氨基酸缺乏對母犢牛生長和日糧養(yǎng)分消化代謝的影響

孔凡林，李媛，唐夢琪，馬滿鵬，付彤，刁其玉，成思源，屠焰

氨基酸缺乏對母犢牛生長和日糧養(yǎng)分消化代謝的影響

孔凡林1，李媛1，唐夢琪2，馬滿鵬1，付彤2，刁其玉1，成思源1，屠焰1

（1中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所/奶牛營養(yǎng)學(xué)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081；2河南農(nóng)業(yè)大學(xué)牧醫(yī)工程學(xué)院，鄭州 450000）

研究賴氨酸（Lys）、蛋氨酸（Met）和蘇氨酸（Thr）缺乏對3-6月齡中國荷斯坦母犢牛生長和日糧養(yǎng)分消化代謝的影響，為生產(chǎn)中判斷母犢牛氨基酸缺乏癥提供依據(jù)，并對后續(xù)母犢牛氨基酸需要量的確定提供理論依據(jù)。72頭84日齡中國荷斯坦母犢牛，按體重和出生時(shí)間相近原則隨機(jī)分為4個(gè)處理組，限量飼喂4種不同氨基酸模式的飼糧，分別為氨基酸平衡組（PC組）、賴氨酸扣除組（PC-Lys）、蛋氨酸扣除組（PC-Met）和蘇氨酸扣除組（PC-Thr），氨基酸扣除量均為PC組的30%。試驗(yàn)期97d，其中預(yù)飼期7d，正試期90d。于正試期第1、30、60、90天測定犢牛體重、體尺和乳頭長度；在132—138和173—179日齡每組分別選取6頭健康犢牛進(jìn)行2期消化代謝試驗(yàn)，收集糞、尿和飼料樣品，測定營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率及氮代謝；正試期每天記錄采食量。與飼喂氨基酸平衡飼糧的犢牛相比：（1）扣除Lys顯著降低90—180日齡犢牛飼料轉(zhuǎn)化效率（＜0.05），日增重（ADG）為各組最低（＞0.05）；扣除Met和Thr對90—180日齡犢牛ADG和飼料轉(zhuǎn)化效率沒有顯著影響（＞0.05）；（2）扣除Lys或Thr顯著降低犢牛糞便評分（＜0.05），但對腹瀉率沒有影響（＞0.05），以PC-Lys組腹瀉率最高；3）扣除Lys、Met或Thr均不影響犢牛體尺（＞0.05），但扣除Lys后犢牛乳頭長度增長率均低于PC組（＞0.05）；4）扣除Lys、Met或Thr不影響日糧養(yǎng)分表觀消化率（＞0.05），但扣除Lys顯著降低173—179日齡犢牛氮利用率和氮生物學(xué)價(jià)值（＜0.05）。在本試驗(yàn)設(shè)定的氨基酸平衡飼糧基礎(chǔ)上，扣除Lys對犢牛生長發(fā)育和氮代謝有不利影響，扣除Thr影響犢牛腹瀉，扣除Met對犢牛無明顯影響。

賴氨酸；蛋氨酸；蘇氨酸；母犢牛；生長性能；氮代謝

0 引言

【研究意義】斷奶后犢牛機(jī)體發(fā)育迅速，消化方式正在由皺胃單一消化模式過渡到以瘤網(wǎng)胃為主的復(fù)胃混合消化模式，生理結(jié)構(gòu)和飼喂方式的巨大改變使得到達(dá)小腸的氨基酸（AA）數(shù)量和種類發(fā)生巨變，此時(shí)營養(yǎng)的供給應(yīng)及時(shí)滿足犢牛體況生長和乳腺發(fā)育的需要，因營養(yǎng)攝入不足而導(dǎo)致的牛只體格和乳腺發(fā)育遲緩將直接影響后期泌乳牛的產(chǎn)奶量[1-2]。蛋白質(zhì)是影響犢牛生長發(fā)育的重要營養(yǎng)素之一，可消化蛋白質(zhì)的AA構(gòu)成將影響犢牛吸收AA的效率[3]，所以需重點(diǎn)關(guān)注該階段犢牛AA供給的準(zhǔn)確性?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】但NRC奶牛營養(yǎng)需要量（2001）[4]和NRC肉牛營養(yǎng)需要量（2016）[5]均未給出犢牛階段的理想AA模式，近年來反芻動物AA的研究也多集中在泌乳牛和斷奶前犢牛階段，極少聚焦于斷奶后犢牛，既缺乏探究斷奶后犢牛AA需要量的研究，也未探究在AA缺乏時(shí)，斷奶后犢牛在生長性能和日糧養(yǎng)分消化代謝上的變化?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】基于我國奶牛飼養(yǎng)過程中對斷奶后犢牛飼養(yǎng)的粗放和斷奶后犢牛健康培育具有的潛在價(jià)值，目前亟待明確斷奶后犢牛在AA缺乏時(shí)的表觀性狀變化以及對內(nèi)在日糧養(yǎng)分消化代謝的影響。【擬解決的關(guān)鍵問題】本試驗(yàn)參考前人得到的后備牛蛋氨酸（Met）需要量預(yù)測模型，借鑒同為生長階段的豬適宜AA比例，依據(jù)部分扣除法[6-7]，研究賴氨酸（Lys）、蛋氨酸和蘇氨酸（Thr）缺乏對犢牛生長及日糧養(yǎng)分消化代謝的影響，一方面可以為后續(xù)斷奶后犢牛階段AA需要量的確定提供理論依據(jù)，另一方面可以為生產(chǎn)中判斷斷奶后犢牛AA是否缺乏提供判斷依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間與地點(diǎn)

