研究论文

妊娠后期饲粮中添加N-氨甲酰谷氨酸对伊犁母马血浆参数及新生马驹体重、体尺指标的影响

  • 徐浩 , 1 ,
  • 院东 2 ,
  • 臧长江 , 1, * ,
  • 李晓斌 1 ,
  • 余英英 1 ,
  • 李凤鸣 1 ,
  • 刘保宣 1 ,
  • 陈开旭 1 ,
  • 刘建成 1
展开
  • 1 新疆农业大学动物科学学院,新疆肉乳用草食动物营养实验室,乌鲁木齐 830052
  • 2 昌吉市吉缘牧业有限公司,昌吉 831100
* 臧长江,副教授,博士生导师,E-mail:

徐浩(1994—),男,山东青岛人,硕士研究生,研究方向为动物营养与饲料科学。E-mail:

Copy editor: 菅景颖

收稿日期: 2022-07-31

  网络出版日期: 2023-02-13

基金资助

新疆维吾尔自治区重大科技专项“马产业升级技术创新工程”(2017A01002)

Effects of Dietary Supplementation with NCG in Late Gestation on Plasma Parameters of Yili Mares and Body Weight and Body Size Indexes of Newborn Foals

  • XU Hao , 1 ,
  • YUAN Dong 2 ,
  • ZANG Changjiang , 1, * ,
  • LI Xiaobin 1 ,
  • YU Yingying 1 ,
  • LI Fengming 1 ,
  • LIU Baoxuan 1 ,
  • CHEN Kaixu 1 ,
  • LIU Jiancheng 1
Expand
  • 1 Xinjiang Key Laboratory of Meat & Milk Production Herbivore Nutrition, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, China
  • 2 Changji Jiyuan Animal Husbandry Co., Ltd., Changji 831100, China
* associate professor, E-mail:

Received date: 2022-07-31

  Online published: 2023-02-13

摘要

本试验旨在研究妊娠后期饲粮中添加N-氨甲酰谷氨酸(NCG)对伊犁母马血液参数及新生马驹体重、体尺指标的影响。按照体重、年龄、预产期相近的原则选择30匹妊娠后期[(280±15) d]伊犁母马,随机分为2组,每组15匹,其中对照组饲喂基础饲粮,NCG组在基础饲粮中添加0.17%的NCG。饲喂期共计52 d,其中预试期7 d,正试期45 d,分别于试验的第0、21、45天采集母马血液样品,分离血浆用于血浆参数的测定。结果显示:与对照组相比,NCG组新生马驹的初生重、体高显著提高(P<0.05),胸围、管围极显著提高(P<0.01)。NCG组母马分娩后的妊娠率与对照组相比提高了19.99%(P>0.05)。与对照组相比,在试验第21天,NCG组母马血浆中总一氧化氮合成酶(TNOS)、内皮型一氧化氮合成酶(eNOS)、诱导型一氧化氮合成酶(iNOS)活性差异不显著(P>0.05),一氧化氮(NO)含量极显著提高(P<0.01);在试验第45天,NCG组母马血浆中TNOS、iNOS、eNOS活性极显著降低(P<0.01)。与对照组相比,在试验第0、21天,NCG组母马血浆中尿素氮、氨含量和谷胱甘肽过氧化物酶活性差异不显著(P>0.05);在试验第0天,NCG组母马血浆中超氧化物歧化酶活性和丙二醛含量极显著升高(P<0.01);在试验第45天,NCG组母马血浆中尿素氮和丙二醛含量极显著降低(P<0.01)。试验第0、21、45天,NCG组母马血浆中生长激素、胰岛素生长因子-1含量与对照组相比均差异不显著(P>0.05)。综上可知,在伊犁母马妊娠后期饲粮中添加NCG可提高新生马驹的初生重、体尺指标及改善母马分娩后的妊娠率,提高妊娠后期母马血浆中TNOS、iNOS、eNOS活性和NO含量。NCG可以作为营养调控剂,用于繁殖母马妊娠后期或分娩后改善母马的繁殖力。

本文引用格式

徐浩 , 院东 , 臧长江 , 李晓斌 , 余英英 , 李凤鸣 , 刘保宣 , 陈开旭 , 刘建成 . 妊娠后期饲粮中添加N-氨甲酰谷氨酸对伊犁母马血浆参数及新生马驹体重、体尺指标的影响[J]. 动物营养学报, 2023 , 35(2) : 1103 -1111 . DOI: 10.12418/CJAN2023.104

