LBW仔豬腸道發(fā)育及生長(zhǎng)性能有待證實(shí)。因此，本研究的目的是考察飼糧添加丁酸鈉對(duì)LBW仔豬生長(zhǎng)性能及腸道發(fā)育的影響，為實(shí)際生產(chǎn)中LBW仔豬的營(yíng)養(yǎng)方案提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

丁酸鈉（購(gòu)自Sigma-Aldrich公司），線性分子式CH3CH2CH2COONa，純度≥98.5%(Sigma-Aldrich)。

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物及基礎(chǔ)日糧

試驗(yàn)動(dòng)物選用“杜長(zhǎng)大”（DLY）三元雜交豬，仔豬代乳料配方參考Han等[4]研究進(jìn)行設(shè)計(jì)，基礎(chǔ)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見表1。

表1 基礎(chǔ)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)成分(風(fēng)干基礎(chǔ))

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及動(dòng)物分組

從16頭母豬分娩的仔豬中選擇16頭NBW和16頭LBW的新生DLY仔豬，保證每頭母豬提供1頭NBW仔豬和1頭LBW仔豬，LBW定義為初生體重低于NBW仔豬66%的仔豬。仔豬出生后1～7 d自由吸乳，并通過(guò)人工輔助保證幼弱仔豬正常吸乳。試驗(yàn)期從仔豬出生第8～21 d（記為試驗(yàn)第1～14 d）按照2×2因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)，從出生第8 d開始(1 d)分別飼喂基礎(chǔ)日糧或添加3 kg/t丁酸鈉的日糧。形成4個(gè)處理組：NBW/基礎(chǔ)日糧、NBW/丁酸鈉、LBW/基礎(chǔ)日糧、LBW/丁酸鈉，每個(gè)處理8個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1頭豬。飼喂時(shí)按照料水比為1∶4比例混合后飼喂。仔豬的飼養(yǎng)管理按照試驗(yàn)場(chǎng)實(shí)際管理程序進(jìn)行，所有仔豬從06：30開始，自由采食，每次投料量按照實(shí)際采食量酌情添加。

1.4 樣品的采集

試驗(yàn)至14 d將所有仔豬麻醉處死，然后迅速打開腹腔，剔除腸道內(nèi)容物及多余結(jié)締組織后測(cè)量小腸長(zhǎng)度及重量。用無(wú)菌的載玻片刮取空腸黏膜，用于測(cè)定消化酶活性。取空腸中段1 cm于4%多聚甲醛中固定，用于腸道形態(tài)測(cè)定。另取空腸中段組織樣品，液氮速凍后保存于-80℃冰箱，用于檢測(cè)腸道基因表達(dá)量。

1.5 指標(biāo)的選擇與測(cè)定

1.5.1 生長(zhǎng)性能

仔豬分別在第1、7、14 d進(jìn)行稱重，計(jì)算日增重(ADG)。計(jì)算每日干物質(zhì)攝入量(ADMI)，并按照每周采食量/每周增重計(jì)算料重比。

1.5.2 腸道形態(tài)

將空腸組織樣品浸泡于4%多聚甲醛固定后，進(jìn)一步脫水、浸醋、包埋、切片等處理后，然后用蘇木精和伊紅染色。用DP70數(shù)碼相機(jī)（Olympus，Tokyo，Japan）的顯微鏡拍照，再用光學(xué)顯微鏡觀察絨毛高度和隱窩深度。

1.5.3 酶活檢測(cè)

選擇0.5～1.3 g腸道黏膜樣本在預(yù)冷的EDTA-鹽溶液中浸泡勻漿，然后3 000×g離心10 min，通過(guò)Bradford法測(cè)定樣本總蛋白含量，進(jìn)一步采用試劑盒（南京建成生物工程研究所）測(cè)定乳糖酶、麥芽糖酶、蔗糖酶活性，具體方法參照試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行。

1.5.4 基因檢測(cè)

采用熒光定量PCR的方法測(cè)定空腸組織葡萄糖養(yǎng)分轉(zhuǎn)運(yùn)載體GLUT2和SGLT1的表達(dá)量，SGLT1上游序列為CCACTTTCCCTATAAAACCTCAC，下游序列為CTCCATCAAACTTCCATCCTCAG。GLUT2上游序列為CCTGCTTGGTCTATCTGCTGTG，下游序列為TTGATGCTTCTTCCCTTTCTTT。以18S RNA為管家基因，上游序列為TCCGACTTTCGTTCTTGATTAATG，下游序列為TGGACCGGCGCAAGAC，基因的表達(dá)量采用相對(duì)表達(dá)量的方式表示。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

