导言:经过超过20年的探索与实践,德国仹犇泰(Phytobiotics GmbH)作为博落回提取物全球专利拥有者,已经成为博落回提取物在动物生产上应用的领军者。在超过全球2.5%的饲料中添加,世界知名生产企业背书。
Ester Arévalo Sureda 1 ,†, Xuemei Zhao 1 ,†, Valeria Artuso‐Ponte 2, Sophie‐Charlotte Wall 2 , Bing Li 1 , Wei Fang 1 , Julie Uerlings 1 , Yuping Zhang 1 , Martine Schroyen 1 , Clément Grelet 3 , Frédéric Dehareng3 , José Wavreille 4 and Nadia Everaert 1 , *
1比利时列日大学TERRA教学和研究中心GeQAmbloux农业生物技术精准畜牧和营养实验室, Gembloux 5030;
2德国仹犇泰公司Phytobiotics Futterzusatzstoffe GmbH, 65343 埃尔特维尔;
3比利时瓦隆农业研究中心农产品增值部,金布卢5030号;
4 比利时瓦隆农业研究中心生产和部门部, Gembloux 5030;
综述
含有异喹啉生物碱 (IQ) 的植物提取物已被证明具有抗炎特性。在猪中,异喹啉类生物碱添加剂已被证明可以抑制应激反应并提高营养物质的消化率。本实验旨在验证日粮中添加异喹啉类生物碱减轻母猪分娩应激并提高初乳质量的假设,从而对仔猪的健康和生产性能产生积极影响。
摘要
异喹啉生物碱(IQ)对家畜具有有益的抗菌和抗炎作用。因此,我们假设在妊娠期间为母猪的日粮添加异喹啉类生物碱会减少分娩应激,影响仔猪的发育和性能。母猪分为:IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)处理组为从妊娠第80天(G80)到断奶期添加异喹啉类生物碱;IQ2处理组(泌乳期)处理组为从妊娠第110天(G110)到断奶添加异喹啉类生物碱,以及零添加异喹啉类生物碱(NC)组。监测母猪体重(BW)、采食量(FI)、背膘厚度和背肌厚度(BMT)。在分娩前、分娩中和分娩后5 d采集的母猪血液中测定皮质醇、葡萄糖和胰岛素含量。分析初乳和乳汁中的蛋白质、脂肪、IgA和IgG。监测仔猪的体重和腹泻评分,以及断奶后5 d的回肠组织学和基因表达。添加异喹啉类生物碱的母猪在哺乳期损失的体重较少。与NC母猪分娩前5天相比,异喹啉类生物碱组的葡萄糖和胰岛素水平较低,并且初乳中的蛋白质和IgG水平较高。在分娩前、分娩中和分娩后5 d采集的母猪血液中测定皮质醇、葡萄糖和胰岛素。分析初乳和乳汁中的蛋白质、脂肪、IgA和IgG。监测仔猪的体重和腹泻评分,以及仔猪断奶后5 d的回肠组织学和基因表达。添加异喹啉类生物碱的母猪在哺乳期体重损失较少。与对照组对照组NC母猪分娩前5天相比,异喹啉类生物碱组的葡萄糖和胰岛素水平较低,并且初乳中的蛋白质和IgG水平较高。在母猪中没有观察到其他差异,在仔猪中也没有观察到测量参数。总之,添加异喹啉类生物碱会影响母猪的新陈代谢,减少泌乳期间的体重减重。从母猪进入产舍开始为母猪提供异喹啉类生物碱可能足以诱导这些影响。IQ改善了初乳质量,增加了蛋白质和IgG含量,提高了仔猪的被动免疫力。
简介
异喹啉生物碱(IQ)包括血根碱,白屈菜碱,原阿片和别隐品碱等,可以从植物博落回(Macleaya cordata)中获得。博落回(Macleaya cordata)的提取物已被证明特别富含血根碱炎[1]。异喹啉生物碱(IQ),例如血根碱,由于水溶性差,生物利用率低,但已经表明它们可以在猪肠道中代谢成更容易被吸收,并且这两种化合物都存在于投喂添加猪的血浆中[2]。然而,一项使用100mg/kg 仹犇威Sangrovit®(3.5mg/kg 博落回提取物)在生长/育成猪中进行28天的研究不能证明器官或组织中存在血根碱或白屈菜碱残留,表明食用猪源性肉制品时没有安全问题[3]。先前的研究表明,异喹啉类生物碱具有抗菌[1,4],抗炎[5,6],抗氧化[7]和免疫调节作用[8]。在家畜中,添加异喹啉类生物碱已被证明可提高鸡的生长性能,因为它具有抗炎作用[9,10]。在断奶仔猪中,日粮添加异喹啉类生物碱可改善生长性能、营养消化率和健康状况,包括抗炎和抗菌有益作用[11,12]。在生长猪中,日粮添加异喹啉类生物碱可降低腹泻评分并增强肠道屏障功能[13,14]。此外,研究发现,添加异喹啉类生物碱可以通过降低皮质醇水平来减少仔猪在运输过程中的应激反应[15]。到目前为止,还缺乏关于母猪日粮添加异喹啉类生物碱的研究,有待验证异喹啉类生物碱对母猪和仔猪的影响。
