飼糧添加吡咯喹啉醌對圍產(chǎn)期母豬繁殖性能和抗氧化功能的影響

肖俊峰 史慶超 柒啟恩 張 軍 楊煥勝 溫慶琪

(1.福建傲農(nóng)生物科技集團股份有限公司，廈門361008；2.湖南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，動物營養(yǎng)與人體健康實驗室，長沙410081；3.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，南昌330045)

飼糧添加吡咯喹啉醌對圍產(chǎn)期母豬繁殖性能和抗氧化功能的影響

肖俊峰1史慶超1柒啟恩1張 軍1楊煥勝2溫慶琪3*

(1.福建傲農(nóng)生物科技集團股份有限公司，廈門361008；2.湖南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，動物營養(yǎng)與人體健康實驗室，長沙410081；3.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，南昌330045)

本試驗旨在比較吡咯喹啉醌(PQQ)與維生素E和有機硒對圍產(chǎn)期母豬繁殖性能和抗氧化功能的影響。選用40頭體重和背膘厚接近且妊娠90 d的第3胎大約克母豬，隨機分為2組，每組20頭。對照組在基礎(chǔ)飼糧中添加60 mg/kg維生素E和0.20 mg/kg有機硒，試驗組在基礎(chǔ)飼糧中添加1 mg/kg PQQ。試驗期為妊娠第90天至分娩后第7天。結(jié)果表明：與對照組相比，飼糧添加PQQ對母豬產(chǎn)程、產(chǎn)仔數(shù)、產(chǎn)活仔數(shù)及仔豬初生窩重、仔豬平均初生重以及產(chǎn)后7 d仔豬平均日增重均無顯著影響(P>0.05)，但數(shù)值上有所升高；飼糧添加PQQ顯著提高了初生仔豬和母豬血清總超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶活性及還原型谷胱甘肽含量(P<0.05)，顯著降低了血清丙二醛含量(P<0.05)，對血清過氧化氫酶活性、總抗氧化能力及氧化型谷胱甘肽含量均無顯著影響(P>0.05)。綜合得出，圍產(chǎn)期飼糧中添加PQQ較維生素E和有機硒對母豬繁殖性能無顯著影響，能顯著增強圍產(chǎn)期母豬及初生仔豬的血清抗氧化功能。

吡咯喹啉醌；圍產(chǎn)期；母豬；繁殖性能；抗氧化功能

妊娠后期母體和胎兒的代謝加快，自由基的產(chǎn)生增加[1]，這可導(dǎo)致母體脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的過氧化，并損傷正常內(nèi)皮細胞的功能[2]，進而影響胎盤的功能[3]，阻礙胎兒在子宮內(nèi)發(fā)育和引發(fā)流產(chǎn)[4-5]，降低母豬利用年限[6]。維生素E是一種具有抗氧化功能的重要營養(yǎng)素，其與硒具有協(xié)同抗氧化作用[7]。有研究報道，妊娠母豬飼糧中添加維生素E可提高母豬繁殖效率[8],增強母豬機體抗氧化能力[9]。維生素E作為一種脂溶性的抗氧化劑，主要在生物膜上與活性氧(reactive oxygen species,ROS)自由基及脂肪酸過氧化氫自由基發(fā)生反應(yīng)，通過產(chǎn)生穩(wěn)定的過氧化氫和生育酚自由基，阻斷生物膜中過氧化物的形成，發(fā)揮抗氧化功能[10]。吡咯喹啉醌(pyrroloquinoline quinone,PQQ)是20世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn)的一種氧化還原酶的輔酶，具有促生長、抗氧化、激活免疫等多種生理功能[11]，其抗氧化功能尤為顯著。PQQ可直接清除機體內(nèi)產(chǎn)生的氧和羥自由基，其清除自由基能力較抗壞血酸高50～100倍，且能夠提高機體抗氧化酶活性[12]；PQQ可防止線粒體氧化應(yīng)激導(dǎo)致的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)過氧化損傷[12-13]。Killgore等[14]和Smidt等[15]研究發(fā)現(xiàn)，PQQ對哺乳動物繁殖性能也有提高作用，給小鼠飼喂缺乏PQQ的飼糧，雌鼠繁殖性能下降。目前關(guān)于PQQ的研究多集中在微生物、鼠和雞以及體外試驗上，未見母豬上應(yīng)用的相關(guān)報道。本試驗通過比較PQQ與維生素E和有機硒對圍產(chǎn)期母豬繁殖性能和抗氧化功能的影響，旨在為母豬圍產(chǎn)期的飼養(yǎng)策略提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

