低蛋白質(zhì)飼糧中精氨酸水平對(duì)離乳期梅花鹿仔鹿生長(zhǎng)性能和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響

范玉潔 王曉旭 鮑 坤 鐘 偉 李光玉 王凱英

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所，特種經(jīng)濟(jì)動(dòng)物分子生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)春 130112)

梅花鹿屬哺乳綱、偶蹄目、鹿科、鹿屬的草食性動(dòng)物，是世界上現(xiàn)存41種可再生茸的鹿科動(dòng)物之一[1-2]。梅花鹿全身都是寶，如鹿茸、鹿角、鹿鞭、鹿尾、鹿血、鹿胎等產(chǎn)品均為名貴中藥材，經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高。鹿茸是我國(guó)梅花鹿養(yǎng)殖業(yè)的主要產(chǎn)品，其質(zhì)量和產(chǎn)量與梅花鹿仔鹿的培育狀況息息相關(guān)。梅花鹿仔鹿生長(zhǎng)發(fā)育迅速、蛋白質(zhì)代謝旺盛，因此對(duì)蛋白質(zhì)需要量也較高。精氨酸作為幼齡哺乳動(dòng)物的條件性必需氨基酸，是體內(nèi)合成蛋白質(zhì)和DNA最主要的氮源，因幼齡動(dòng)物自身合成量無法滿足機(jī)體需要，在飼糧中額外補(bǔ)充精氨酸可以促進(jìn)蛋白質(zhì)合成，提高動(dòng)物生長(zhǎng)性能[3-5]。目前精氨酸在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)生理的研究主要集中在豬、雞等畜禽，反芻動(dòng)物相關(guān)研究較少，關(guān)于梅花鹿的研究報(bào)道則更少，尤其是梅花鹿仔鹿能否取得跟豬、雞等類似的效果，及其適宜需要量等均屬空白，需開展深入研究。本試驗(yàn)以梅花鹿仔鹿作為試驗(yàn)對(duì)象，在低蛋白質(zhì)飼糧中添加精氨酸配制氨基酸平衡飼糧，測(cè)定仔鹿的生長(zhǎng)性能和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率，探究精氨酸能否促進(jìn)幼齡梅花鹿生長(zhǎng)發(fā)育，并確定其在梅花鹿仔鹿飼糧中的適宜添加量，為精氨酸更好地應(yīng)用于梅花鹿產(chǎn)業(yè)提供理論支撐和科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物和試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選擇3月齡健康離乳雄性梅花鹿仔鹿20只，平均體重為(20.68±4.26) kg，隨機(jī)分為4組，每組5只。Ⅰ組(對(duì)照組)飼喂不添加精氨酸的基礎(chǔ)飼糧(粗蛋白質(zhì)水平為14.55%)，試驗(yàn)組分別飼喂添加0.26%(Ⅱ組)、0.46%(Ⅲ組)和0.66%(Ⅳ組)精氨酸的試驗(yàn)飼糧(粗蛋白質(zhì)水平為12.28%)。試驗(yàn)期為50 d，其中預(yù)試期為15 d，正試期為35 d。

1.2 試驗(yàn)飼糧及飼養(yǎng)管理

以玉米、豆粕、酒糟蛋白、玉米胚芽、苜蓿草粉、糖蜜、食鹽、預(yù)混料等為飼料原料，為保證各組飼糧精料、粗料比值相同，賴氨酸和蛋氨酸含量一致，以及粗蛋白質(zhì)水平相對(duì)應(yīng)，按不同比例配制成基礎(chǔ)飼糧和試驗(yàn)飼糧，試驗(yàn)飼糧按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)添加不同水平的精氨酸。原料混勻后，制成直徑0.4 cm、長(zhǎng)1.2～1.5 cm的全混合日糧(TMR)顆粒料。試驗(yàn)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見表1，試驗(yàn)飼糧氨基酸含量見表2。試驗(yàn)于2019年8月22日至2019年10月10日在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所茸鹿試驗(yàn)基地進(jìn)行。每日分2次(06:30和14:30)定量飼喂，自由飲水。

表1 試驗(yàn)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

表2 試驗(yàn)飼糧氨基酸含量(風(fēng)干基礎(chǔ))