Abstract

The purpose of this experiment was to study the effects of adding N-carbamylglutamic acid (NCG) to the diet in late gestation on the plasma parameters of Yili mares and the body weight and body size indexes of newborn foals. Thirty Yili mares in late gestation [(280±15) d] were selected according to the principle of similar body weight, age, prepartum period and they were randomly divided into 2 groups with 15 horses in each group. Mares in control group were fed a basal diet, and those in NCG group were fed the basal diet supplemented with 0.17% NCG. The feeding period was 52 days in total, of which the preliminary test period was 7 days and the formal test period was 45 days. Blood samples were collected on the 0th, 21st and 45th day of the formal test period, respectively. The separated plasma of mares was used for the determination of plasma parameters. The results showed as follow: compared with the control group, the birth weight and body height of newborn foals in the NCG group were significantly improved (P<0.05), and the chest circumference and tube circumference of newborn foals were extremely significantly improved (P<0.01). The pregnancy rate of mares in the NCG group was 19.99% higher than that in the control group (P>0.05). Compared with the control group, on the 21st day of the formal test, there was no significant differences in the activities of total nitric oxide synthase (TNOS), endothelial nitric oxide synthase (eNOS) and inducible nitric oxide synthase (iNOS) in plasma of mares, but the plasma nitric oxide (NO) content was extremely significantly increased of the NCG group (P<0.01); on the 45th of the formal test, the activities of TNOS, iNOS and eNOS in plasma of mares in the NCG group were extremely significantly reduced (P<0.01). Compared with the control group, on the 0th and 21st day of the formal test, the plasma urea nitrogen, ammonia contents and glutathione peroxidase activity of mares in the NCG group had no significant differences (P>0.05); on the 0th day of the formal test, the activity of superoxide dismutase and the content of malondialdehyde in plasma of mares in the NCG group were extremely significantly increased (P<0.01); on the 45th day of the formal test, the urea nitrogen and malondialdehyde contents in plasma of mares in the NCG group were extremely significantly decreased (P<0.01). There were no significant differences in the contents of growth hormone and insulin-like growth factor-1 in plasma between the NCG group and the control group on the 0th, 21st and 45th day of the formal test (P>0.05). Therefore, the addition of NCG to the diet of Yili mares in late gestation can increase the birth weight and body size indexes of newborn foals and improve the pregnancy rate of mares after parturition, and increase the activities of TNOS, iNOS, eNOS and the content of NO in plasma of mares in late pregnancy. NCG can be used as a nutritional modifier in late gestation or after parturition of the breeding mares to improve fertility.

N-氨甲酰谷氨酸(N-carbamylglutamic acid,NCG)是N-乙酰谷氨酸的类似物,是内源性精氨酸合成的激活剂,可以激活精氨酸合成途径的关键酶——氨甲酰磷酸合成酶-Ⅰ(CPS-Ⅰ),通过促进谷氨酰胺合成瓜氨酸,增加精氨酸的内源性合成及血浆中精氨酸的含量[1]。精氨酸及其代谢产物一氧化氮(NO)、多胺是胎盘血管生成的主要参与者,母畜妊娠期间在血管生成、胎盘和胎儿的生长、子宫-胎盘血流量、母体与胎儿间营养物质的交换等方面发挥着重要的作用[2-3]。母马的营养和生理状况直接影响胎儿的生长发育,母马繁育过程中具有妊娠期长、流产率高的特点。母马的流产可能发生在整个妊娠期间,30%以上的流产发生在当年妊娠的9—11月份和次年的2—3月份[4]。降低母马流产率是提高母马的繁殖效率和经济效益的有效措施。Mortensen等[5]研究表明,母马妊娠期补饲精氨酸可增加母体对子宫、胎盘的供血量,提高母马对子宫、胎盘营养物质的供应。Lassala等[6]给妊娠100~121 d的多胎母羊静脉注射精氨酸后提高了羔羊的存活率,增加了4胎羔羊的初生重。目前,关于在母马妊娠期补饲NCG的报道较少,尤其是关于母马妊娠期胎儿发育的报道。因此,为进一步提高伊犁马的繁殖性能,降低流产率,本试验开展了在妊娠后期饲粮中添加NCG对伊犁母马血浆参数及新生马驹体重、体尺指标影响的研究,以期为NCG在繁殖母马生产中的应用提供数据参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验用NCG为市购,有效成分含量为97%。

1.2 试验设计

在新疆伊犁昭苏县种马场按照体重、年龄、预产期相近的原则选取30匹妊娠后期[(280±15) d]伊犁母马为试验对象,随机分成2组,分别为对照组和NCG组,每组15匹母马。母马基本信息见表12组间年龄、体重和体高均差异不显著(P>0.05)。对照组饲喂基础饲粮,NCG组则饲喂添加0.17% N-氨甲酰谷氨酸的基础饲粮,即每匹马每天补饲20 g NCG。饲喂期为52 d,其中预试期7 d,正试期45 d。
表1 母马基本信息