PQQ由微生物發(fā)酵制成，純度≥99.9%，由上海醫(yī)學(xué)生命科學(xué)研究中心提供；維生素E(DL-α-生育酚乙酸酯，粉劑，有效含量50%)由荷蘭DSM公司提供，有機硒(酵母硒，硒含量0.2%)由美國Alltech公司提供。

1.2 試驗設(shè)計及飼糧

試驗地點設(shè)在福建省漳州市傲農(nóng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司的種豬場。選取胎次(第3胎)、體重[(300±15) kg]接近的妊娠90 d大約克夏母豬40頭，隨機分為2組，分別為對照組和試驗組，每組20頭。母豬采用單欄飼喂。

基礎(chǔ)飼糧為玉米-豆粕型飼糧，參照美國NRC(2012)[16]設(shè)計，基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。對照組飼糧設(shè)計為：在基礎(chǔ)飼糧中添加維生素E 60 mg/kg(有效含量)和酵母硒0.20 mg/kg(硒含量)；試驗組飼糧為：在基礎(chǔ)飼糧中添加1 mg/kg PQQ。試驗時間為妊娠第90天至分娩后第7天。

試驗期間，每天07:30和15:00飼喂母豬，每頭母豬飼喂3 kg，自由飲水。母豬分娩前第3天進入產(chǎn)房飼養(yǎng)，母豬生活區(qū)和仔豬活動區(qū)均為漏縫地板，欄內(nèi)設(shè)仔豬保溫箱，產(chǎn)前第1～2天飼喂2.0 kg，產(chǎn)仔當(dāng)天不喂料，產(chǎn)后第1天飼喂0.5 kg，第2天飼喂3.0 kg，產(chǎn)后第3天喂料4.0 kg，產(chǎn)后第4～7天飼喂4.5 kg。飼養(yǎng)管理和防疫制度嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)的商品母豬飼養(yǎng)管理流程進行。

1.3 樣品采集

母豬分娩當(dāng)天，采集每頭母豬所產(chǎn)9頭仔豬臍帶血，以初生時間相近的3頭仔豬臍帶血作為1個檢測樣本，共采集3個樣本(每頭10 mL，每個樣本30 mL)；產(chǎn)后第8天09:00對空腹的試驗?zāi)肛i經(jīng)前腔靜脈采血10 mL。將所采集的血液樣品4 ℃靜置30 min，3 500 r/min離心15 min，收集上清液即血清，將所收集血清分裝在1.5 mL離心管中，-20 ℃保存待測。

1.4 生產(chǎn)性能指標(biāo)測定

產(chǎn)仔當(dāng)天分別記錄每頭母豬的產(chǎn)仔數(shù)、產(chǎn)活仔數(shù)、產(chǎn)程(首個仔豬產(chǎn)出到胎衣排出的時間間隔)，并稱量仔豬初生窩重和平均初生重，于產(chǎn)后第8天稱量仔豬窩重，并計算產(chǎn)后7 d仔豬平均日增重。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

1)礦物質(zhì)預(yù)混料為每千克飼糧提供 Mineral premix provided the following per kg of the diet：Fe (as ferrous sulfate) 150 mg,Cu (as copper sulfate) 20 mg,Zn (as zinc sulfate) 150 mg,Mn (as manganese sulfate) 30 mg,Se (as sodium selenite) 0.4 mg,I (as potassium iodide) 0.3 mg。

2)維生素預(yù)混料為每千克飼糧提供 Vitamin premix provided the following per kg of the diet：VA 17 800 IU,VD35 000 IU,VE 44 IU,VK 5 mg,VB18 mg,VB215 mg,VB68.5 mg,VB120.05 mg,煙酰胺 nicotinamide 60 mg,D-泛酸D-pantothenic acid 25 mg,葉酸 folic acid 2.5 mg。

3)營養(yǎng)水平為計算值。Nutrient levels were calculated values.