試驗(yàn)于2018年3—6月在山東銀香偉業(yè)有限公司第三牧場進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)動物與設(shè)計(jì)

選擇72頭平均日齡為（84±7）d、體重（101±11）kg的中國荷斯坦母犢牛，按日齡、體重相近原則隨機(jī)分成4個(gè)處理組，每組18頭。分別飼喂4種飼糧，對照組為設(shè)定的氨基酸平衡日糧（PC），其他3組分別從PC日糧中扣除30%的Lys（PC-Lys）、Met（PC-Met）和Thr（PC-Thr）。PC組飼糧中Met水平按照ZINN等[8]的后備牛Met需要量估測模型（METR=1.956+ 0.0292ADG[268-（29.4×0.0557BW0.75ADG1.097）/ADG]+ 0.112BW0.75）計(jì)算，其他氨基酸（Lys、Thr）水平以Met為基礎(chǔ)，按照生長豬日糧適宜AA比例（Lys﹕Met﹕Thr = 100﹕33﹕65）[9]計(jì)算。根據(jù)上階段犢牛BW和ADG，每30天調(diào)整一次AA添加量。

1.3 試驗(yàn)飼糧

參照NRC（2001）[4]中150 kg生長母牛ADG為1 kg·d-1時(shí)的營養(yǎng)需要量配制飼糧，各組通過在飼糧中添加過瘤胃氨基酸以達(dá)到試驗(yàn)設(shè)計(jì)的要求，各處理組基礎(chǔ)飼糧的原料組成和數(shù)量比例均一致，唯一差別在于Lys、Met和Thr添加量的不同。基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1，各組飼糧中過瘤胃氨基酸產(chǎn)品的添加量和最終AA在飼糧中的占比見表2。

1.4 飼養(yǎng)管理

犢牛單籠飼養(yǎng)，籠面積為5.7 m2，每30 d更換一次墊料。每天飼糧干物質(zhì)飼喂量為犢牛體重的3%，分別于08：00、14：00和19：00飼喂，在第二天投料前對每頭牛的剩料進(jìn)行稱重并記錄。每2周根據(jù)采食情況和體況變化調(diào)整飼喂量，自由飲水。預(yù)飼期7 d，正試期90 d。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平（干物質(zhì)基礎(chǔ)，%）

1)預(yù)混料為每千克開食料提供The premix provided per kg of the starter diet: VA, 15000 IU; VD, 5000IU; VE, 50 mg; Fe, 90 mg; Cu, 12.5 mg; Mn, 30 mg; Zn, 90 mg; Se, 0.3 mg; I, 1.0 mg; Co, 0.3 mg

2)營養(yǎng)水平除代謝能外均為實(shí)測值，代謝能按照甲烷能占總能的6.5%計(jì)算[10]ME was a calculated value and others were measured values. Metabolic energy is calculated on the basis that methane energy accounts for 6.5% of total energy

表2 飼糧中過瘤胃氨基酸商品的添加量及氨基酸水平（干物質(zhì)基礎(chǔ)，%）

1)過瘤胃賴氨酸產(chǎn)品由北京亞禾營養(yǎng)高新技術(shù)有限責(zé)任公司提供，Lys含量為36%，過瘤胃率為80%；2)過瘤胃蛋氨酸產(chǎn)品由安迪蘇生命科學(xué)制品有限公司提供，Met含量為44%，過瘤胃率為50%；3)過瘤胃蘇氨酸產(chǎn)品由希杰飼料有限公司提供，Thr含量為40%，過瘤胃率為90%

1)Ruminal bypass Lys purchased by Yahe Nutrition Co., (36% content and 80% bypass rate);2)Ruminal bypass Met purchased by Adisseo Co., (44.4% content, 50% bypass rate);3)Ruminal bypass Thr purchased by King Technology Co., (40% content, 90% bypass rate)

1.5 樣品采集與測定指標(biāo)