分娩导致母猪的应激水平增高,导致在分娩期围产期间采食量减少,加上哺乳期对能量和营养的需求增高,营养不足可能导致体重减重过度。此外,营养不足会导致母猪的繁殖性能降低,也间接导致发情间隔延长,恢复发情的可能性降低[16]。总结经验,应激的负面影响会影响仔猪的存活和生长性能[17,18]。母猪的日粮和采食量不仅影响其生长性能,而且对初乳的品质组成起决定性作用[19,20],这会影响仔猪的存活率、肠道发育和以后的生长性能。在这项研究中,我们假设通过添加母猪日粮中的异喹啉类生物碱日粮可以减少分娩时的应激应激。该研究的目的是验证从妊娠期的最后三分之一阶段添加异喹啉类生物碱是否会减少分娩时的应激反应,或者当采食量极度减少时,从分娩前一周摄入到母日粮中是否足够。此外,目的是研究在整个泌乳期阶段在母猪日粮中添加异喹啉类生物碱是否会改善初乳质量和泌乳性能,从而对仔猪的健康和性能产生积极的影响。
材料和方法
2.1. 动物、饲料和圈舍
所有实验程序均符合欧洲和比利时关于实验动物福利的规定,协议号为18-2049,由列日大学动物伦理委员会审查和批准。
母猪和仔猪被饲养在瓦隆农业研究中心(Gembloux),直到断奶。地方品种母猪用皮埃特兰精液人工授精。从人工授精后一周开始,母猪被分组饲养在稻草垫料上,直到妊娠第109天(G109)。从分娩前一周到泌乳结束,母猪被转移到配备木屑垫料、加热灯的圈舍,分娩后第5天即被允许进入母猪和仔猪配备具有额外后部空间的分娩舍(面积6.8 m2)。
将23头母猪饲喂标准孕期日粮,直到妊娠80天,之后将它们分为三个日粮处理组。将母猪分配到不同的日粮考虑了胎次(初产与经产)、背膘厚度和母猪生产性能。实验组一(IQ1处理组(妊娠期+泌乳期),n = 7)从妊娠80天(G80)到妊娠107天(G107)(在产房入口处)设置异喹啉类生物碱为90ppm的饲料添加剂(即每吨产品Sangrovit® Extra(仹犇泰公司Phytobotics Futterzusatzstoffe GmbH,德国埃尔特维尔)的饲料90克;相当于0.45ppm的血根碱活性成分)从妊娠80天(G80)到到妊娠107天(G107)(在产房入口),从到妊娠107天(G107)到断奶(哺乳期第21天(L21)。第二个实验组(IQ2处理组(泌乳期),n = 8)从到妊娠107天(G107)到断奶(哺乳期第21天(L21))添加150ppm的IQ,最后,对照组(NC,n = 8)仅设置基础日粮的母猪(参见表1中的基础日粮组合物)。
断奶时(哺乳期第21天(L21)),将24头母猪(1头仔猪/母猪,8头仔猪/处理)转移到Gembloux的动物生产中心,将两头相同处理的仔猪饲养在一个猪栏(1.5平方米)中;抵达当天的温度设定为26°C。仔猪饲喂标准断奶后日粮,不含抗生素、益生元、益生菌和非淀粉多糖(NSP)酶。
2.2. 母猪的性能参数、血液、初乳和乳汁分析
2.2.1. 母猪的性能参数
在G78和G106以及哺乳期哺乳期第21天(L21)和L28记录每头母猪的体重,背膘厚度(BFT)和背肌厚度(BMT),以确定月经之间的变化。背膘厚度BFT和背肌厚度(BMT)在距离中线60 mm处的最后一根肋骨处通过超声测量,使用带有Vetko plus的线性5 MHz探头(Noveko,魁北克,QC,加拿大)。母猪的采食量在妊娠期通过DAC(Compufeeder®,Insentec B.V.,Lemelerveld,荷兰)系统和GESTAL(Gestal FM,Jyga Technologies,魁北克市,QC,®加拿大)饲喂系统测量。遵循断奶至发情期的变化,研究前、研究期间和研究后一轮。
通过记录第一头仔猪的出生时间和胎盘排出的时间来确定分娩的持续时间。仔猪排出率的计算方法是将分娩时间除以出生的仔猪总数。还记录了每头母猪出生的仔猪数量,以及每头分娩母猪每头活仔猪的平均体重。
母猪的繁殖性能也使用每头母猪每年活产的仔猪数量和每头母猪每年断奶的仔猪数量来估计。这些参数是使用从每头母猪最近的三个繁殖周期收集的数据来测量的。计算实验前、实验期间和实验后一个周期的繁殖参数。并非所有母猪都可以在所有三个计算中遵循,因为低胎次母猪缺少先前的计算数据,并且从猪舍中取出了高胎次母猪。