1.3 糞樣采集和指標(biāo)測(cè)定

在正試期的最后3 d連續(xù)收集糞樣，每日08:00—09:00在每個(gè)鹿圈內(nèi)定5個(gè)點(diǎn)采集新鮮糞樣，每個(gè)點(diǎn)收集100 g左右，盡量剔除雜質(zhì)。所采糞樣于65 ℃烘箱內(nèi)烘干，粉碎后過0.425 mm篩。飼料及糞樣中的干物質(zhì)(dry matter，DM)、有機(jī)物(organic matter，OM)、粗蛋白質(zhì)(crude protein，CP)、粗脂肪(ether extract，EE)、中性洗滌纖維(neutral detergent fiber，NDF)、酸性洗滌纖維(acid detergent fiber，ADF)、鈣(calcium，Ca)、磷(phosphorus，P)含量參照《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)(第3版)》[6]測(cè)定，氨基酸含量采用日立L-8900全自動(dòng)氨基酸分析儀測(cè)定，以酸不溶灰分(acid insoluble ash，AIA)為指示劑測(cè)定營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率[7]。計(jì)算公式如下：

營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率(%)=100-100×[飼糧中
AIA含量(%)/糞樣中AIA含量(%)]×
[糞樣中該營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量(%)/飼糧中
該營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量(%)]。

1.4 體重及體尺指標(biāo)測(cè)量

分別于預(yù)試期第1天和正試期最后1天的早晨在飼喂前對(duì)仔鹿進(jìn)行麻醉，麻醉后使用電子秤(XK3190-A12+E，上海耀華稱重系統(tǒng)有限公司)空腹稱重(精確到0.01 kg)，記錄體重，計(jì)算平均日增重(ADG)；記錄每日的采食量，計(jì)算平均日采食量(ADFI)和料重比(F/G)。

體尺指標(biāo)：用皮尺測(cè)量仔鹿的體高、體長(zhǎng)、胸圍，測(cè)定方法參照《養(yǎng)牛生產(chǎn)學(xué)》[8]。

1.5 統(tǒng)計(jì)方法

數(shù)據(jù)采用SAS 9.4軟件的ANOVA進(jìn)程進(jìn)行單因素方差分析，采用Duncan氏法多重比較分析組間差異顯著性，P<0.05為差異顯著，P<0.01為差異極顯著。

2 結(jié) 果

2.1 低蛋白質(zhì)飼糧中精氨酸水平對(duì)仔鹿生長(zhǎng)性能的影響

由表3可知，各組之間初重、末重、體高、體長(zhǎng)、胸圍、平均日增重、平均日采食量和料重比均無顯著差異(P>0.05)。但在數(shù)值上，隨著精氨酸水平的升高，仔鹿末重呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，平均日采食量則逐漸下降，平均日增重呈現(xiàn)先下降后上升再下降的趨勢(shì)，料重比呈現(xiàn)先上升后下降再上升的趨勢(shì)。各組體高、體長(zhǎng)、胸圍在數(shù)值上相差不大。

表3 低蛋白質(zhì)飼糧中精氨酸水平對(duì)仔鹿生長(zhǎng)性能的影響

2.2 低蛋白質(zhì)飼糧中精氨酸水平對(duì)仔鹿?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響

由表4可知，隨著精氨酸水平的升高，各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的表觀消化率呈先上升后下降的趨勢(shì)。Ⅲ組的CP、NDF和ADF表觀消化率極顯著高于對(duì)照組和Ⅱ、Ⅳ組(P<0.01)。對(duì)照組的CP表觀消化率與Ⅱ、Ⅳ組無顯著差異(P>0.05)，而NDF、ADF表觀消化率極顯著低于Ⅱ、Ⅳ組(P<0.01)。對(duì)照組的EE表觀消化率極顯著低于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組(P<0.01)；Ⅲ組的EE表觀消化率極顯著高于Ⅳ組(P<0.01)，顯著高于Ⅱ組(P<0.05)。Ⅱ、Ⅳ組之間各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率均無顯著差異(P>0.05)。

表4 低蛋白質(zhì)飼糧中精氨酸水平對(duì)仔鹿?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響