1.5.1 飼料樣品采集與測定 試驗(yàn)過程中收集具有代表性的飼糧，按照AOAC（2000）[11]的方法測定營養(yǎng)成分，其中：總能（GE）以PARR-6400全自動氧彈量熱儀測定，粗蛋白（CP）含量使用KDY-全自動凱氏定氮儀測定，粗脂肪（EE）含量采用ANKOM-XT15i全自動脂肪分析儀測定，粗灰分（Ash）含量使用馬弗爐進(jìn)行測定并計(jì)算有機(jī)物（OM）含量，中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）含量使用ANKOM-200 Fiber Analyzer進(jìn)行測定，鈣（Ca）含量使用TAS-986S型原子吸收光譜儀測定，磷（P）含量使用MAPADA UV-6100PC紫外可見分光度計(jì)進(jìn)行測定，Lys、Met和Thr等AA含量按照GB/T 18246-2000的方法，采用日立L -8900氨基酸自動分析儀測定。

1.5.2 生長性能 詳細(xì)記錄每天每頭犢牛的剩料量并計(jì)算干物質(zhì)采食量（DMI），在正試期第1、30、60、90天晨飼前測定每頭犢牛的體重、體尺指標(biāo)（體高、體斜長、十字部高、胸圍、腹圍、腰角寬）和乳頭長度，計(jì)算ADG和飼料轉(zhuǎn)化效率。每天8：00—19：00不間斷觀察犢牛糞便情況并評分：1分為正常，條形或粒狀；2分為正常，糞便可以成型，相對軟；3分為不正常，不成形，較?。?分為不正常，糞水分離，顏色正常；5分為不正常，糞水分離，顏色有異常。糞便評分≥3記為腹瀉，計(jì)算腹瀉率公式為：腹瀉率=糞便異常天數(shù)/試驗(yàn)總天數(shù)。

1.5.3 消化代謝試驗(yàn) 采用全收糞尿法，在犢牛132—138和173—179日齡每組選擇6頭接近平均體重的健康犢牛進(jìn)行2期消化代謝試驗(yàn)，每期7 d，預(yù)飼期3 d，正試期4 d，記錄每頭犢牛正試期每日排糞量和排尿量，每天收集糞便總量的10%作為混合樣品，每100 g新鮮糞便加入10%的稀硫酸10 mL固氮，每天收集尿總量的1%作為混合樣品，用10%稀硫酸調(diào)試尿樣使pH≤3，收集的糞、尿樣放-20℃保存，糞中DM、GE、CP和OM以及尿能和尿氮的測定同上述方法和儀器。氮代謝及營養(yǎng)物質(zhì)消化率計(jì)算公式參見文獻(xiàn)[12]，具體公式如下：

吸收N=食入N-糞N

沉積N=食入N-（糞N+尿N）

N消化率=吸收N/食入N

N利用率=沉積N/食入N

N的生物學(xué)利用率（BV）=沉積N/消化N

1.6 統(tǒng)計(jì)分析

BW、ADG、DMI、飼料轉(zhuǎn)化效率和糞便評分采用SAS 8.1統(tǒng)計(jì)軟件中關(guān)于重復(fù)測量數(shù)據(jù)的MIXED模型進(jìn)行分析，體尺指標(biāo)、腹瀉率以及消化代謝數(shù)據(jù)使用ANOVA進(jìn)行單因素方差分析，差異顯著時(shí)采用Duncan法進(jìn)行多重比較，＜0.05表示差異顯著，0.05≤＜0.1表示具有提高和降低的趨勢。

2 結(jié)果

2.1 賴氨酸、蛋氨酸蘇氨酸缺乏對犢牛生長性能的影響

2.1.1 生長性能 扣除Lys、Met、Thr對犢牛生長性能的影響見表3，從表3可知，PC組與其余3組相比各個(gè)階段ADG均差異不顯著（＞0.05），PC-Met組90—180日齡的ADG顯著高于PC-Lys組（＜0.05）。PC組120—150日齡階段的DMI顯著低于其他3組（＜0.05），但僅降低2.8%，各組間90—180日齡試驗(yàn)全期的DMI差異不顯著（＞0.05）。與PC組相比，PC-Lys組90—120日齡、150—180日齡和90—180日齡階段的飼料轉(zhuǎn)化效率顯著降低（＜0.05），PC-Met組和PC-Thr組與PC組相比，各階段飼料轉(zhuǎn)化效率均差異不顯著（＞0.05）。

表3 賴氨酸、蛋氨酸和蘇氨酸缺乏對犢牛生長性能的影響

同行數(shù)據(jù)具有不同小寫字母表示差異顯著（＜0.05）。下同

In the same row, values with different small letter mean significant difference (＜0.05). The same as below

2.1.2 體尺指標(biāo) 由表4可知，各組間體高、體斜長、十字部高、胸圍、腹圍和腰角寬的初始值差異均不顯著（＞0.05），與此同時(shí)，各組間體尺指標(biāo)的增長率也差異不顯著（＞0.05），從數(shù)值上看，PC-Thr組試驗(yàn)全期體斜長、腹圍和腰角寬的增長率為各組最高值。