Table 1 Basic information of mare

项目 Items 对照组 Control group NCG组 NCG group PP-value
年龄 Age/岁 7.58±2.22 7.67±2.16 0.741
体重 Body weight/kg 486.42±14.57 487.33±13.75 0.613
体高 Body height/cm 147.24±2.49 147.36±2.58 0.846

1.3 基础饲粮组成及营养水平

基础饲粮配制参考NRC(2007)马的饲养标准中妊娠母马的营养需要量进行配制,其组成及营养水平见表2
表2 基础饲粮组成及营养水平(干物质基础)

Table 2 Composition and nutrient levels of basal diets (DM basis)%

项目
Items
对照组
Control group
NCG组
NCG group
原料 Ingredients
玉米 Corn 7.80 7.74
豆粕 Soybean meal 4.55 4.43
小麦麸 Wheat bran 3.42 3.43
青干草 Green hay 83.33 83.33
磷酸二氢钙 CaH2PO4 0.52 0.52
预混料 Premix1) 0.32 0.32
L-赖氨酸 L-Lys 0.06 0.06
N-氨甲酰谷氨酸 NCG 0.17
合计 Total 100.00 100.00
营养水平 Nutrient levels2)
干物质 DM 91.95 91.96
项目
Items
对照组
Control group
NCG组
NCG group
粗蛋白质 CP 9.27 9.29
中性洗涤纤维 NDF 41.86 41.87
酸性洗涤纤维 ADF 21.08 21.06
钙 Ca 0.76 0.76
磷 P 0.39 0.39
消化能 DE/(MJ/kg) 11.37 11.38

1)预混料为每千克精料提供The premix provided the following per kg of the concentrate:VA 6 500 IU,VD3 1 400 IU,VB1 21.26 mg,VB2 13 mg,VB6 1.20 mg,VE 450 IU,生物素 biotin 5 mg,泛酸 pantothenic acid 20.46 mg,烟酰胺 nicotinamide 84.85 mg,Cu (as copper sulfate) 35.00 mg,Fe (as ferrous sulfate) 127.62 mg,Mn (as manganese sulfate) 133.54 mg,Zn (as zinc sulfate) 150.00 mg,I (as potassium iodide) 2.4 mg,Se (as sodium selenite) 0.6 mg,Co (as cobalt chloride) 0.3 mg。

2)消化能为计算值,其他营养水平均为测定值。DE was a calculated value, while the other nutrient levels were determined values.

1.4 饲养管理

试验母马进行分群饲养管理,每天在运动场自由活动。精料补充料饲喂时间为11:00,每天1次,每次按每匹母马2 kg饲喂,青干草按每匹马每天10 kg饲喂,于每天09:00、20:00各饲喂1次,每次5 kg,自由饮水,保持圈舍卫生。

1.5 样品的采集与处理

1.5.1 饲粮样品的采集与处理

于试验的第0(预试期结束时记为试验的第0天)、45天分别采集饲粮样品,在65 ℃的烘箱中烘48 h至恒重获得风干样,然后用粉碎机粉碎,过40目筛,装入密封袋中密封保存,用于常规营养成分含量的测定。

1.5.2 血液样品的采集与处理

分别于试验第0、21、45(分娩后)天用5 mL肝素钠抗凝管于马匹颈静脉采集血液2管,以3 500 r/min离心10 min,收集血浆,分装于EP管中,置于-20 ℃冰箱冻存。

1.6 指标的测定

1.6.1 饲粮常规营养成分含量的测定

干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、钙(Ca)、磷(P)含量参照《饲料分析及饲料质量检测技术(第3版)》[7]进行检测,采用Van Soest等[8]的方法测定中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量。

1.6.2 新生马驹体重、体尺指标的测定

于母马分娩后12 h之内测定每匹马驹的体高、体斜长、胸围、管围等体尺指标和体重。马驹体重用电子秤称量,体尺指标采用测杖和软皮尺测定。体高为由鬓甲顶点到地面的垂直距离;体斜长为肩端到臀端的直线距离;胸围为肩胛骨后缘绕体躯的周长;管围为左前管骨上1/3下端,管骨最细部分水平周长。

1.6.3 产后妊娠率的测定

母马分娩时间集中在饲喂期的第42~52天,NCG组和对照组产马驹30匹,均存活。于产后母马初次发情配种后15 d使用兽用B超仪(型号:BXL-V20)检查妊娠情况,记录妊娠率;于配种结束后28 d再次用兽用B超仪检查妊娠情况,统计妊娠率。
妊娠率(%)=100×妊娠母马匹数/配种母马匹数。