2.3 低蛋白質(zhì)飼糧中精氨酸水平對(duì)仔鹿氨基酸表觀消化率的影響

由表5可知，在試驗(yàn)組中，隨著精氨酸添加水平的提高，各種氨基酸表觀消化率均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。Ⅲ組的精氨酸表觀消化率極顯著高于對(duì)照組和Ⅱ組(P<0.01)，顯著高于Ⅳ組(P<0.05)；Ⅱ組的精氨酸表觀消化率極顯著高于對(duì)照組(P<0.01)。Ⅲ組的賴氨酸(Lys)表觀消化率極顯著高于對(duì)照組和Ⅱ組(P<0.01)，與Ⅳ組無顯著差異(P>0.05)。Ⅲ組的蘇氨酸(Thr)、亮氨酸(Leu)、苯丙氨酸(Phe)、組氨酸(His)、絲氨酸(Ser)、谷氨酸(Glu)、丙氨酸(Ala)、脯氨酸(Pro)、半胱氨酸(Cys)表觀消化率極顯著高于對(duì)照組和Ⅱ、Ⅳ組(P<0.01)。Ⅲ組的纈氨酸(Val)、異亮氨酸(Ile)、天冬氨酸(Asp)、甘氨酸(Gly)、酪氨酸(Tyr)表觀消化率顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，極顯著高于Ⅱ、Ⅳ組(P<0.01)。各組之間蛋氨酸(Met)表觀消化率無顯著差異(P>0.05)。除組氨酸和精氨酸外，對(duì)照組其余氨基酸表觀消化率與Ⅱ、Ⅳ組均無顯著差異(P>0.05)。

表5 低蛋白質(zhì)飼糧中精氨酸水平對(duì)仔鹿氨基酸表觀消化率的影響

3 討 論

3.1 低蛋白質(zhì)飼糧中精氨酸水平對(duì)仔鹿生長(zhǎng)性能的影響

精氨酸是機(jī)體蛋白質(zhì)中最豐富的氮載體[9]，參與多種代謝途徑，其產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物都發(fā)揮著重要的生理功能[10]。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，精氨酸通過機(jī)體代謝產(chǎn)生一氧化氮(NO)來調(diào)控動(dòng)物腸道發(fā)育，修復(fù)腸黏膜損傷，以及增強(qiáng)腸道屏障功能，從而促進(jìn)機(jī)體對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，提高生長(zhǎng)性能[11-12]。Tan等[13]對(duì)育肥豬的研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加精氨酸組與未添加精氨酸組相比，平均日增重提高了6.5%，平均日采食量和料重比均無顯著差異。Wu等[14]研究表明，斷奶仔豬飼糧中添加0.6%精氨酸可提高仔豬的平均日增重，但對(duì)平均日采食量沒有顯著影響。Hu等[15]研究表明，在21日齡斷奶仔豬基礎(chǔ)飼糧中分別添加1.0%、1.5%和2.0%精氨酸，仔豬體重與未添加精氨酸的對(duì)照組相比均顯著增加，但各添加精氨酸組之間體重差異不顯著。Liu等[16]研究發(fā)現(xiàn)，隨著飼糧中精氨酸添加水平的提高，肉雞的體增重隨之提高，料重比不斷降低，以14.7 g/kg為最適添加水平，當(dāng)精氨酸添加量超過14.7 g/kg時(shí)并不能改善肉雞的生長(zhǎng)性能。Yang等[17]對(duì)4日齡仔豬的研究發(fā)現(xiàn)，各組仔豬平均日增重和料重比均隨著精氨酸水平增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，各組之間平均日采食量無顯著差異。姜麗麗[18]對(duì)1～28日齡蛋雛鴨的研究也得到類似結(jié)果。以上研究結(jié)果皆表明，精氨酸缺乏是限制其最大生長(zhǎng)性能的主要因素。有研究報(bào)道，飼糧中精氨酸水平不足時(shí)，會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物采食量及體重下降，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)生長(zhǎng)發(fā)育遲緩等癥狀[19]；而精氨酸水平過高時(shí)，也會(huì)抑制動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育[20]。Zhan等[21]對(duì)仔豬進(jìn)行的飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，飼糧中添加1.2%精氨酸導(dǎo)致仔豬平均日增重降低，使其生長(zhǎng)受阻，仔豬生長(zhǎng)性能無法得到提高。結(jié)合本試驗(yàn)結(jié)果可知，在低蛋白質(zhì)飼糧中添加適宜水平精氨酸可以平衡飼糧蛋白質(zhì)下降對(duì)仔鹿的不利影響，使其生長(zhǎng)性能達(dá)到或略優(yōu)于對(duì)照組，說明精氨酸有一定的促生長(zhǎng)作用，并且能降低梅花鹿飼養(yǎng)成本。Si等[22]在育成期梅花鹿飼糧中分別添加2.5和5.0 g/d精氨酸，與對(duì)照組相比，梅花鹿的平均日增重和末重均無顯著差異，造成育成期梅花鹿的促生長(zhǎng)作用不顯著。原因可能是精氨酸對(duì)幼齡反芻動(dòng)物促生長(zhǎng)作用更為明顯；其次可能是因?yàn)樽新共痪邆浒l(fā)育成熟的瘤胃器官。