表4 賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸缺乏對犢牛體尺的影響

2.1.3 乳頭長度 由表5可知，PC-Lys組90日齡時(shí)左后、右后和右前的乳頭長度均顯著大于PC組和PC-Met組（＜0.05），經(jīng)過90 d生長后，180日齡時(shí)各組間乳頭長度差異不顯著（＞0.05）。與PC組相比，PC-Lys組的各個(gè)乳頭長度的增長率雖差異不顯著但均小于PC組（＞0.05）。PC-Met組和PC-Thr組與PC組相比各乳頭長度的增長率均差異不顯著（＞0.05）。

2.1.4 糞便評分和腹瀉率 由表6可知，Lys、Met和Thr對犢牛的腹瀉率沒有顯著影響（＞0.05），但PC-Lys組腹瀉率最高，與PC組腹瀉率相比增加了3.4%。與PC組相比，PC-Lys組和PC-Thr組的糞便評分顯著升高（＜0.05）。由圖1可知，PC-Lys組和PC-Thr組的糞便評分從正試期第5周開始始終高于PC組。

2.2 賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸缺乏對犢牛營養(yǎng)物質(zhì)消化率和氮代謝的影響

2.2.1 營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率 由表7可知，Lys、Met和Thr對犢牛135—138日齡和176—179日齡的DM、OM和GE表觀消化率沒有顯著影響（＞0.05），176—179日齡犢牛的營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率均高于135—138日齡時(shí)期。

2.2.2 氮代謝 由表8可以看出Lys、Met和Thr缺乏對犢牛135—138日齡的氮代謝指標(biāo)沒有顯著影響（＞0.05）。在176—179日齡階段，與PC組相比，PC-Lys組的尿氮排出量顯著升高，氮利用率和氮的生物學(xué)價(jià)值顯著降低（＜0.05），沉積氮和總排出氮無顯著影響但具有差異顯著的趨勢（＞0.05）。PC-Met和PC-Thr組尿氮、氮利用率和氮表觀生物學(xué)價(jià)值與PC組相比則沒有顯著差異（＞0.05）。

表5 賴氨酸、蛋氨酸和蘇氨酸缺乏對犢牛乳頭發(fā)育的影響

表6 賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸缺乏對犢牛腹瀉率及糞便評分的影響

圖1 賴氨酸、蛋氨酸和蘇氨酸缺乏對犢牛糞便評分的影響

Fig. 1 Effects of Lys, Met and Thr deficiency on the fecal score of calves

表7 賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸缺乏對犢牛營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響

表8 賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸缺乏對犢牛的氮代謝的影響

3 討論

3.1 賴氨酸、蛋氨酸和蘇氨酸缺乏對犢牛生長性能的影響

Lys、Met和Thr經(jīng)研究后被證實(shí)是多種動物、處于多個(gè)生長階段的前三位重要限制性氨基酸（LAA）[13-15]，但是NRC奶牛營養(yǎng)需要量（2001）并未明確給出各AA的需要量[4]，而NRC肉牛營養(yǎng)需要量（2016）也僅按照生長、泌乳和妊娠時(shí)所需的凈蛋白量計(jì)算AA需要量，其中生長階段肉牛的AA需要量則是通過組織蛋白中AA的組成計(jì)算，但數(shù)據(jù)單一，并未根據(jù)生理階段和消化方式的不同進(jìn)行詳細(xì)劃分[5]，所以后備荷斯坦奶牛AA的需要量仍需詳盡研究。本試驗(yàn)為探究Lys、Met和Thr缺乏對3—6月齡母犢牛生長發(fā)育和營養(yǎng)物質(zhì)消化代謝的影響，根據(jù)ZINN等研究得到的荷斯坦后備牛Met需要量預(yù)測模型，代入本試驗(yàn)荷斯坦母牛的BW和ADG得到較為準(zhǔn)確的Met需要量[7]，Lys和Thr添加量由于缺乏相關(guān)研究結(jié)果，所以按照同為生長階段的豬適宜氨基酸比例（100﹕33﹕65）計(jì)算得出[8]，其中Lys﹕Met= 3﹕1與本團(tuán)隊(duì)在斷奶后公犢牛上的研究結(jié)果相近[16]。在缺乏3—6月齡中國荷斯坦后備牛飼糧AA需要量的情況下，采用上述方法確定PC組的AA水平是無奈之舉也是探索性的嘗試，本試驗(yàn)結(jié)果也顯示了PC組的綜合生長性能較好，從側(cè)面證實(shí)了本研究計(jì)算得出的PC組AA水平和比例可以滿足3—6月齡中國荷斯坦母犢牛的需要。