1.6.4 血浆参数的测定及方法

血浆送至南京建成生物工程研究所测定血浆参数,包括NO、总一氧化氮合成酶(TNOS)、内皮型一氧化氮合成酶(eNOS)、诱导型一氧化氮合成酶(iNOS)、尿素氮、氨、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)、生长激素(GH)、胰岛素生长因子-1(IGF-1)。

1.7 统计分析

试验数据采用Excel 2019进行初步整理,新生马驹体重、体尺指标及母马血浆参数采用SPSS 19.0统计软件的独立样本t检验进行分析,结果以“平均值±标准差”表示;妊娠率采用卡方检验进行分析。差异显著性标准为P<0.05表示差异显著,P<0.01表示差异极显著。

2 结果与分析

2.1 妊娠后期饲粮中添加NCG对新生马驹体重及体尺指标的影响

表3可知,与对照组相比,NCG组马驹的初生重、体高分别显著提高了6.82%和3.41%(P<0.05),马驹的胸围、管围分别极显著提高了5.59%和5.70%(P<0.01),马驹的体斜长则无显著变化(P>0.05)。
表3 妊娠后期饲粮中添加NCG对新生马驹体重及体尺指标的影响

Table 3 Effects of dietary supplementation with NCG in late gestation on body weight and body size indexes of newborn foals

项目 Items 对照组 Control group NCG组 NCG group PP-value
初生重 Birth weight/kg 51.58±1.84 55.10±3.16 0.026
体高 Body height/cm 102.34±3.69 105.83±1.90 0.046
体斜长 Body slanting length/cm 76.41±4.89 79.59±4.05 0.211
胸围 Chest circumference/cm 83.18±3.17 87.83±2.20 0.008
管围 Tube circumference/cm 11.76±0.28 12.43±0.31 0.001

2.2 妊娠后期饲粮中添加NCG对伊犁母马分娩后妊娠率的影响

表4可知,分娩后对照组的妊娠率为66.67%,NCG组为80.00%,2组间差异不显著(P>0.05)。
表4 妊娠后期饲粮中添加NCG对伊犁母马分娩后妊娠率的影响

Table 4 Effects of dietary supplementation with NCG in late gestation on pregnancy rate of Yili mares after parturition%

项目 Item 对照组 Control group NCG组 NCG group PP-value
妊娠率 Pregancy rate 66.67 80.00 0.409

2.3 妊娠后期饲粮中NCG对伊犁母马血浆中TNOS、iNOS、eNOS活性和NO含量的影响

表5可知,与对照组相比,在试验第0天,NCG组血浆中TNOS、iNOS、eNOS活性和NO含量分别提高了12.76%(P>0.05)、49.41%(P<0.01)、21.54%(P<0.05)、46.96(P<0.01);在试验第21天,NCG组血浆中TNOS、iNOS、eNOS活性和NO含量分别提高了4.09%(P>0.05)、18.20%(P>0.05)、11.28%(P>0.05)、67.49%(P<0.01);在试验第45天,NCG组血浆中TNOS、iNOS、eNOS活性分别降低了25.72%(P<0.01)、31.01%(P<0.01)、22.10%(P<0.01),血浆中NO含量提高了42.75%(P>0.05)。
表5 妊娠后期饲粮中添加NCG对伊犁母马血浆中TNOS、iNOS、eNOS活性和NO含量的影响

Table 5 Effects of dietary supplementation with NCG in late gestation on plasma TNOS, iNOS, eNOS activities and NO content of Yili mares

项目
Items
时间
Time
对照组
Control group
NCG组
NCG group
P
P-value
总一氧化氮合酶
TNOS/(U/mL)
第0天 Day 0 23.82±4.31 26.86±2.97 0.142
第21天 Day 21 26.62±4.15 27.71±5.49 0.671
第45天 Day 45 26.21±3.62 19.47±1.41 0.005
诱导型一氧化氮合酶
iNOS/(U/mL)
第0天 Day 0 7.61±2.82 11.37±1.00 0.005
第21天 Day 21 10.00±1.24 11.82±2.82 0.123
第45天 Day 45 11.64±1.30 8.03±0.78 0.001
内皮型一氧化氮合酶
eNOS/(U/mL)
第0天 Day 0 9.61±1.81 11.68±1.19 0.023
第21天 Day 21 10.99±1.29 12.23±2.28 0.210
第45天 Day 45 11.63±0.86 9.06±0.80 0.001
一氧化氮
NO/(μmol/L)
第0天 Day 0 41.23±10.30 60.59±2.75 <0.001
第21天 Day 21 30.24±8.48 50.65±13.00 0.003
第45天 Day 45 25.57±3.94 36.50±11.25 0.074