2.2.2. 母猪血液分析
在进入母猪舍之前,在到妊娠107天(G107)上每次处理从四头母猪身上取血3次,分娩后立即,第一头仔猪出生后4至6小时,以及哺乳期第7天(L7)。所有样本均在当天的同一时间(下午13:00)采集。将血液收集在EDTA真空容器中,并以2000 × g离心15分钟。将血浆储存在-20°C直至分析。
根据制造商的说明,通过诱变酶-GOD分光光度法(LabAssayTMGlucosse,富士胶片,日本和光)测量母猪血浆中的葡萄糖。胰岛素和皮质醇由ELISA根据制造商的说明进行测量(Mercodia猪胰岛素ELISA,Mercodia AB,乌普萨拉,瑞典;皮质醇测定,R&D Systems,Inc.,明尼苏达州明尼阿波利斯,美国)。
2.2.3. 初乳和乳汁分析
初乳在第头仔猪出生后的前4小时内从功能性中手动取样。每周肌内注射1.5mL催产素,浓度为10 Un/mL(V.M.D. nv/sa,比利时阿伦东克)。初乳和乳汁样品储存在-20°C直至分析,用无菌医用纱布过滤。初乳和乳汁中的蛋白质和脂肪含量是通过标准乳镜FT-MIR自动(Delta Instruments,Drachten,弗里斯兰,荷兰)上的傅里叶变换红外光谱法测定的。制造商提供的预测模型适用于母猪奶[21]。
初乳和乳汁中的免疫球蛋白含量由ELISA使用IgG和IgA特异性抗猪抗体(Bethyl Laboratories,蒙哥马州,阿拉巴马州,阿拉巴马州,美国和R&D Systems,Abingdon,Oxon,UK)测量,遵循制造商的建议。在96孔板读数器(Stat-fax 2100,Awareness Technology Inc.,Palm City,FL,USA)上以450 nm读取板。
2.3. 仔猪的性能参数和腹泻评分
2.3.1. 仔猪的表现
在出生和哺乳一天之间,每窝仔猪数与相应处理母猪的仔猪进行平衡,从而提供每头泌乳母猪的数据。仔猪出生时称重,断奶前每周称重一次,记录窝大小以计算泌乳期的死亡率。在哺乳期第21天(L21),每头母猪断奶一到两头仔猪并转移到断奶后设施。断奶日(25日龄)后4天,选取处死仔猪以采样确定回肠组织学和回肠基因表达(详见第2.4节)。
2.3.2. 腹泻评分
在哺乳期,第一、第二和第三周连续三天进行粪便评分,最后一周(L25)进行一次粪便评分。这导致每窝10次观察。评估粪便的稠度并给出0至4的分数(0 =硬颗粒,1 =软,干颗粒,2 =软,形状的湿颗粒,3 =未成形的软颗粒,4 =水样腹泻)。该分数是针对个体观察给出的,并计算了垫料的平均值。显示了记录腹泻的次数(得分4),腹泻占观察总数的百分比以及粪便的平均稠度,该一致性计算为所有观察分数的几何平均值。
2.4. 仔猪肠道组织取样、组织学和基因表达分析
2.4.1. 肠道组织取样
断奶4天后,通过异氟醚吸入麻醉对仔猪(每次处理8头仔猪,n = 24)实施安乐死,然后出血。从IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)组(n = 7)中,从同一头母猪中取出两头仔猪,以使每组的仔猪数量相等。收集来自回肠段的肠组织样本,并在用盐溶液冲洗后,在液氮中快速冷冻或固定在4%福尔马林中。将冷冻样品储存在-80°C直至进一步分析。
2.4.2. 组织学
根据组织形态学分析的标准程序,将福尔马林固定的组织样品转移到70%乙醇中并储存至包埋在石蜡中并用苏木精和伊红染色。通过10倍放大显微镜(奥林巴斯BX51,奥林巴斯,东京,日本)在每只动物的15-20个定向良好的绒毛/隐窝样品上测量绒毛高度和隐窝深度。
2.4.3. 基因表达分析
根据制造商的说明,使用 ReliaPrep™ RNA 组织小型制备系统试剂盒(Promega,麦迪逊,威斯康星州,威斯康星州,美国)从冷冻回肠肠组织中提取总 RNA。RNA浓度和质量分别由Nanodrop 2000(赛默飞世尔科技,美国马萨诸塞州瓦瑟姆)和琼脂糖凝胶(1%)测定。