3.2 低蛋白質(zhì)飼糧中精氨酸水平對(duì)仔鹿?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響

有研究表明，L-精氨酸通過刺激哺乳動(dòng)物生長(zhǎng)激素和胰島素的分泌，在蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪和核酸的代謝方面起著重要調(diào)節(jié)作用[23]。小腸是精氨酸代謝的重要場(chǎng)所，飼糧中40%的精氨酸在小腸吸收，從而影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。不同于成年梅花鹿具有發(fā)育成熟的瘤胃器官，離乳期仔鹿的瘤胃結(jié)構(gòu)及其功能未發(fā)育完全，對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化利用更接近于單胃動(dòng)物[24]。姚康等[25]研究表明，飼糧添加0.6%、0.8%的精氨酸顯著提高了哺乳仔豬血漿中生長(zhǎng)激素和胰島素含量，哺乳仔豬平均日增重顯著提高，但平均日采食量無顯著差異；促進(jìn)了仔豬對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化利用和組織蛋白質(zhì)的合成，進(jìn)而提高生長(zhǎng)性能。趙宏麗等[26]研究表明，在細(xì)毛羊飼糧中添加1.50 g/d過瘤胃精氨酸能顯著提高腸道黏膜蛋白質(zhì)合成率，促進(jìn)細(xì)毛羊生長(zhǎng)發(fā)育。孫皓然[27]研究發(fā)現(xiàn)，育成期雌性藍(lán)狐飼糧中添加0.8%精氨酸組的蛋白質(zhì)消化率最高，顯著高于對(duì)照組。隨著精氨酸添加水平的不斷提高，本試驗(yàn)4組仔鹿平均日采食量和平均日增重?zé)o顯著差異，但各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率總體呈先上升后下降的趨勢(shì)，Ⅲ組為最高。由此可見，適量添加精氨酸可促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，使低蛋白質(zhì)飼糧組仔鹿獲得了與對(duì)照組相當(dāng)，甚至略高的平均日增重，說明飼糧中適量添加精氨酸可以平衡飼糧蛋白質(zhì)水平低的不足。隨著仔鹿采食量的增加和快速發(fā)育，相應(yīng)地，其瘤胃結(jié)構(gòu)不斷完善，瘤胃內(nèi)環(huán)境逐漸穩(wěn)定，瘤胃微生物區(qū)系逐步建立，使得瘤胃逐漸發(fā)揮著重要的營(yíng)養(yǎng)生理功能，從而可能影響某些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的表觀消化率[24]。本試驗(yàn)中，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組的NDF和ADF表觀消化率均極顯著高于對(duì)照組，可能是因?yàn)榻档痛值鞍踪|(zhì)水平補(bǔ)充精氨酸后，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組飼糧氨基酸組成及比例更適宜仔鹿瘤胃發(fā)酵，從而提高了NDF和ADF表觀消化率，印證了孫云章等[28]適當(dāng)改變飼糧品質(zhì)(降低飼糧精粗比)可促進(jìn)瘤胃發(fā)酵、提高蘇甲基纖維素酶活性的研究結(jié)果。Davenport等[29]在羔羊飼糧中分別添加低水平精氨酸(0.50 g/d)和高水平精氨酸(0.75 g/d)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)飼糧消化率隨著精氨酸水平上升而顯著下降，低水平精氨酸組羔羊末重、平均日增重均顯著高于高水平精氨酸組。本試驗(yàn)結(jié)果與Davenport等[29]研究類似，隨著精氨酸水平的提高，仔鹿平均日采食量并未受到影響，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率先升高后下降，Ⅳ組為精氨酸水平最高組，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收受到明顯抑制。