2.4 妊娠后期饲粮中添加NCG对伊犁母马血浆中尿素氮和氨含量的影响

表6可知,与对照组相比,在试验第0、21天,NCG组母马血浆中尿素氮、氨含量均有一定程度的提高,但差异不显著(P>0.05);在试验第45天,NCG组母马血浆中尿素氮含量极显著降低(P<0.01),氨含量差异不显著(P>0.05)。
表6 妊娠后期饲粮中添加NCG对伊犁母马血浆中尿素氮和氨含量的影响

Table 6 Effects of dietary supplementation with NCG in late gestation on plasma UN and NH3 contents of Yili mares

项目
Items
时间
Time
对照组
Control group
NCG组
NCG group
P
P-value
尿素氮
UN/(mmol/L)
第0天 Day 0 3.20±0.58 3.44±0.39 0.383
第21天 Day 21 3.06±0.42 3.46±0.68 0.183
第45天 Day 45 6.08±0.48 4.29±0.51 <0.001

Ammonia/(μmol/L)
第0天 Day 0 112.83±10.69 118.15±20.43 0.531
第21天 Day 21 122.86±21.62 125.52±20.94 0.813
第45天 Day 45 131.04±17.21 100.42±39.13 0.148

2.5 妊娠后期饲粮中添加NCG对伊犁母马血浆中SOD、GSH-Px活性和MDA含量的影响

表7可知,与对照组相比,在试验第0天,NCG组血清中SOD活性、MDA含量极显著升高(P<0.01),GSH-Px活性差异不显著(P>0.05);在试验第21、45天,NCG组血清中SOD、GSH-Px活性均无显著差异(P>0.05),MDA含量极显著降低(P<0.01)。
表7 妊娠后期饲粮中添加NCG对伊犁母马血浆中SOD、GSH-Px活性和MDA含量的影响

Table 7 Effects of dietary supplementation with NCG in late gestation on plasma SOD, GSH-Px activities and MDA content of Yili mares

项目
Items
时间
Time
对照组
Control group
NCG组
NCG group
P
P-value
超氧化物歧化酶
SOD/(U/mL)
第0天 Day 0 90.32±15.12 112.25±6.13 0.003
第21天 Day 21 108.76±6.13 112.61±12.22 0.445
第45天 Day 45 108.94±11.72 108.87±11.15 0.992
谷胱甘肽过氧化物酶
GSH-Px/(U/mL)
第0天 Day 0 117.20±25.53 107.56±24.11 0.468
第21天 Day 21 123.81±20.41 130.90±12.14 0.438
第45天 Day 45 157.14±25.59 156.31±28.09 0.962
丙二醛
MDA/(nmol/mL)
第0天 Day 0 3.42±0.90 6.21±1.01 <0.001
第21天 Day 21 3.75±0.58 3.42±1.02 0.448
第45天 Day 45 4.96±0.73 2.69±0.54 0.001

2.6 妊娠后期饲粮中添加NCG对伊犁母马血浆中GH、IGF-1含量的影响

表8可知,与对照组相比,在试验第0、21、45天,NCG组血浆中GH、IGF-1含量均无显著差异(P>0.05),但在试验第45天NCG组血浆中GH、IGF-1含量均有所下降。
表8 妊娠后期饲粮中添加NCG对伊犁母马血浆中GH、IGF-1含量的影响

Table 8 Effects of dietary supplementation with NCG in late gestation on plasma GH and IGF-1 contents of Yili maresng/mL

项目
Items
时间
Time
对照组
Control group
NCG组
NCG group
P
P-value
生长激素
GH
第0天 Day 0 2.75±0.36 2.76±0.76 0.965
第21天 Day 21 2.92±0.67 2.93±0.81 0.975
第45天 Day 45 2.51±0.51 2.04±0.49 0.169
胰岛素生长因子-1
IGF-1
第0天 Day 0 36.70±9.32 44.79±10.52 0.138
第21天 Day 21 36.34±9.03 44.03±7.97 0.106
第45天 Day 45 44.30±4.74 36.67±14.00 0.281