數(shù)據(jù)采用SAS統(tǒng)計(jì)軟件中MIXED程序進(jìn)行分析，以初生重、丁酸鈉添加水平、初生重×丁酸鈉交互作用為主效應(yīng)。組間差異進(jìn)一步采用Tukey法進(jìn)行比較，結(jié)果采用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示，以P＜0.05記為差異顯著。

2 結(jié)果

2.1 仔豬生長(zhǎng)性能(見表2)

表2 丁酸鈉對(duì)不同初生重仔豬生長(zhǎng)性能的影響（平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤）

如表2所示，LBW仔豬在整個(gè)試驗(yàn)期內(nèi)的體重都低于NBW仔豬（P＜0.05）。與基礎(chǔ)日糧相比，日糧添加丁酸鈉顯著提高了試驗(yàn)第14 d LBW仔豬的體重（3.24 vs 3.84；P＜0.05）。與NBW仔豬相比，LBW仔豬試驗(yàn)1～7、8～14、1～14 d的日增重顯著降低（P＜0.05）。日糧添加丁酸鈉對(duì)NBW仔豬1～7、8～14、1～14 d的日增重影響差異不顯著（P＞0.05）。與基礎(chǔ)日糧相比，日糧添加丁酸鈉顯著提高LBW仔豬試驗(yàn)1～7、8～14、1～14 d的日增重（P＜0.05）。與NBW仔豬相比，LBW仔豬1～7、8～14、1～14 d的每日干物質(zhì)攝入量顯著降低（P＜0.05），日糧添加丁酸鈉對(duì)每日干物質(zhì)攝入量影響差異不顯著（P＞0.05）。日糧添加丁酸鈉顯著改善了試驗(yàn)1～7 d的料重比（P＜0.05），飼喂基礎(chǔ)日糧的LBW仔豬的料重比顯著高于其他各組。初生重及日糧處理對(duì)仔豬試驗(yàn)8～14、1～14 d料重比的影響差異不顯著。在整個(gè)試驗(yàn)期，初生重和丁酸鈉的交互效應(yīng)對(duì)仔豬的生長(zhǎng)性能的影響差異不顯著（P＞0.05）。

2.2 仔豬腸道發(fā)育（見表3）

表3 丁酸鈉對(duì)不同初生重仔豬腸道發(fā)育的影響（平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤）

通過(guò)表3可知，LBW仔豬的小腸相對(duì)重量和相對(duì)長(zhǎng)度顯著高于NBW仔豬（P＜0.05），丁酸鈉及交互效應(yīng)對(duì)小腸相對(duì)重量和相對(duì)長(zhǎng)度的影響差異不顯著（P＞0.05）。日糧添加丁酸鈉顯著影響LBW仔豬的絨毛高度和絨毛高度與隱窩深度的比值，但對(duì)NBW仔豬絨毛高度的影響差異不顯著（P＞0.05）。初生重、日糧、交互效應(yīng)對(duì)仔豬隱窩深度的影響差異不顯著（P＞0.05）。交互效應(yīng)對(duì)仔豬絨毛高度與隱窩深度的比值的影響差異顯著（P＜0.05）。

2.3 仔豬消化道酶活（見表4）

表4 丁酸鈉對(duì)不同初生重仔豬消化道酶活的影響（平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤）

通過(guò)表4可知，初生重對(duì)腸黏膜乳糖酶活性影響差異不顯著（P＞0.05），丁酸鈉顯著提高了LBW仔豬的乳糖酶活性（P＜0.05）。初生重、日糧、交互效應(yīng)對(duì)仔豬腸黏膜麥芽糖酶和蔗糖酶活性影響差異均不顯著（P＞0.05）。

2.4 仔豬空腸養(yǎng)分轉(zhuǎn)運(yùn)載體基因表達(dá)（見圖1）

圖1 丁酸鈉對(duì)不同初生重仔豬空腸養(yǎng)分轉(zhuǎn)運(yùn)載體基因表達(dá)量的影響

如圖1所示，日糧添加丁酸鈉顯著提高了LBW仔豬空腸SGLT1(圖1A)和GLUT2（圖1B）基因表達(dá)量（P＜0.05），但是對(duì)NBW仔豬的空腸SGLT1和GLUT2基因表達(dá)量影響差異不顯著（P＞0.05）。