1.5 母豬、仔豬血清抗氧化功能測定

按試劑盒說明測定母豬和仔豬血清總抗氧化能力(T-AOC)、總超氧化物歧化酶(T-SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、過氧化氫酶(CAT)活性及還原型谷胱甘肽(GSH)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)和丙二醛(MDA)含量。試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。

1.6 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件的t檢驗法進行組間差異顯著性比較，P<0.05為差異顯著。

2 結(jié) 果

2.1 飼糧添加PQQ對圍產(chǎn)期母豬繁殖性能的影響

由表2可知，飼糧添加PQQ對母豬產(chǎn)程、產(chǎn)仔數(shù)、產(chǎn)活仔數(shù)及仔豬初生窩重、仔豬平均初生重和產(chǎn)后7 d仔豬平均日增重?zé)o顯著影響(P>0.05)，與對照組相比，圍產(chǎn)期飼糧中添加PQQ母豬產(chǎn)仔數(shù)提高4.5%，母豬產(chǎn)活仔數(shù)提高1.4%，仔豬初生窩重提高6.14%，仔豬平均初生重提高3.62%，產(chǎn)后7 d仔豬平均日增重提高21.42%。

表2 飼糧添加PQQ對圍產(chǎn)期母豬繁殖性能的影響

同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，無小寫字母表示差異不顯著(P>0.05)。下表同。

In the same row, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

2.2 飼糧中添加PQQ對初生仔豬及圍產(chǎn)期母豬血清抗氧化功能的影響

由表3和表4可知，與對照組相比，圍產(chǎn)期飼糧中添加PQQ顯著提高了初生仔豬及母豬血清T-SOD、GSH-Px活性及GSH含量(P<0.05)，顯著降低了初生仔豬及母豬血清MDA含量(P<0.05)，對初生仔豬及母豬血清CAT活性、T-AOC和GSSG含量無顯著影響(P>0.05)。

表4 飼糧中添加PQQ對圍產(chǎn)期母豬血清抗氧化功能的影響

3 討 論

因條件所限，本試驗未能設(shè)不添加PQQ或維生素E和有機硒的空白對照組，而將添加維生素E和有機硒的對照組飼糧設(shè)計為常規(guī)的商品母豬飼糧水平，試驗組則為添加了PQQ的飼糧，二者相比較的結(jié)果對生產(chǎn)應(yīng)用具有一定的參考價值。維生素E和有機硒同時添加，具有協(xié)同抗氧化作用[17]，是維持哺乳動物生長發(fā)育所必不可少的營養(yǎng)素，維生素E可提高機體免疫力[18]，維持胎盤生物膜的完整性，促進卵巢機能，增加卵泡黃體細胞數(shù)量，提高動物繁殖性能[19]；而PQQ是目前發(fā)現(xiàn)的抗氧化能力最強的物質(zhì)[12]。本試驗結(jié)果表明，飼糧中添加1 mg/kg PQQ相比,維生素E(60 mg/kg)和有機硒(0.20 mg/kg)組合添加在母豬生產(chǎn)實踐中更具優(yōu)勢，作者以為，繼續(xù)深入研究PQQ在母豬生產(chǎn)上的應(yīng)用價值及其適宜添加水平，對提高母豬繁殖性能是有裨益的。