3.3 低蛋白質(zhì)飼糧中精氨酸水平對(duì)仔鹿氨基酸表觀消化率的影響

小腸不僅負(fù)責(zé)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的最終消化和吸收，而且攝入的飼糧中大部分精氨酸和幾乎所有的天冬氨酸和谷氨酸都被小腸黏膜分解代謝而不被腸外組織利用，小腸黏膜在降解精氨酸、脯氨酸和支鏈氨基酸方面也起著重要作用[30-32]。不同于單胃動(dòng)物，梅花鹿作為反芻動(dòng)物，其瘤胃寄生著大量特有的微生物種群，瘤胃發(fā)酵功能獨(dú)特，機(jī)體70%蛋白質(zhì)合成量由微生物蛋白提供，因此瘤胃在反芻動(dòng)物氨基酸的代謝調(diào)節(jié)中發(fā)揮著重要的作用[33]。但由于梅花鹿仔鹿的消化器官處于發(fā)育階段，對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收機(jī)制與單胃動(dòng)物類似[24]，因此精氨酸在單胃動(dòng)物上的相關(guān)研究對(duì)本試驗(yàn)仍有一定的參考價(jià)值。曾黎明[34]研究報(bào)道，體外培養(yǎng)豬腸道上皮細(xì)胞時(shí)，添加精氨酸可以促進(jìn)細(xì)胞相關(guān)堿性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體的表達(dá)。由此可見，精氨酸可能提高腸道內(nèi)部分氨基酸的吸收率，從而提高了蛋白質(zhì)表觀消化率。王錄軍等[35]對(duì)肉兔的研究發(fā)現(xiàn)，飼糧添加5 g/kg精氨酸極顯著提高了精氨酸的回腸表觀消化率，賴氨酸、亮氨酸、甘氨酸的回腸表觀消化率也有所增加。本試驗(yàn)與上述結(jié)果類似，Ⅲ組大部分氨基酸表觀消化率顯著或極顯著高于對(duì)照組，而各組之間蛋氨酸表觀消化率差異不顯著。一方面，精氨酸能夠促進(jìn)飼糧氨基酸的消化，是由于其代謝產(chǎn)物NO可以刺激血管舒張，促進(jìn)腸道微循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)育，進(jìn)而改善腸黏膜對(duì)氨基酸和各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收[36]；另一方面，需考慮飼糧中的氨基酸在通過腸黏膜被吸收時(shí)，不同氨基酸被截留和在腸黏膜中代謝的程度不同而造成蛋氨酸消化率變化趨勢(shì)與其他氨基酸不一致[37]。本試驗(yàn)隨著精氨酸水平的提高，大部分氨基酸表觀消化率明顯被抑制。相關(guān)研究報(bào)道，精氨酸作為堿性氨基酸，若過量添加可能與其他堿性氨基酸如賴氨酸、組氨酸在吸收上產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)性抑制[38-39]。為維持體內(nèi)氨基酸平衡，不可過量添加精氨酸，否則會(huì)對(duì)機(jī)體造成不良影響，抑制仔鹿生長(zhǎng)發(fā)育。

4 結(jié) 論

低蛋白質(zhì)飼糧中補(bǔ)充適宜水平的精氨酸，在保證仔鹿獲得與常規(guī)飼糧相當(dāng)?shù)纳L(zhǎng)性能的同時(shí)，可提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率。低蛋白質(zhì)飼糧(粗蛋白質(zhì)水平為12.28%)中適宜精氨酸水平為0.46%。