本試驗(yàn)每天飼糧干物質(zhì)投喂量按照犢牛BW的3%計(jì)算，各組犢牛90—180日齡的平均DMI差異不顯著，這也保證了犢牛除AA攝入量不同以外其余營養(yǎng)素?cái)z入量保持一致。結(jié)果顯示扣除飼糧中30%的Lys使?fàn)倥５娘暳限D(zhuǎn)化效率降低，ADG降低了16.02%，而扣除30%Met和Thr對犢牛ADG和飼料轉(zhuǎn)化效率沒有影響。MONTA?O等[16]研究認(rèn)為后備牛BW和ADG隨Lys供應(yīng)量的減少而線性降低，云強(qiáng)等[17]將斷奶后公犢牛Lys水平由0.96%降低到0.8%，Lys降低16.67%使ADG降低了10.55%，與本試驗(yàn)的結(jié)果類似，Lys作為LAA在體內(nèi)無法合成并且參與體內(nèi)多種營養(yǎng)物質(zhì)的合成過程，包括膠原蛋白[18]和肉毒堿前體物質(zhì)[19]的合成，扣除30%的Lys可能會對這些體內(nèi)的合成代謝有影響，從而降低了飼料轉(zhuǎn)化效率。TORRENTERA等[20]使用平均體重為157 kg的荷斯坦公犢牛探究不同Met添加量對生長性能的影響，結(jié)果顯示在確保Lys供應(yīng)充足的情況下額外提供0.128%的Met對生長性能沒有影響，HERSOM等[21]在10月齡后備牛的飼糧中分別添加2、4、6、8 g·d-1的蛋氨酸羥基類似物也同樣對生長性能無影響，本試驗(yàn)Met含量由0.33%降低到0.22%、每天Met供應(yīng)量由12 g減少到8 g同樣對生長性能沒有影響。而在斷奶前犢牛有關(guān)Met的研究中發(fā)現(xiàn)，Met的添加或扣除均會對生長性能產(chǎn)生顯著影響[22-23]，這說明隨著犢牛的生長，牛只對Met的敏感性在逐漸降低，歸結(jié)其原因可能在于Met結(jié)構(gòu)的特殊性，Met作為含硫氨基酸向機(jī)體提供一碳單位以合成嘌呤和嘧啶，同樣具有該功能的還有膽堿和半胱氨酸，隨著犢牛斷奶后采食飼糧原料的豐富，可能Met的功能被部分替代[24]。關(guān)于Thr在犢牛上的研究較少，Hill等[25]將新生犢牛飼糧中Thr含量由1.06%提升到1.43%對ADG和DMI沒有顯著影響，還有研究扣除犢牛代乳品中30%的Thr同樣對犢牛ADG和飼料轉(zhuǎn)化效率沒有顯著影響[7]，Thr最直接的功能是參與合成維持腸道完整性的黏蛋白和維持免疫功能[26]，所以本試驗(yàn)的結(jié)果可能與Thr的主要營養(yǎng)作用在于完善免疫功能而非促生長作用有關(guān)。

體尺反映了牛體格的大小，也體現(xiàn)了牛生長發(fā)育階段飼養(yǎng)管理水平的高低和遺傳潛力的大小，后備牛階段是奶牛體格的定型時(shí)期，其中又以0—6月齡犢牛的生長強(qiáng)度最大[27]，此時(shí)乳房的發(fā)育處于異速生長階段，期間乳腺軟組織細(xì)胞的發(fā)育速度是3月齡前的3—4倍。黃文明[28]對中國8個(gè)大型牧場的荷斯坦后備奶牛體尺進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，得到了中國荷斯坦后備奶牛各項(xiàng)體尺指標(biāo)的平均值，本試驗(yàn)結(jié)束時(shí)犢牛各項(xiàng)體尺指標(biāo)均大于其統(tǒng)計(jì)的體尺平均值，這說明3—6月齡時(shí)扣除犢牛30%的Lys、Met和Thr對體格發(fā)育沒有影響。該結(jié)果與前人在犢牛和生長水牛上研究的結(jié)果相一致[7,29]，黃文明研究的結(jié)果顯示盡管位于中國不同地點(diǎn)的8個(gè)牧場使用不同的管理模式和飼糧組成，但15月齡之前的后備牛體尺指標(biāo)不存在顯著性差異，也揭示出后備牛體格生長不易受到影響。

由本試驗(yàn)結(jié)果可知，扣除30%的Lys對乳房發(fā)育有一定的抑制作用，乳頭增長率在數(shù)值上均小于飼喂氨基酸平衡日糧的犢牛，而扣除30%的Met和Thr則無此效果。有研究報(bào)道處于青春期的雌性哺乳動物乳房由生長激素（GH）、胰島素樣生長因子（IGF-Ⅰ）、雌激素和孕酮調(diào)控發(fā)育[30]，其中又以IGF-Ⅰ作用最為強(qiáng)烈[31]，唐波[32]在犢牛飼糧中每天添加4 g蛋氨酸羥基類似物對血清中GH和IGF-Ⅰ含量沒有影響，說明乳房發(fā)育對Met供給的增加或減少并不敏感，這與本試驗(yàn)的結(jié)果相同，郭朝龍[33]對泌乳山羊進(jìn)行靜脈Lys灌注以導(dǎo)致Lys梯度缺失，結(jié)果顯示當(dāng)灌注液中Lys 濃度為0時(shí)，IGF-Ⅰ濃度降低12.33%，這說明Lys對IGF-Ⅰ有一定影響，這可能會影響乳房的發(fā)育。