機體抗氧化功能是反映動物健康程度的重要指標(biāo)之一。在正常的生理條件下，機體內(nèi)既有自由基生成，同時又有自由基被清除，機體內(nèi)的自由基數(shù)量應(yīng)處于某種動態(tài)平衡。母豬妊娠后期乳腺發(fā)育和胎兒生長速度加快，機體營養(yǎng)物質(zhì)代謝加速。有報道顯示，妊娠第110天的母豬體內(nèi)DNA氧化損傷程度顯著高于妊娠第30天，血漿β-胡蘿卜素和α-生育酚的濃度低于妊娠第30天[20]，這表明妊娠后期母豬機體代謝所產(chǎn)生的氧化應(yīng)激水平遠高于妊娠前期。因此，本試驗采用妊娠后期的經(jīng)產(chǎn)母豬作為試驗動物，比較了PQQ作為一種抗氧化劑，是否能具有與維生素E和有機硒組合相當(dāng)?shù)目寡趸πАＴ囼灲Y(jié)果表明，與對照組相比，妊娠后期添加PQQ顯著提高了母豬和初生仔豬血清T-SOD、GSH-Px活性及GSH含量，顯著降低了母豬和初生仔豬血清中MDA含量，這表明PQQ在體內(nèi)可能具有效率更高的抗氧化途徑。

超氧化物歧化酶(SOD)和GSH-Px是機體內(nèi)主要的抗氧化酶。本試驗結(jié)果表明，飼糧中添加PQQ不僅提高了上述2種抗氧化酶的活性，而且還降低了氧化產(chǎn)物MDA的含量，這與徐磊等[13]、孫麗敏等[21]和趙芹[22]的研究結(jié)果一致。PQQ在體內(nèi)抗氧化機理可能是通過減少細胞內(nèi)氧化應(yīng)激，激活線粒體合成修復(fù)路徑、增加線粒體合成，維持線粒體功能穩(wěn)定。趙芹[22]和Barhwal等[23]研究發(fā)現(xiàn)，PQQ可增加過氧化物酶體增殖活化受體γ共激活因子-1α(peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator-1α,PGC-1α)基因的表達，直接清除ROS，并能促進核呼吸因子-1(nuclear respiratory factor 1,NRF-1)和促進核呼吸因子-2(nuclear respiratory factor 2,NRF-2)基因的表達，與抗氧化反應(yīng)元件(antioxidant responsive element,ARE)相結(jié)合，促進SOD、CAT、GSH-Px等抗氧化酶基因的轉(zhuǎn)錄和表達，實現(xiàn)其抗氧化功能；此外Taira等[24]報道，PQQ還能增強細胞調(diào)控能力，增加帕金森病蛋白7基因編碼蛋白DJ-1的合成以增強線粒體修復(fù)功能；PQQ可激活NRF-2促進相關(guān)抗氧化酶表達以清除ROS，防止機體氧化損傷[25-26]。維生素E與ROS自由基及脂肪酸過氧化氫自由基發(fā)生反應(yīng)，通過產(chǎn)生穩(wěn)定的過氧化氫和生育酚自由基，阻斷生物膜中過氧化物的形成，發(fā)揮其抗氧化功能[10]。與維生素E不同的是，PQQ不僅能直接清除生物膜中的自由基，防止脂質(zhì)過氧化，還能通過調(diào)控一系列參與抗氧化反應(yīng)的酶和因子，達到阻止細胞內(nèi)氧化損傷的作用，這可能是PQQ抗氧化功能優(yōu)于維生素E和有機硒組合的原因。