3 讨论

3.1 妊娠后期饲粮中添加NCG对新生马驹体重、体尺指标及伊犁母马分娩后妊娠率的影响

母体营养作为子宫内环境最主要的影响因素,直接影响着胎儿的生长发育。哺乳动物在妊娠早期至中期,母体的营养主要影响胎儿的器官发育,但胎重的2/3是在妊娠最后1/4期(妊娠晚期)内增长的。因此,妊娠后期母体营养物质的供给是影响新生幼畜初生重的重要因素之一。精氨酸作为动物功能性氨基酸,其自身或代谢产物通过调控多个关键代谢通路,在促进动物的生长发育、改善繁殖性能、增强机体免疫健康及促进肠道发育等方面发挥着重要的作用。NCG是N-乙酰谷氨酸(NAG)的结构类似物,参与二氢吡咯-5-羧酸合成酶(P5CS)和CPS-Ⅰ的激活,促进谷氨酰胺或脯氨酸合成瓜氨酸,进而促进精氨酸的合成;精氨酸的代谢产物NO、多胺等可扩张血管,增加母体子宫和胎盘的毛细血管的血流量,促进胎盘对胎儿的供血量及营养物质的供给,进而有效地促进胎儿的生长发育[9]。Zhang等[10]研究发现,在妊娠初期母猪饲粮中添加0.05%、0.10%的NCG显著增加了仔猪窝重和平均出生重。刘星达等[11]研究发现,在妊娠后期母猪饲粮中添加0.08%的NCG,仔猪活胎数得到了显著提高。在本试验中,在妊娠后期伊犁母马饲粮中添加0.17%的NCG,显著或极显著提高了新生马驹的初生重、体高、管围,同时提高了分娩后母马的妊娠率,这可能与添加的NCG促进动物内源生成精氨酸以及精氨酸在体内代谢过程的代谢产物NO和多胺等的增加,进而增加了母体与胎盘的血流量,促进了胎盘对胎儿的营养供给,改善了母体营养物质的转运效率和子宫内环境有关[12]

3.2 妊娠后期饲粮中添加NCG对伊犁母马血浆中TNOS、iNOS、eNOS活性和NO含量的影响

精氨酸在动物体内可以通过一氧化氮合成酶(NOS)和鸟氨酸脱羧酶代谢为NO和多胺,NO和多胺对胎盘血管生产和生长至关重要[13-15]。机体精氨酸的含量和血管平滑肌产生的NOS限速因子是影响NO合成的关键因素。Zhang等[10]研究结果表明,在妊娠母猪饲粮中添加NCG提高了血浆中精氨酸和鸟氨酸的含量,且eNOS的基因表达增加。精氨酸是包括胎盘在内的体内NO合成的唯一前体,在饲粮中添加NCG可以通过提高血浆精氨酸含量来促进机体内NO的生成[16]。本试验结果显示,妊娠后期补饲NCG提高试验第0、21天伊犁母马血浆中TNOS、iNOS、eNOS活性和NO含量,与上述文献研究结果相近。精氨酸在机体内的代谢主要有精氨酸-胍基丁胺、精氨酸-NO、精氨酸-鸟氨酸-脯氨酸、精氨酸-胍基乙酸-肌酸、精氨酸-鸟氨酸-腐胺-精胺-亚精胺代谢途径;催化精氨酸分解的酶主要是NOS、精氨酸酶、精氨酸脱羧酶和精氨酸-甘氨酸氨基转移酶;不同的酶在线粒体和胞质中的表达存在较大差异,NOS催化精氨酸产生NO和瓜氨酸。补饲NCG降低了分娩后母马血浆中TNOS、iNOS、eNOS活性,但使NO的含量增加,这可能与分娩应激和精氨酸在体内的多条代谢途径有关。精氨酸在机体内代谢,提高了血浆中NO的含量,从而促进胎盘血管的发育并增加了胎盘的血流量,为胎儿在子宫内发育提供大量营养物质和氧气,这与前面得出的NCG提高了马驹的初生重、体高、管围的结果相一致。

3.3 妊娠后期饲粮中添加NCG对伊犁母马血浆中尿素氮和氨含量的影响

NCG是CPS-Ⅰ的辅助因子,氨甲酰磷酸合成酶是一种速率限制酶,在机体内可以促进尿素循环和精氨酸的合成[17]。血浆中尿素氮的含量能准确反映动物体内蛋白质代谢与氨基酸代谢的平衡状态。当氨基酸代谢处于平衡状态时,尿素氮含量会明显降低。动物体内血浆中氨的含量是精氨酸营养的一个敏感的指标。在动物体内,精氨酸可以通过促进尿素循环使血氨转化为尿素排出体外,从而维持动物体内氮的平衡。本试验结果显示,与对照组相比,NCG组母马血浆中尿素氮和氨的含量在妊娠后期无显著差异,分娩后呈降低趋势,说明妊娠后期饲粮添加NCG对胎儿没有造成不利影响;这与Chacher[18]的研究结果相近。Mateo等[9]在妊娠母猪饲粮中添加精氨酸所得试验结果也证实了这一点。