腹瀉是犢牛時(shí)期的重要致病原因之一。在本試驗(yàn)中，PC組犢牛的腹瀉情況較多，這與張乃鋒[23]的研究結(jié)果一致。此外，結(jié)果顯示扣除Lys和Thr顯著降低了糞便評分，其中PC-Thr組的腹瀉率較低，糞便評分較高，說明該組腹瀉犢牛數(shù)量較少，但多為相對嚴(yán)重腹瀉，而PC-Lys組則是腹瀉率高，但糞便評分較低，說明該組腹瀉犢牛數(shù)量較多，多為輕度腹瀉。對于新生犢牛來說，腹瀉的誘因十分復(fù)雜，如初乳質(zhì)量、初乳飼喂時(shí)間和飼養(yǎng)環(huán)境等。但對于3—6月齡斷奶后犢牛來說，由于與新生犢牛相比免疫系統(tǒng)相對發(fā)育健全和穩(wěn)定，所以該階段犢牛腹瀉的原因多歸因于胃腸道微生物感染，Thr的功能在于合成腸黏液層的黏蛋白和體內(nèi)的免疫球蛋白G[26]，一旦犢牛感染腹瀉，由于犢牛相對缺乏Thr，腸道屏障的不完整性和自身免疫球蛋白G數(shù)量的降低會導(dǎo)致腹瀉情況加重，不易康復(fù)，而PC-Lys組則因?yàn)轶w質(zhì)偏弱，多為輕度腹瀉，雖發(fā)病率較高卻容易康復(fù)。此外，二者對糞便評分的影響均在試驗(yàn)開始5周后顯現(xiàn)，說明二者對犢牛腹瀉的影響需要長期的累加。

3.2 賴氨酸、蛋氨酸和蘇氨酸缺乏對犢牛營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率和氮代謝的影響

由兩期營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的結(jié)果可以看出3—6月齡階段犢牛的消化系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)育完全，雖營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率在隨日齡增長，但變化較小，可能微生物發(fā)酵功能也已經(jīng)趨于穩(wěn)定[34]。反芻動物相較于單胃動物在AA代謝上的最大不同之處在于存在瘤胃微生物對AA的發(fā)酵作用，AA在瘤胃內(nèi)被微生物脫羧和脫氨產(chǎn)生氨、揮發(fā)性脂肪酸和二氧化碳，這些分解代謝產(chǎn)生的代謝物會進(jìn)一步被微生物利用生成微生物蛋白，這一過程使非必需氨基酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸匦璋被?，但對飼料中LAA存在破壞作用，所以對LAA進(jìn)行物理或化學(xué)包被可優(yōu)化小腸AA的模式，在飼糧中添加過瘤胃氨基酸已經(jīng)在奶牛產(chǎn)奶量[35]、繁殖性能[36]、發(fā)病率[37]和肉品質(zhì)[38]等性狀上取得了優(yōu)化效果。本試驗(yàn)在3—6月齡犢牛飼糧中添加三種過瘤胃氨基酸，結(jié)果顯示AA的部分扣除對營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率沒有影響，HUSSEIN等[39]每天通過皺胃瘺管向荷斯坦生長公牛提供6 g的Lys同樣對DM表觀消化率和OM表觀消化率沒有影響，HILL等[40]以兩種不同AA來源的飼糧為基礎(chǔ)飼糧并額外添加0.1%的液體Met，發(fā)現(xiàn)Met對營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率沒有影響，SAI[41]報(bào)道稱6月齡犢牛額外添加2 g的RPMet和17 g的RPLys同樣對DM表觀消化率和OM表觀消化率沒有影響，這可能與過瘤胃氨基酸的產(chǎn)品特性有關(guān)，過瘤胃氨基酸未在瘤胃中被微生物發(fā)酵生成揮發(fā)酸或合成微生物蛋白，所以，在基礎(chǔ)飼糧完全相同的情況下，各營養(yǎng)物質(zhì)在胃腸中的消化情況應(yīng)相近。但也有研究報(bào)道高濃度的代謝葡萄糖使非必須氨基酸和Lys的表觀消化率顯著降低[42]，原因可能是十二指腸中葡萄糖和AA對轉(zhuǎn)運(yùn)載體存在競爭，二者在小腸上皮的吸收均依賴鈉泵活動形成的主動轉(zhuǎn)運(yùn)過程和載體介導(dǎo)的易化擴(kuò)散[43]，所以AA供給的增多同樣會影響有機(jī)物的消化率，本試驗(yàn)并未過量添加AA，所以對有機(jī)物在腸道的吸收不存在競爭載體現(xiàn)象。

