后備母豬血清胰島素樣生長因子-1鑒定初情日齡的可能性研究

林姿伸，劉 嶺，董 冰*，唐興強(qiáng)

（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，動物營養(yǎng)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193；2.連江縣金妹農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)有限公司，福建連江 350003）

后備母豬的體況、初情日齡和背膘厚度決定了首配日齡。實(shí)際生產(chǎn)中，一般選擇2～3次發(fā)情后的后備母豬進(jìn)行首次配種，因此，確定初情日齡對發(fā)揮母豬的繁殖性能至關(guān)重要。傳統(tǒng)判斷發(fā)情的方法主要靠外部觀察和試情。但不同品種豬的初情行為和時(shí)間段差異較大，視覺和經(jīng)驗(yàn)判斷易存在主觀誤差，人力消耗大，不利于規(guī)?；i場的大范圍篩選。傳統(tǒng)預(yù)估初情日齡是通過背膘厚度和體重進(jìn)行判斷，但測定體重變化需要配備相應(yīng)的硬件設(shè)施，且測定背膘厚度時(shí)存在人為誤差和效率低的問題。隨著智能化養(yǎng)殖場的發(fā)展，對母豬的可測指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，有利于準(zhǔn)確判斷后備母豬初情日齡，及時(shí)推進(jìn)后備母豬進(jìn)入首次配種流程，避免因誤判初情日齡而延長母豬的非生產(chǎn)期。準(zhǔn)確判斷母豬的初情日齡有助于全面掌握母豬生產(chǎn)周期，加強(qiáng)生產(chǎn)管理，系統(tǒng)性提高母豬的使用率，降低豬場的母豬更新率和淘汰率，對豬場降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要的實(shí)際意義。

胰島素樣生長因子-1（IGF-1）能介導(dǎo)生長激素發(fā)揮促生長作用，與體增重直接相關(guān)，也可以促進(jìn)卵巢顆粒細(xì)胞增殖，促進(jìn)動物性成熟。血漿尿素氮（PUN）是氨基酸代謝的終末產(chǎn)物，是衡量合成代謝率的重要指標(biāo)，可反映蛋白質(zhì)的利用速度，是肌肉生長的代表性指標(biāo)。背膘主要由脂肪組織組成，瘦素（Leptin）由脂肪組織分泌，在血清中的水平與脂肪組織含量呈正比，Leptin與背膘厚度密切相關(guān)。本試驗(yàn)旨在研究IGF-1與初情日齡的關(guān)系，用PUN和Leptin作為肌肉生長和背膘厚度的標(biāo)識指標(biāo)，評估血清IGF-1水平預(yù)測初情日齡的可能性，為選取高繁配種母豬提供新思路和新證據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料動物與設(shè)計(jì) 選取體重大于48 kg、（110±5）日齡的杜×長×大未配種的后備母豬80頭（48～86 kg），于后備母豬到達(dá)第120日齡和第140日齡時(shí)分別測得背膘厚度和體重，并在第140日齡采血，測定血清Leptin、PUN和血清IGF-1濃度，計(jì)算后備母豬初情日齡與血液指標(biāo)的相關(guān)關(guān)系。

1.2 飼養(yǎng)管理 動物試驗(yàn)于2019年12月在福建省福州市連江縣金妹豬場開展，于2020年4月結(jié)束。試驗(yàn)期間，舍內(nèi)溫度20℃，濕度65%，所有后備母豬的飼養(yǎng)管理模式相同，每天07:00、14:00和18:00喂料，飼喂玉米-豆粕型日糧（表1），自由飲水，消毒程序按豬場常規(guī)方法進(jìn)行，每天清掃圈舍，以保持圈內(nèi)清潔。

表1 后備母豬玉米-豆粕型日糧組成和營養(yǎng)成分

1.3 測定指標(biāo)

1.3.1 初情日期 后備母豬達(dá)140日齡時(shí)，采用公豬試情法，通過母豬是否有靜立反射來判定初次發(fā)情時(shí)間，記錄初情日齡。

1.3.2 體重與背膘厚度 后備母豬到達(dá)第120日齡和第140日齡時(shí)，于上午測量所有后備母豬的空腹體重，并使用背膘儀（Lean meater-No.31564，Renco，美國）測定第120日齡和第140日齡的后備母豬第10～11根肋骨之間、距離背中線6.5 cm處的背膘厚度。