3.4 妊娠后期饲粮中添加NCG对伊犁母马血浆中抗氧化指标的影响

机体内的SOD、GSH-Px和CAT等活性氧清除酶共同作用来维持机体氧化和抗氧化的动态平衡,其活性的高低反映了机体抵御氧化应激清除自由基的能力[19]。MDA作为脂质过氧化物的代谢产物之一,是活性氧诱导氧化应激的指标,可以反映出动物体内氧化损伤的程度。研究表明,NCG或精氨酸可以提高大鼠[20]、营养受限的绵羊[21]、断奶仔猪[22]机体的抗氧化能力。张桂杰等[23]研究发现,在滩羊饲粮中添加瘤胃保护型NCG,滩羊血清中T-AOC和GSH-Px活性得到了显著提高,并显著降低了MDA的含量。本试验结果显示,在试验第21天,饲粮添加NCG对伊犁母马血浆中SOD、GSH-Px活性和MDA含量无显著影响,但SOD、GSH-Px活性有升高的趋势,MDA含量有降低的趋势;在分娩后(试验第45天),血浆中SOD、GSH-Px的活性无显著变化,但MDA含量极显著降低。NOS在机体内不仅起到催化精氨酸生成NO的作用,在一定程度上也产生超氧阴离子(O2-),精氨酸不能满足机体自身代谢的情况下,可能会产生O2-,且精氨酸在机体内存在多种代谢途径,其中代谢产物胍基丁胺是自由基清除剂[24],具有一定的抗氧化作用,这可能是在血浆中SOD、GSH-Px的活性无显著变化的情况下而导致分娩后血浆MDA含量降低的原因。

3.5 妊娠后期饲粮中添加NCG对伊犁母马血浆中GH、IGF-1含量的影响

GH是垂体分泌的多肽,在促进脊椎动物体细胞生长方面发挥着重要的作用,同时还参与机体的代谢、免疫和生殖等过程[25-26]。胰岛素样生长因子具有复杂的生物学功能,在细胞分化、增殖、动物生长和代谢中发挥着重要的作用,尤其是在胚胎发育过程中发挥着特别重要的作用[27-28]。母马的营养摄入会影响卵巢卵泡液和血浆中胰岛素样生长因子与GH的含量,进而影响机体葡萄糖、胰岛素、促性腺激素和孕酮的分泌;营养摄入良好时,血浆IGF-1含量较高,GH含量较低,但在营养不良的马机体内则相反[29]。精氨酸在机体代谢过程中生成的胍基乙酸对GH和胰岛素样生长因子具有一定的调节作用。在本试验中,饲粮添加NCG在分娩前有提高血浆中IGF-1含量的趋势,分娩后IGF-1含量呈降低趋势,这可能与分娩后能量负平衡或分娩前后精氨酸在机体代谢途径发生变化有关。

4 结论

在本试验条件下,在伊犁母马妊娠后期饲粮中添加NCG可提高新生马驹的初生重、体尺参数及改善母马分娩后的妊娠率,还可提高妊娠后期母马血浆中TNOS、iNOS、eNOS活性和NO含量。因此,NCG可作为营养调控剂,应用于繁殖母马妊娠后期或分娩后改善母马的繁殖力。
[1]
卞宝国, 李吕木, 钱坤. N-氨甲酰谷氨酸的生物学功能及其在猪生产中的应用[J]. 中国饲料, 2014(1):12-14.

BIAN B G, LI L M, QIAN K. N-carbamylglutamate biological function and its application in pig production.[J]. China Feed, 2014(1):12-14.. (in Chinese)

[2]
HERRING C M, BAZER F W, JOHNSON G A, et al. Impacts of maternal dietary protein intake on fetal survival,growth,and development[J]. Experimental Biology and Medicine, 2018, 243(6):525-533.

DOI

[3]
WU G Y, BAZER F W, JOHNSON G A, et al. Functional amino acids in the development of the pig placenta[J]. Molecular Reproduction and Development, 2017, 84(9):870-882.

DOI PMID

[4]
李玉学. 群牧母马发生流产的原因及防制措施[J]. 畜牧兽医科技信息, 2014(4):32-33,34.

LI Y X. Causes and control measures of abortion of herd mare[J]. Information of Veterinary Science and Technology, 2014(4):32-33,34. (in Chinese)

[5]
MORTENSEN C J, KELLEY D E, WARREN L K. Supplemental L-arginine shortens gestation length and increases mare uterine blood flow before and after parturition[J]. Journal of Equine Veterinary Science, 2011, 31(9):514-520.

DOI

[6]
LASSALA A, BAZER F W, CUDD T A, et al. Parenteral administration of L-arginine enhances fetal survival and growth in sheep carrying multiple fetuses[J]. The Journal of Nutrition, 2011, 141(5):849-855.

DOI

[7]
张丽英. 饲料分析及饲料质量检测技术[M]. 3版. 北京: 中国农业大学出版社, 2007:48-193.