按照制造商的说明,使用 GoScript™ 逆转录混合物(Promega,麦迪逊,威斯康星州,威斯康星州,美国)将提取的 RNA 转换为单链 cDNA。基因表达分析是在StepOne Plus实时荧光定量PCR系统(应用生物系统,美国马萨诸塞州Whaltham)上使用SYBR Premix Ex Taq II(日本滋贺县TakaraBio)进行的。这包括管家基因甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)和β-肌动蛋白(ACTB),以及免疫相关基因肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素6(IL-6)和白细胞介素10(IL-10)。
引物及其参考文献如表2所示。QPCR在标准条件下进行(95 °C变性5 s,60 °C退火30 s,72°C伸长30 s),并通过熔解曲线验证引物特异性。通过使用混合样品的5倍稀释系列创建的标准曲线计算相对基因表达,该样品具有相等体积的每个样品。使用管家基因的几何平均值对基因表达进行归一化,以便对结果进行比较和统计分析。
表 2.用于基因表达分析的引物信息
2.5. 统计分析
母猪或一窝仔猪被认为是实验单位。数据采用单因子方差分析(ANOVA),以各处理组为主要因素,或采用混合效应分析(REML)分析,以处理和时间为主要因素,母猪为随机因子。总体胎次在处理内和处理之间是平衡的,因此,它不包括在最终模型中,因为感兴趣的主要影响是由饲料添加异喹啉生物碱引起的。采用邓内特多重比较检验分析添加组IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)和IQ2处理组(泌乳期)与对照组NC的差异。p 值≤ 0.05 被认为具有统计显著性,而 p 值介于 0.05 和 0.1 之间的值被视为一种趋势。图形和表格显示平均±标准差 (SD)。统计使用GraphPad Prism 8.0(GraphPad Software,Inc.,美国加利福尼亚州圣地亚哥)进行统计分析。
结果
众所周知,胎次可以产生显著的影响,最大的差异出现在后备母猪和有经验的母猪之间。然而,由于实验猪场的特性和可能性,奇偶校验的同质性是不可行的。相反,考虑到包括胎次在内的几个因素,将母猪分配到不同的处理组(图1)。
3.1. 母猪的生产性能、血液、初乳和乳汁参数
3.1.1. 母猪的性能参数
在处理之间未观察到体重的统计学显著差异(表3)。时间对体重有显著影响(p < 0.0001),处理与时间的交互作用呈统计学倾向(p = 0.07)。IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)母猪组开始时的体重略高于对照组NC和IQ2处理组(泌乳期),每次测量时体重仍然较高,即使没有发现统计学意义。然而,在产舍(G106-L28)度过的时间总体重量减重显示出IQ2处理组(泌乳期)和对照组NC之间的趋势(p = 0.096),而IQ2处理组(泌乳期)母猪的体重减重低于对照组NC母猪。尽管没有发现IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)母猪的统计学相关性,但它们具有母体体重减重的中间值。不同处理之间的采食量没有差异。
图1. 实验中分娩前的母猪胎次。母猪在妊娠和哺乳期设置基础日粮(对照组NC)或添加异喹啉生物碱(IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)),或仅在哺乳期(IQ2处理组(泌乳期))。
背膘和背肌厚度(BMT)在处理之间没有发现差异。然而,与对照组相比,IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)显示出更高的背膘厚度BFT(p = 0.067)的趋势。尽管没有统计学意义,但IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)在产房期间背膘厚度的减少最低(p = 0.125)。
3.1.2.母猪的繁殖性能
母猪分娩性能以第一头仔猪排出和胎盘之间的时间和仔猪排出率(表4)来衡量,处理之间没有统计学差异。IQ2处理组(泌乳期)母猪每头母猪的总出生仔猪数和存活仔猪数略低(0.05<<0.1),也显示出很大的变化。因此,通过仔猪数量和出生死亡率等因素测量的仔猪中没有发现显著差异,每头仔猪出生时的平均体重也没有发现差异。