3 討論

3.1 丁酸鈉和初生重對(duì)新生仔豬生長(zhǎng)性能的影響

低初生重仔豬在規(guī)?；i場(chǎng)中普遍發(fā)生，能否通過(guò)營(yíng)養(yǎng)調(diào)控低初生重仔豬的腸道發(fā)育并進(jìn)一步提高生長(zhǎng)性能、降低死亡率具有明顯的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本研究重點(diǎn)考察日糧添加丁酸鈉對(duì)不同體重新生仔豬腸道發(fā)育和生長(zhǎng)性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，低初生重仔豬在新生期的生長(zhǎng)速度顯著低于正常初生重的仔豬，這與Wang等（2010）[5]的報(bào)道相一致。研究已經(jīng)表明[6]，與正常體重仔豬相比，低初生重仔豬的肝臟、肌肉、腸道等組織的基因和蛋白質(zhì)的表達(dá)發(fā)生了非常廣泛的變化，涉及能量代謝、蛋白質(zhì)代謝、氧化應(yīng)激、細(xì)胞增殖與分化等生理學(xué)過(guò)程，是導(dǎo)致低初生重仔豬生長(zhǎng)性能下降和死亡率的關(guān)鍵原因。本研究發(fā)現(xiàn)，日糧添加丁酸鈉之后，正常體重和低初生重仔豬的日增重都有顯著的提高，與前人在正常體重仔豬上的結(jié)果相一致[7]，主要原因是丁酸鈉可為腸道上皮細(xì)胞提供能量代謝的底物，進(jìn)而促進(jìn)腸道發(fā)育。值得注意的是，在未添加丁酸鈉情況下，低出生重仔豬的料重比顯著升高，而添加丁酸鈉之后，低初生重仔豬的料重比恢復(fù)至正常體重仔豬水平，說(shuō)明丁酸鈉有可能通過(guò)提高養(yǎng)分消化和吸收提高了整體日糧的消化率。盡管如此，研究表明，丁酸鈉可促進(jìn)胃腸道細(xì)胞分泌胰高血糖素樣肽2（GLP-2），而GLP-2一方面可以促進(jìn)腸道細(xì)胞的增殖與分化[8]；另一方面也可通過(guò)提高肝臟、骨骼肌的胰島素敏感性改變葡萄糖和氨基酸的沉積規(guī)律而改善飼料轉(zhuǎn)化效率[9]，但是該假設(shè)有待進(jìn)一步證實(shí)。

3.2 丁酸鈉和初生重對(duì)新生仔豬腸道發(fā)育的影響

本研究發(fā)現(xiàn)，低初生重仔豬絨毛高度降低，隱窩深度增加，而且腸黏膜消化酶活性也受到抑制，可能與腸上皮細(xì)胞的增殖與分化有關(guān)。前人研究發(fā)現(xiàn)[10]，低初生重動(dòng)物的腸道比正常體重新生兒的細(xì)胞凋亡顯著增加，細(xì)胞增殖受到抑制。本研究中低初生重仔豬的腸道相對(duì)重量和相對(duì)長(zhǎng)度都顯著高于正常體重仔豬，與Han等（2013）[4]的結(jié)果一致，表明體蛋白、體脂肪等組織的沉積在宮內(nèi)發(fā)育時(shí)期受阻，腸道發(fā)育相對(duì)活躍，是通過(guò)營(yíng)養(yǎng)調(diào)控腸道發(fā)育并進(jìn)一步提高低初生重仔豬的生長(zhǎng)性能生理學(xué)基礎(chǔ)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)日糧中添加丁酸鈉之后，低初生重仔豬的小腸絨毛高度顯著增加，小腸乳糖酶活性提高，與前人在正常體重仔豬上的結(jié)果相似[7]。為了進(jìn)一步考察低初生重仔豬的腸道養(yǎng)分吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)功能是否得到改善，通過(guò)RTPCR的方法檢測(cè)了空腸主要的腸道養(yǎng)分轉(zhuǎn)運(yùn)載體SGLT1和GLUT2，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在未添加丁酸鈉情況下，低初生重仔豬的腸道養(yǎng)分轉(zhuǎn)運(yùn)載體SGLT1和GLUT2的mRNA表達(dá)量顯著下降，而日糧添加丁酸鈉恢復(fù)SGLT1和GLUT2的mRNA表達(dá)量至正常體重仔豬的水平。

4 結(jié)論

通過(guò)以上結(jié)果可以看出，丁酸鈉對(duì)新生低初生重仔豬的腸道發(fā)育和生長(zhǎng)性能具有明顯的促進(jìn)作用，本研究的結(jié)果對(duì)于制定低初生重的新生仔豬的營(yíng)養(yǎng)策略具有一定的參考價(jià)值。