胎兒與母體通過胎盤進行營養(yǎng)物質(zhì)、代謝產(chǎn)物、生物活性物質(zhì)等的交換，胎盤通過血液循環(huán)以滿足胎兒生長發(fā)育所需的養(yǎng)分[27]。因此，臍帶血中的抗氧化功能在一定程度上反映初生仔豬的抗氧化狀態(tài)。維生素E通過胎盤由母豬轉(zhuǎn)運至胎兒的量非常有限，初生仔豬必須依賴初乳和常乳以滿足它對維生素E的需要[28]。本試驗中，PQQ組仔豬臍帶血血清抗氧化功能的變化趨勢與母豬血清抗氧化功能的變化趨勢一致，這表明由PQQ所影響的母豬抗氧化狀態(tài)，可傳導(dǎo)至仔豬機體，這可能是PQQ不同于維生素E和有機硒發(fā)揮抗氧化作用的另一不同之處。郭藝璇等[29]報道，給妊娠母豬飼糧中添加適宜水平的姜粉，初生仔豬和母豬血清GSH含量均有提高的趨勢。龍次民等[30]在妊娠母豬飼糧中添加殼寡糖，妊娠母豬及初生仔豬體內(nèi)抗氧化功能均得到改善。上述結(jié)果表明，通過妊娠母豬階段的飼糧營養(yǎng)調(diào)控能使初生仔豬擁有一個健康的開始，為今后母仔豬一體化營養(yǎng)調(diào)控的研究提供了思路。

4 結(jié) 論

圍產(chǎn)期母豬飼糧中添加1 mg/kg PQQ，與添加維生素E(60 mg/kg)和有機硒(0.20 mg/kg)組合相比，對母豬繁殖性能無顯著影響，且能顯著增強母豬及初生仔豬血清抗氧化功能。

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*Corresponding author, associate professor, E-mail: wenqingqi08@163.com

(責(zé)任編輯 王智航)

Effects of Dietary Pyrooloquinoline Quinine Supplementation on Reproductive Performance and Antioxidative Function of Sows in Perinatal Period

XIAO Junfeng1SHI Qingchao1QI Qi’en1ZHANG Jun1YANG Huansheng2WEN Qingqi3*

(1.FujianAonongBio-TechnologyGroupCo.,Ltd.,Xiamen361008,China; 2.AnimalNutritionandHunanHealthLaboratory,SchoolofLifeSciences,HunanNormalUniversity,Changsha410081,China; 3.CollegeofAnimalScience,JiangxiAgriculturalUniversity,Nanchang330045,China)

This study was conducted to compare the effects of dietary supplementations of pyrooloquinoline quinine (PQQ) and vitamin E+organic selenium on reproductive performance and antioxidative function of sows in perinatal period. Forty Yorkshire sows at 90 d of gestation at the third parity with similar body weight and backfat thickness were randomly divided into two groups with twenty sows per group. Sows in control group were fed a basal diet supplemented with 60 mg/kg vitamin E and 0.20 mg/kg organic selenium, while those in experimental group were fed the basal diet supplemented with 1 mg/kg PQQ. The experiment period was from 90 d of gestation to 7 d after farrowing. The results showed as follows: compared with control group, dietary supplementation of PQQ had no significant effects on duration of parturition, born number and born alive number of sows, as well as birth litter weight of piglets, average birth weight of piglets and average daily gain of piglets in 7 days after born (P>0.05), but the values were slightly increased; dietary supplementation of PQQ significantly increased total superoxide (T-SOD), glutathione peroxidase (GSH-Px) activities and glutathione (GSH) content (P<0.05), and decreased malonic dialdehyde (MDA) content (P<0.05), but did not influence catalase (CAT) activity, total antioxidant capacity (T-AOC) and oxidized glutathione (GSSG) content in serum of new-born piglets and sows (P>0.05). In conclusion, dietary supplementation of PQQ does not affect reproductive performance of sows, and can enhance serum antioxidant function of sows in perinatal period and new-born piglets.[ChineseJournalofAnimalNutrition, 2017, 29(8)：2906-2911]

pyrooloquinoline quinine; perinatal period; sows; reproductive performance; antioxidative activity

10.3969/j.issn.1006-267x.2017.08.035

2017-02-03

肖俊峰(1981—)，男，湖北武漢人，博士，從事單胃動物營養(yǎng)研究。E-mail: junfeng.xiao@qq.com

*通信作者:溫慶琪，副教授，碩士生導(dǎo)師，E-mail: wenqingqi08@163.com

S828

A

1006-267X(2017)08-2906-06