背膘和背肌厚度(BMT)在处理之间没有发现差异。然而,与对照组相比,IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)处理组(妊娠期+泌乳期)显示出更高的背膘厚度BFT(p = 0.067)的趋势。尽管没有统计学意义,但IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)处理组(妊娠期+泌乳期)在产房期间背膘厚度的减少最低(p = 0.125)。
3.1.2.母猪的繁殖性能
母猪分娩性能以第一头仔猪排出和胎盘之间的时间和仔猪排出率(表4)来衡量,处理之间没有统计学差异。IQ2处理组(泌乳期)母猪每头母猪的总出生仔猪数和存活仔猪数略低(0.05<<0.1),也显示出很大的变化。因此,通过仔猪数量和出生死亡率等因素测量的仔猪中没有发现显著差异,每头仔猪出生时的平均体重也没有发现差异。
表 3.母猪的性能数据(平均值±标准偏差)。在妊娠期(G)和哺乳期(L)期间的指定实验天数测量初始体重,体重变化,采食量,背膘和背肌厚度(BMT)。
表 4.母猪在实验期间分娩的表现。母猪在妊娠和哺乳期设置基础日粮(对照组NC)或添加异喹啉生物碱(IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)处理组(妊娠期+泌乳期)),或仅在哺乳期(IQ2处理组(泌乳期))。
(Σ活猪/泌乳母猪)
*分娩时间和仔猪排出率对照组NC(n = 7),IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)处理组(妊娠期+泌乳期)(n = 3)和IQ2处理组(泌乳期)(n = 7)。当p < 0.05时考虑统计学意义,当0.05 < p < 0.1时考虑趋势;这以粗体表示。
在实验前的周期内,在实验周期中以及在实验后的周期中评估母猪的繁殖性能(表5)。在实验过程中,IQ2处理组(泌乳期)组每头母猪活产仔猪数与对照组相比有所下降(p < 0.05)。饮食处理之间没有观察到其他差异。此外,在实验周期中,所有组每头母猪的断奶仔猪数量均减少,因为包括了在下一个周期中消失的初产妇母猪(p < 0.05)。
表 5.记录母猪在实验前周期、实验期间和实验后周期内的繁殖性能。母猪在妊娠和哺乳期设置基础日粮(对照组NC)或添加异喹啉生物碱(IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)处理组(妊娠期+泌乳期)),或仅在哺乳期(IQ2处理组(泌乳期))。
p 值表示对照组 (NC) 与 IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)处理组(妊娠期+泌乳期) 或 对照组NC 与 IQ2处理组(泌乳期) 之间每个参数的差异。a,b 不同的字母表示同一组内随时间推移的差异。当p<0.05时,考虑统计学意义,如粗体所示。
3.1.3. 母猪的血液参数
测定血浆中的皮质醇,葡萄糖和胰岛素浓度(图2)。由于母猪之间的差异很大,时间和个体母猪被确定为统计学显著因素(p < 0.05)。两组之间的皮质醇水平没有差异。IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)处理组(妊娠期+泌乳期)和IQ2处理组(泌乳期)组的胰岛素血浆浓度低于对照组NC组(p < 0.05),分娩前一周,IQ2处理组(泌乳期)母猪设置了一餐添加剂(到妊娠107天(G107))。在分娩后一周,IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)处理组(妊娠期+泌乳期)处理母猪的胰岛素水平往往高于对照组NC母猪(0.5
3.1.4. 初乳和乳汁成分
从所有母猪中收集初乳(第一头仔猪出生后最多4小时收集)和乳汁(L7,L14,哺乳期第21天(L21))(见图3)。分娩(初乳)和L7之间的脂肪含量(%)增加,此后保持稳定(图3,左上角)。未观察到乳汁或初乳脂肪含量的处理效果。
初乳中初乳的蛋白质含量(%)在IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)处理组(妊娠期+泌乳期)和IQ2处理组(泌乳期)组中高于对照组NC组(分别为0.5 < p < 0.1;和p = 0.008)。在分娩后一周的每周收集的乳汁样本中未观察到这种效果(图3,右上)。