1.3.3 IGF-1、Leptin、PUN 后備母豬第140日齡時(shí)，用抗凝管和促凝管分別采集前腔靜脈血液10 mL，3 000 r/min轉(zhuǎn)離心15 min，分離血清、血漿，-20℃保存待用。IGF-1和Leptin均使用試劑盒（南京建成科技有限公司）測定，顯色后使用紫外分光光度計(jì)（756PC，上海菁華儀器有限公司）檢測光密度值。PUN用西門子全自動生化分析儀（型號Syva Viva-proETM，德國SIEMENS）測定。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析 采用SPSS 22.0軟件對初情日齡、背膘厚度、體重、Leptin、PUN和血清IGF-1水平進(jìn)行線性回歸分析，<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果

2.1 IGF-1、Leptin、PUN與初情日齡的關(guān)系 如圖1所示，后備母豬血清IGF-1與初情日齡呈線性負(fù)相關(guān)（=-0.627，=0.000），PUN與初情日齡也呈線性負(fù)相關(guān)（=-0.084，=0.014，圖1b）；Leptin水平與初情日齡并無統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)性（=0.633）。結(jié)果說明，IGF-1水平與初情日齡高度相關(guān)，其相關(guān)度高于PUN與初情日齡的相關(guān)度，可作為預(yù)測初情日齡的備選指標(biāo)。

圖1 IGF-1、Leptin、PUN與初情日齡的相關(guān)關(guān)系

2.2 IGF-1、體重和體重變化與初情日齡的關(guān)系 經(jīng)分析，后備母豬第120日齡和第140日齡時(shí)的體重與初情日齡均不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)度（=0.100和=0.105，圖2a、2b）；第120日齡和第140日齡母豬體重差與初情日齡呈負(fù)相關(guān)（=-0.346，=0.002，圖2c）。結(jié)果說明，后備母豬的體重與初情日齡不相關(guān)，但第120～140日齡的體重差與初情日齡具有顯著相關(guān)性。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，第140日齡時(shí)母豬血清IGF-1與體重正相關(guān)（=0.587，=0.000，圖2d），與合成代謝直接相關(guān)的PUN與體重差也正相關(guān)（=0.000，圖2e），相關(guān)程度與IGF-1類似。結(jié)果提示，IGF-1可替代后備母豬的體重差，成為判斷母豬初情日齡的指標(biāo)。

圖2 后備母豬日齡第120日齡體重、第140日齡體重與體重差和IGF-1、PUN的相關(guān)關(guān)系

2.3 IGF-1、背膘和背膘變化與初情日齡的關(guān)系 經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，后備母豬第120日齡和第140日齡的背膘厚度與初情日齡都呈負(fù)相關(guān)（=0.002，圖3a、3b），2個(gè)時(shí)間點(diǎn)母豬的背膘厚度間無差異。但第120日齡和第140日齡的背膘厚度差與初情日齡并沒有關(guān)聯(lián)性（=0.238，圖3c）。IGF-1與母豬第140日齡的背膘厚度呈正相關(guān)（=0.594，=0.000，圖3d）。而血清Leptin水平雖然與脂肪含量直接相關(guān)，卻與第140日齡的背膘厚度無統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)性（=0.731，圖3e）。結(jié)果提示，IGF-1水平可替代140日齡后備母豬的背膘厚度，成為判斷母豬初情日齡的指標(biāo)。

圖3 后備母豬第120日齡、第140日齡的背膘厚度及變化與IGF-1、Leptin的相關(guān)關(guān)系

3 討 論

3.1 IGF-1、Leptin、PUN與初情日齡的關(guān)系 小母豬在生長發(fā)育過程中，從身體體重的增長，逐漸開始性腺發(fā)育走向性成熟，卵泡發(fā)育成熟后，母豬就開始排卵，在第120日齡至第160日齡出現(xiàn)不規(guī)則的外陰部紅腫，并對公豬的刺激有性反應(yīng)。后備母豬第一次排卵即為初情，標(biāo)志著小母豬的性成熟。IGF-1除了與生長有關(guān)外，還與雌性動物的性成熟相關(guān)。IGF-1可促進(jìn)卵巢顆粒細(xì)胞的有絲分裂和卵母細(xì)胞的成熟。本研究發(fā)現(xiàn)，后備母豬在第140日齡時(shí)的血清IGF-1水平與初情日齡呈線性負(fù)相關(guān)。

研究表明，背膘脂肪沉積增加引起Leptin受體的表達(dá)量增加，由于性成熟能夠促使后備母豬的脂肪沉積增加，由此推測Leptin與初情日齡也有相關(guān)性。但本研究結(jié)果表明二者只呈負(fù)相關(guān)趨勢，并無顯著相關(guān)。這可能是由于Leptin的分泌還受其他激素調(diào)控，它與全身脂肪含量相關(guān)，但是背膘脂肪只是全身脂肪的一部分，Leptin與背膘脂肪的含量和變化并沒有直接關(guān)系。