之所以動物機(jī)體對不同AA的需要量不同，原因在于各AA的結(jié)構(gòu)不同，進(jìn)而導(dǎo)致AA在動物體內(nèi)參與的代謝途徑不同，各代謝途徑之間存在著相互的交叉，或抑制或促進(jìn)。關(guān)于AA在動物體內(nèi)的代謝途徑，在單胃動物上有較為詳細(xì)的研究，反芻動物則鮮有報(bào)道。幾年來在單胃動物上發(fā)現(xiàn)了腸道在吸收AA過程中的AA代謝過程，包括為小腸黏膜細(xì)胞提供能量，為小腸粘膜細(xì)胞和腸腔微生物合成蛋白質(zhì)、AA、谷胱甘肽、嘌呤和嘧啶等[44-45]，AA被小腸吸收后經(jīng)門靜脈進(jìn)入肝臟，其中，Lys最主要的分解代謝途徑是在一系列代謝酶的作用下生成乙酰輔酶A，從而轉(zhuǎn)化為脂肪和酮體，Lys通過合成途徑形成的蛋白質(zhì)在近年來被揭示存在多種Lys酰化途徑，KIM等[46]在環(huán)腺苷酸應(yīng)答元件結(jié)合蛋白3的bZIP區(qū)域發(fā)現(xiàn)了Lys去乙酰化位點(diǎn)，可經(jīng)過乙?；蟠龠M(jìn)脂質(zhì)代謝平衡。沈佳佳等[47]詳細(xì)介紹了蛋白質(zhì)中Lys琥珀酰化與炎癥反應(yīng)、缺血再灌注損傷和過敏性皮炎的聯(lián)系，揭示了含有Lys的蛋白通過翻譯后?；{(diào)控廣泛的生命活動；Met到達(dá)肝臟后存在經(jīng)典的轉(zhuǎn)甲基途徑，該途徑中脫去的一碳甲基、?；撬帷⒈岷凸入赘孰木趧游餀C(jī)體中有重要作用；Thr區(qū)別于Lys和Met，是體內(nèi)唯一無脫氨和轉(zhuǎn)氨反應(yīng)的AA，在體內(nèi)存在的分解代謝途徑有3條：（1）通過蘇氨酸脫氫酶代謝為氨基丙酮、甘氨酸和乙酰輔酶A；）2）通過蘇氨酸脫水酶代謝為丙酸和α-氨基丁酸；（3）通過蘇氨酸醛縮酶代謝為甘氨酸和乙酰輔酶A，Thr的合成途徑則主要參與免疫物質(zhì)的組成[48]。以上代謝途徑說明不同AA之間有交叉的代謝部分也有特有的代謝途徑，這就導(dǎo)致某一AA的缺失會不同程度上導(dǎo)致代謝的停止和影響營養(yǎng)物質(zhì)的沉積。云強(qiáng)等[16]將斷奶后犢牛飼糧中Lys水平由0.96%降低到0.8%，使N利用率由46.43%降低到41.56%；欒玉靜等[49]在裝有瘤胃瘺管的10月齡雜交肉牛瘤胃中每天投入15 gRPLys，結(jié)果顯示N利用率由59.31%提升到64.84%；ALFERINK等[50]通過頸靜脈注射給平均體重為157 kg的荷斯坦公牛每天9.3 g賴氨酸鹽和6 g蘇氨酸鹽，研究發(fā)現(xiàn)AA靜脈注射使N的生物學(xué)價(jià)值由32.5%提升到46.8%。雖然AA供給方式不同，本試驗(yàn)通過分別扣除飼糧中30%的Lys、Met和Thr均對N沉積有不同程度的影響，其中Lys對N利用率影響程度最大，Met和Thr次之，由此可見，影響N利用率或N沉積的根本原因在于AA扣除增加了尿氮的排出量，說明扣除LAA對營養(yǎng)物質(zhì)吸收后的代謝過程存在影響，具體的影響機(jī)制還需對AA在體內(nèi)的代謝過程進(jìn)行跟蹤。此外，136—138日齡時(shí)的氮代謝情況并沒有受到AA扣除的影響，直到176—179日齡時(shí)才顯示出氮代謝的異常效果，出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因在于機(jī)體的適應(yīng)性，有研究發(fā)現(xiàn)動物在AA缺乏的狀態(tài)下有一系列的自適應(yīng)調(diào)節(jié)，包括一般性調(diào)控阻遏蛋白激酶（general control non-repressed 2，GCN2）磷酸化翻譯起始因子2以降低全局翻譯的速率，從而減少胞內(nèi)AA的內(nèi)耗[51-52]；GCN2、雷帕霉素靶蛋白1啟動自噬基因轉(zhuǎn)錄，對細(xì)胞組分糖原、脂質(zhì)和細(xì)胞器進(jìn)行酶解從而生成基礎(chǔ)營養(yǎng)素等。但機(jī)體的適應(yīng)能力有限，無法長期維持體內(nèi)代謝，原本GCN2路徑激活的轉(zhuǎn)錄因子4會與γ-氨基丁酸受體1亞基作用，下調(diào)腦中前梨狀皮層的多巴胺神經(jīng)元的γ-氨基丁酸信號通路，以降低多巴胺的分泌，進(jìn)而抑制采食，這有助于停止采食AA不平衡的飼糧，直到采食AA平衡飼糧并恢復(fù)多巴胺分泌[53]，但本試驗(yàn)始終提供AA相對不平衡飼糧并采取了限飼措施，所以長期以往還是會引起AA的缺乏，短期則存在補(bǔ)救效應(yīng)。