在初乳中,在所有组中都观察到高水平的IgA和IgG,此后在乳汁中降低。IgA初乳和乳汁水平没有因母猪添加异喹啉类生物碱而显示出任何差异。与对照组相比,IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)处理组(妊娠期+泌乳期)和IQ2处理组(泌乳期)组初乳中的IgG浓度更高(分别为p = 0.050和p = 0.002)(图3,右下角)。
图2.分娩前一周(-7 d)、分娩日(0 d)和分娩后一周(7 d)母猪血浆中的皮质醇、胰岛素和葡萄糖水平。母猪在妊娠和哺乳期设置基础日粮(对照组NC)或添加异喹啉生物碱(IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)处理组(妊娠期+泌乳期)),或仅在哺乳期(IQ2处理组(泌乳期))。以箱线图表示的数据:箱线 + 中位数,均值±条形(由 Tukey 方法定义的内围栏)。当p<0.05时考虑统计差异,如星号(*,p <0.05)所示;当0.1>p>0.05时考虑统计趋势。
3.2. 仔猪的性能参数和腹泻评分
3.2.1. 仔猪性能参数
猪每周称重(表6)。出生时,不同日粮组母猪分娩的仔猪体重无差异,每头仔猪的总平均出生体重为1.47±0.21公斤。与对照组相比,实验组每头仔猪的平均体重或平均日增重没有差异。
图3.初乳和乳汁中的脂肪和蛋白质(%,上图),免疫球蛋白A和免疫球蛋白G(mg/mL;下图)含量。母猪在妊娠期(90 ppm)和哺乳期(150 ppm)(IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)处理组(妊娠期+泌乳期))或仅在哺乳期(IQ2处理组(泌乳期))设置基础日粮(对照组NC)或添加异喹啉生物碱(IQ)。从分娩(第0周)到泌乳第21天(第3周)每周采集一次乳汁。数据以平均±SD表示。
初乳中初乳的蛋白质含量(%)在IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)和IQ2处理组(泌乳期)组中高于对照组NC组(分别为0.5 < p < 0.1;和p = 0.008)。在分娩后一周的每周收集的乳汁样本中未观察到这种效果(图3,右上)。在初乳中,在所有组中都观察到高水平的IgA和IgG,此后在乳汁中降低。IgA初乳和乳汁水平没有因母猪添加异喹啉类生物碱而显示出任何差异。与对照组相比,IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)和IQ2处理组(泌乳期)组初乳中的IgG浓度更高(分别为p = 0.050和p = 0.002)(图3,右下角)。
3.2. 仔猪的性能参数和腹泻评分
3.2.1. 仔猪性能参数
猪每周称重(表6)。出生时,不同日粮组母猪分娩的仔猪体重无差异,每头仔猪的总平均出生体重为1.47±0.21公斤。与对照组相比,实验组每头仔猪的平均体重或平均日增重没有差异。
3.2.2.仔猪腹泻评分
关于总体粪便观察和腹泻评分,在腹泻的存在或平均一致性方面,处理之间没有观察到显著差异(表7)。尽管如此,与对照组NC相比,IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)组的仔猪表现出更高的腹泻发生率,但不显著。从每头被安乐死的仔猪(每次处理n = 8)中,分析回肠切片以确定15-20个定向良好的绒毛和隐窝的绒毛高度和隐窝深度。采用每头仔猪平均值分析处理效果。未观察到绒毛高度、隐窝深度或其比例的处理效果(表8)。
表 6.在妊娠期(90ppm)和哺乳期(150ppm)(IQ1处理组(妊娠期+泌乳期))或仅在哺乳期(IQ2处理组(泌乳期))设置基础日粮(对照组NC)或添加异喹啉生物碱(IQ)的母猪所生仔猪的性能:出生时体重(kg),出生后第7天(L7),第14天(L14)和第21天(哺乳期第21天(L21),断奶);平均每日体重增加 (ADWG) 每隔一周和整个哺乳期。
这些参数在处理之间没有发现显著差异;* n = 5 表示 IQ1处理组(妊娠期+泌乳期) 处理。
表 7.在妊娠和哺乳期(IQ1处理组(妊娠期+泌乳期))或仅在哺乳期(IQ2处理组(泌乳期))设置基础日粮(对照组NC)或添加异喹啉生物碱(IQ)的母猪在哺乳期的腹泻评分超过10次观察。