PUN是蛋白質(zhì)代謝的末端產(chǎn)物，它衡量了肌肉組織生長和合成代謝的水平。后備母豬在達(dá)到性成熟之前，體重和肌肉組織迅速生長，體增長達(dá)到一定程度時(shí)伴隨著性成熟的發(fā)生，因此PUN可作為預(yù)估初情日齡的指標(biāo)之一。本研究也發(fā)現(xiàn)，PUN與初情日齡呈顯著負(fù)相關(guān)，與IGF-1和初情日齡的相關(guān)性相比較，PUN與初情日齡的相關(guān)系數(shù)較低。由此可見，PUN確實(shí)可以作為預(yù)估初情日齡的指標(biāo)之一，但I(xiàn)GF-1在預(yù)估初情日齡的準(zhǔn)確性上優(yōu)于PUN。

3.2 IGF-1、體重和體重變化與初情日齡的關(guān)系 體重是常用于判斷后備母豬初情日齡的參考指標(biāo)之一。本研究發(fā)現(xiàn)，后備母豬第120日齡和第140日齡的體重與初情日齡均不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)度，這表明僅使用體重作為指標(biāo)來預(yù)估初情日齡不可靠；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，第120日齡和第140日齡之間后備母豬的體重變化與初情日齡呈顯著負(fù)相關(guān)?？梢?，后備母豬的體重本身與初情日齡不相關(guān)，但體重變化的大小卻與初情日齡顯著相關(guān)，說明當(dāng)后備母豬在初情日齡前，體增長的速度越快，越快進(jìn)入初情期，在這一發(fā)育階段，體重的增長速度可能比體重實(shí)際值本身更值得關(guān)注。

在實(shí)際生產(chǎn)中，給后備母豬反復(fù)稱量的操作具有復(fù)雜性。本研究分析發(fā)現(xiàn)，體重變化與第140日齡血清IGF-1呈極顯著正相關(guān)，這表明在一定程度上IGF-1可以代替體重差作為預(yù)估初情日齡的指標(biāo)。PUN水平可影響肌肉組織生長代謝的狀況。本研究發(fā)現(xiàn)，第140日齡的PUN與體重變化呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)程度與IGF-1相當(dāng)，這也進(jìn)一步驗(yàn)證了IGF-1可作為生長指標(biāo)替代后備母豬的體重差，成為判斷母豬初情日齡的指標(biāo)。

3.3 IGF-1、背膘和背膘變化與初情日齡的關(guān)系 IGF-1可以促進(jìn)前脂肪細(xì)胞的增殖分化，促進(jìn)合成脂肪酸和脂肪組織的沉積，前脂肪細(xì)胞和脂肪細(xì)胞又都能分泌IGF-1，對局部脂肪組織的形成實(shí)現(xiàn)正反饋調(diào)節(jié)。母豬初情時(shí)脂肪細(xì)胞含量增加，背膘增厚。背膘厚度在15～19 mm為體況正常，若母豬過瘦或過肥，都容易出現(xiàn)不發(fā)情的現(xiàn)象。母豬的背膘厚度也屬于高遺傳力性狀。由于母豬各階段營養(yǎng)供給和代謝特點(diǎn)不同，會導(dǎo)致脂肪沉積差異，進(jìn)而導(dǎo)致背膘厚度的變化，而母豬個(gè)體體況差異往往是導(dǎo)致繁殖性能差異的重要因素。

本研究分析發(fā)現(xiàn)，后備母豬第120日齡和第140日齡的背膘厚度與初情日齡均呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，說明2個(gè)時(shí)間點(diǎn)時(shí)母豬的背膘厚度都與初情日齡密切相關(guān)。這提示背膘厚度可以反映后備母豬的初情日齡。但第120日齡和第140日齡的背膘厚度差與初情日齡并沒有顯著關(guān)聯(lián)性，說明初情日齡的早晚可能與背膘厚度的增長幅度無關(guān)，但也可能與測定背膘厚度的準(zhǔn)確度有關(guān)。IGF-1與140日齡的背膘厚度呈顯著相關(guān)，使IGF-1可成為判斷母豬初情日齡的指標(biāo)之一。

4 結(jié) 論

本研究結(jié)果表明，后備母豬140日齡的血清IGF-1水平與初情日齡呈顯著負(fù)相關(guān)，且IGF-1與后備母豬的體重變化、背膘厚度和初情日齡的相關(guān)程度較Leptin和 PUN更高。因此，可以通過血清GF-1水平，協(xié)同其他傳統(tǒng)指標(biāo)（如日齡、體重和背膘厚度）來預(yù)估后備母豬初情日齡，但還需要在生產(chǎn)中多次實(shí)踐進(jìn)一步論證。