4 結(jié)論

①3—6月齡犢牛飼喂缺乏30%賴氨酸的飼糧顯著降低了飼料轉(zhuǎn)化效率，提高了糞便評分，而扣除飼糧中30%的蛋氨酸和蘇氨酸對犢牛生長性能沒有影響。

②3—6月齡犢牛飼喂缺乏30%賴氨酸、蛋氨酸和蘇氨酸的飼糧對體格發(fā)育和營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率沒有影響，但缺乏30%賴氨酸抑制了乳頭的發(fā)育。

③3—6月齡犢牛飼喂缺乏30%賴氨酸的飼糧增加了176—179日齡時(shí)的尿氮排放量，對氮代謝有負(fù)面影響。

綜合以上結(jié)論，在本試驗(yàn)條件下，3—6月齡中國荷斯坦母犢牛對飼糧中賴氨酸濃度較為敏感，賴氨酸供給的不足將通過降低生長性能、氮沉積、抑制乳頭發(fā)育和加重腹瀉情況對犢牛生長發(fā)育產(chǎn)生影響，扣除蘇氨酸僅體現(xiàn)在影響犢牛腹瀉上，而蛋氨酸對犢牛則沒有任何影響，所以在配置該階段犢牛飼糧時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注蘇氨酸的供給量是否充足。

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Effects of Amino Acid Deficiency on Growth Development, Dietary Nutrients Digestion and Metabolism in Heifers

KONG FanLin1, LI Yuan1, TANG MengQi2, MA ManPeng1, FU Tong2, DIAO QiYu1, CHENG SiYuan1, TU Yan1

(1Feed Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences/Beijing Key Laboratory for Dairy Cow Nutrition, Beijing 100081;2College of Animal Science and Veterinary Medicine, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450000)

【】The objective of this study was to evaluate the effects of deleting dietary lysine (Lys), methionine (Met) and threonine (Thr) on growth performance, and nutrients digestion and metabolism in 3-6 month-old Chinese Holstein heifers. It can provide not only the evidences for diagnosing the deficiency disease of amino acid of heifers in production, but also the guidance for determining amino acid requirements of heifers in the future.【】The experiment was conducted for 90 days with 72 Holstein heifers aged about 84 day-old fed in restricted amounts. Following a 7-day covariate period, heifers were allocated to 4 groups according to date of birth and body weight: 30% Lys reducing treatment (PC-Lys), 30% Met reducing treatment (PC-Met), 30% Thr reducing treatment (PC-Thr) and theoretical amino acid balanced treatment (PC). Body weight, body size and length of nipples were measured on 1, 30, 60 and 90 day. Six healthy calves were selected from each group at the ages of 132-138 and 173-179 day for twice and metabolism test. Feces, urine and feeds samples were collected to determine the apparent digestibility of nutrients and nitrogen metabolism. Dry matter intake was recorded daily throughout the whole trial period. 【】Compared with PC, the results showed that (1) Lys deficiency significantly decreased Gain/Feed (G/F) in 90 to 180 day-old heifers (＜0.05). Average daily gain (ADG) of PC-Lys group was lowest among four groups in 90 to 180 day-old heifers (＞0.05). ADG and G/F were not influenced by Met and Thr deficiency in 90 to 180 day-old heifers (＞0.05); (2) No differences of diarrhea rate were found among four groups (＞0.05), while diarrhea rate was highest in PC-Lys group (＞0.05). However, Lys and Thr deficiency decreased fecal score (＜0.05); (3) Lys, Met and Thr deficiency did not affect body size (＞0.05), but the growth rate of nipples of PC-Lys group were lower than that of PC group (＜0.05); (4) The apparent digestibility of nutrients were not influenced by different treatments. Retained N of intake N and biological value of N were significantly decreased in PC-Lys group (＜0.05). 【】On the basis of the theoretical amino acid balanced diet, reducing 30% dietary Lys had adverse effect on growth performance and nitrogen metabolism, and reducing 30% dietary Thr could deteriorate diarrhea, while reducing 30% dietary Met had no effects in heifers.

Lys; Met; Thr; heifers; growth performance; nitrogen metabolism

10.3864/j.issn.0578-1752.2020.02.016

2019-06-24；

2019-09-04

奶牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系北京市創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（BAIC06-2017）、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程協(xié)同創(chuàng)新任務(wù)（CAAS-XTCX2016011-01）、河南省科技開放合作項(xiàng)目（182106000035）

孔凡林，Tel：13240129429；E-mail：a895833622@163.com。通信作者屠焰，E-mail：tuyan@caas.cn

（責(zé)任編輯 林鑒非）