表 8.仔猪回肠组织的组织形态学测量 仔猪断奶后 5 天在第 21 天,从设置基础日粮 (对照组NC) 或在妊娠和哺乳期添加异喹啉生物碱 (IQ) 的母猪出生 (IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)),或仅在哺乳期 (IQ2处理组(泌乳期))
由于管家基因的异常低值,每组都有一个个体被排除在肠道基因表达分析之外。尽管如此,回肠中IL-10、IL-6和TNF-α的基因表达表现出高度变异,如图所示。
图4.仔猪回肠组织中相对基因表达 仔猪断奶后 5 天在第 21 天,产自在妊娠期 (90 ppm) 和哺乳期 (150 ppm) (IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)) 期间或仅在哺乳期 (IQ2处理组(泌乳期)) 设置基础日粮 (对照组NC) 或添加异喹啉生物碱 (IQ) 的母猪。ACTB和GADPH作为参考基因。使用标准稀释曲线计算目标基因的相对基因表达,使用管家基因的几何平均值(n = 7 /组)。数据以箱线图表示:箱线 + 中位数、均值±条形(内栅栏)和 Tukey 异常值(圆)。当p<0.05时,考虑统计学差异。
妊娠晚期和哺乳期的采食量和代谢状态不仅会对母体状况产生重大影响,还会对仔猪健康以及随后的繁殖性能产生重大影响[27]。哺乳期体重过度减重可延长断奶至发情间隔[28,29],从而降低排卵率和受孕率[30,31]。在我们的研究中,与对照组NC母猪相比,IQ2处理组(泌乳期)母猪表现出减少总体重减重的趋势,IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)母猪具有中间值。同时,从到妊娠107天(G107)到断奶的采食量在3组间无差异,表明异喹啉类生物碱日粮添加剂对母猪的饲料效率有正向影响。Goodarzi Boroojeni等人还发现,与饲喂对照日粮相比,饲喂添加异喹啉类生物碱为120mg/kg添加量的日粮对断奶后仔猪在表观营养消化率和饲料转化率方面有所改善[12]。
背膘厚度(BFT)被认为是总脂肪含量的母猪的身体成分和身体状况客观指标 [32,33]。Kim等观察到,妊娠第106天背膘厚度BFT为17-21毫米的母猪产仔数较大[34]。此外,研究表明,哺乳期背膘过度减少会增加断奶至发情间隔,并降低母猪的妊娠率和生产寿命[35,36]。在我们的研究中,三组母猪G106的背膘厚度BFT都在预期范围内。在IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)母猪中观察到从G106到L28的背膘厚度BFT降低最小。与对照组相比,IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)母猪在L28上也显示出更高的背膘厚度BFT趋势,而IQ2处理组(泌乳期)母猪表现出中间值。因此,这表明异喹啉类生物碱饮食对母亲的身体状况有积极影响。另一方面,繁殖性能参数(分娩时和仔猪在泌乳期的表现)不受异喹啉类生物碱处理的影响。尽管IQ2处理组(泌乳期)组每年每头母猪活产仔猪的数量低于对照组,但在IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)组中没有观察到这种减少。因此,异喹啉类生物碱添加似乎不是原因,特别是因为IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)组的母猪比IQ2处理组(泌乳期)组的母猪设置异喹啉类生物碱添加的时间更长(仅自到妊娠107天(G107)以来),而且分娩时测量的其他参数(即活产仔猪,仔猪总数和哺乳期存活率)没有显示处理之间的差异。因此,这似乎更像是一种巧合,可能与母猪的胎次有关。
皮质醇是猪应激的指标,皮质醇是由肾上腺产生的,以应对各种应激源引起的焦虑增加[37,38]。在我们的研究中,与一周前的采样点相比,分娩时的皮质醇水平升高,但异喹啉类生物碱饮食并没有降低血浆中的皮质醇浓度。在同一地区,Le等人还发现,饲喂生长中的猪时,饲喂生长中的猪的日粮对唾液皮质醇浓度没有影响[14]。葡萄糖是母猪乳腺代谢最重要的营养素[39]。乳腺使用大量可用的血浆葡萄糖来合成乳汁[40]。皮质醇水平在应激期间增加,葡萄糖增加,随后胰岛素浓度增加。然而,由于皮质醇水平没有改变,因此很难将较低的葡萄糖和胰岛素浓度与较低的应激联系起来。分娩后七天,两个异喹啉类生物碱组的葡萄糖和胰岛素浓度在数值上都较高,同样没有任何趋势显示处理之间的皮质醇差异。
众所周知,在分娩后第1周,血糖水平先升高后下降,而在分娩后的前两周,血胰岛素浓度升高[39]。由于胰岛素刺激糖原储存和脂质和蛋白质合成并抑制这些分子的分解,IQ组中数值上较高的胰岛素浓度可能与IQ2处理组(泌乳期)组在整个期间的较低体重减重以及IQ1处理组(妊娠期+泌乳期)组L28处较高的背膘厚度BFT有关。有趣的是,两个异喹啉类生物碱组的这些血液参数相似,这表明异喹啉类生物碱添加剂从到达产房后的第一餐开始就有立竿见影的效果。因此,母期添加异喹啉类生物碱可能足以影响母猪的葡萄糖代谢。此外,异喹啉生物碱(如血根碱)长期以来一直因其抗糖尿病特性而受到研究[41],因为它们具有抑制小肠中α-葡萄糖苷酶活性的能力而具有降糖作用,并降低了肠道葡萄糖吸收[42]。在母猪和其他物种中,已经表明胰岛素抵抗出现在妊娠晚期,以适应妊娠期的高葡萄糖需求[43]。此外,血根碱已被证明可以抑制消化酶活性(淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶)及其在鳞翅目幼虫消化道中的相对表达[44]。因此,血根碱和其他异喹啉生物碱可能具有作为抗糖尿病因子的潜力,并可能对胰腺功能产生影响,但需要进一步研究证实此观点。
仔猪出生时身体能量储存低,缺乏产前转移母体免疫球蛋白。因此,新生仔猪在出生后必须从初乳和乳汁中获得被动免疫,尤其是球形免疫球蛋白IgG抗体,以便在生命早期获得针对病原体的免疫保护[45,46]。初乳易消化且营养丰富,含有大量的蛋白质、免疫球蛋白和多种生物活性成分,可促进肠道发育、肌肉中的蛋白质合成,为仔猪提供预防感染的保护[47,48]。此外,初乳中用于体温调节的能量被有效保留[49]。此外,正如我们的研究所见,初乳中免疫球蛋白含量的增加可以为仔猪提供更高水平的(被动)免疫力,这一点非常重要,因为从高产母猪出生的仔猪获得哺乳的机会减少,而且仔猪自身的免疫系统在3-4周龄早期断奶时尚未完全发育[50]。此外,异喹啉生物碱如血根碱已被证明具有免疫调节作用,这是由于抑制NF-kB炎症途径[8]。因此,添加异喹啉类生物碱的母猪全身炎症水平较低可能导致初乳中IgG含量的增加。
在我们的研究中,两个异喹啉类生物碱组对初乳蛋白和IgG都有积极影响,这是一个重要的发现。Chen等发现,与对照组相比,饲喂断奶仔猪的日粮中添加了异喹啉类生物碱IQ制剂可显著增加血清IgG的表达量[7]。Liu等人还发现,饲喂添加了博落回(Macleaya cordata)提取物的日粮的生长猪血液中的血清IgG浓度升高[13]。如前所述,初乳中较高的IgG含量可能为仔猪提供了更好的被动免疫力,这在生命的最初几周,在它们自己的免疫系统成熟之前很重要。由于这种有益效果,从理论上讲,我们可能期望异喹啉类生物碱组的仔猪有更好的生长性能。然而,没有观察到母体处理对仔猪生长性能或腹泻的影响,也没有观察到断奶后4天的肠道吸收能力和炎症反应(IL6,IL10,TNF-α)的影响。尽管没有观察到对后代的积极影响,但仔猪对断奶应激的反应似乎完全不同,正如基因表达的高度变异所见,这可能会使处理之间差异的可视化进一步复杂化。有趣的是,先前的研究表明,日粮中添加IQ或博落回(Macleaya cordata)提取物可增加断奶仔猪的BW、ADG和采食量,并减少腹泻[7,11]。其他研究还表明,饲喂断奶仔猪的日粮中添加博落回(Macleaya cordata)提取物可显著增加绒毛高度,十二指肠、空肠和回肠绒毛高度与隐窝深度之比显著增加,并降低空肠的隐窝深度[51]。此外,IQ添加剂抑制了IL-6在肉鸡回肠组织中的表达[10]。应该考虑到,本研究中包含的母猪和仔猪数量相当少,对IQ添加的反应可能受到实验猪场高卫生条件的影响。
结论
母猪的IQ饲料添加剂对母猪的新陈代谢有主要影响,减少哺乳期间的体重减重。IQ改善了初乳质量,增加了蛋白质和IgG含量,可能为仔猪提供更好的被动免疫力。因此,似乎母猪添加异喹啉类生物碱对母猪有直接的主要影响,但对后代的影响应进一步研究。从进入母猪舍开始为母猪提供异喹啉类生物碱可能足以诱导这些影响。
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