ZHANG L Y. Technology of feed analysis and feed quality test[M]. 3rd ed. Beijing: China Agricultural University Press, 2007:48-193. (in Chinese)

[8]
VAN SOEST P J, ROBERTSON J B, LEWIS B A. Methods for dietary fiber,neutral detergent fiber,and nonstarch polysaccharides in relation to animal nutrition[J]. Journal of Dairy Science, 1991, 74(10):3583-3597.

DOI

[9]
MATEO R D, WU G Y, BAZER F W, et al. Dietary L-arginine supplementation enhances the reproductive performance of gilts[J]. The Journal of Nutrition, 2007, 137(3):652-656.

DOI

[10]
ZHANG B, CHE L Q, LIN Y, et al. Effect of dietary N-carbamylglutamate levels on reproductive performance of gilts[J]. Reproduction in Domestic Animals, 2014, 49(5):740-745.

DOI PMID

[11]
刘星达, 吴信, 印遇龙, 等. 妊娠后期日粮中添加不同水平N-氨甲酰谷氨酸对母猪繁殖性能的影响[J]. 畜牧兽医学报, 2011, 42(11):1550-1555.

LIU X D, WU X, YIN Y L, et al. Effects of different dietary N-carbamylglutamate supplementation on the reproductive performance of sows during late pregnancy[J]. Acta Veterinaria et Zootechnica Sinica, 2011, 42(11):1550-1555. (in Chinese)

[12]
吴信, 印遇龙, 李恒章. 精氨酸的代谢调控及其在猪营养中的研究进展[J]. 饲料与畜牧, 2011(9):8-12.

WU X, YIN Y L, LI H Z. Metabolic regulation of arginine and its research progress in pig nutrition[J]. Feed and Animal Husbandry, 2011(9):8-12. (in Chinese)

[13]
WU G, MORRIS S M, Jr. Arginine metabolism:nitric oxide and beyond[J]. Biochemical Journal, 1998, 336(Pt 1):1-17.

DOI

[14]
FLYNN N E, MEININGER C J, HAYNES T E, et al. The metabolic basis of arginine nutrition and pharmacotherapy[J]. Biomedicine & Pharmacotherapy, 2002, 56(9):427-438.

DOI

[15]
BIRD I M, ZHANG L B, MAGNESS R R. Possible mechanisms underlying pregnancy-induced changes in uterine artery endothelial function[J]. American Journal of Physiology. Regulatory:Integrative and Comparative Physiology, 2003, 284(2):R245-R258.

[16]
吴信, 高运苓, 伍国耀, 等. N-甲酰谷氨酸对仔猪内源性精氨酸的合成调控[J]. 饲料工业, 2009, 30(4):56-58.

WU X, GAO Y L, WU G Y. Regulation of N-carbamylglutamate in endogenous arginine synthesis in piglets[J]. Feed Industry, 2009, 30(4):56-58. (in Chinese)

[17]
WU X, YIN Y L, LIU Y Q, et al. Effect of dietary arginine and N-carbamoylglutamate supplementation on reproduction and gene expression of eNOS,VEGFA and PIGF1 in placenta in late pregnancy of sows[J]. Animal Reproduction Science, 2012, 132(3/4):187-192.

DOI

[18]
CHACHER B. Evaluation of N-carbamoylglutamate as arginine enhancer and its effect on rumen fermentation,lactation performance and nitrogen utilization in high yielding lactating dairy cows[D]. 博士学位论文. 杭州: 浙江大学, 2013:70-74.

CHACHER B. Evaluation of N-carbamoylglutamate as arginine enhancer and its effect on rumen fermentation,lactation performance and nitrogen utilization in high yielding lactating dairy cows[D]. Ph.D.Thesis. Hangzhou: Zhejiang University, 2013:70-74. (in Chinese)

[19]
WINK D A, MITCHELL J B. Chemical biology of nitric oxide:insights into regulatory,cytotoxic,and cytoprotective mechanisms of nitric oxide[J]. Free Radical Biology & Medicine, 1998, 25(4/5):434-456.

DOI

[20]
XIAO L, CAO W, LIU G M, et al. Arginine,N-carbamylglutamate,and glutamine exert protective effects against oxidative stress in rat intestine[J]. Animal Nutrition, 2016, 2(3):242-248.

DOI

[21]
ZHANG H, SUN L W, WANG Z Y, et al. N-carbamylglutamate and L-arginine improved maternal and placental development in underfed ewes[J]. Reproduction, 2016, 151(6):623-635.

DOI

[22]
ZHENG P, YU B, HE J, et al. Protective effects of dietary arginine supplementation against oxidative stress in weaned piglets[J]. British Journal of Nutrition, 2013, 109(12):2253-2260.

DOI

[23]
张桂杰, 寇启芳, 牛文志. 瘤胃保护型N-氨甲酰谷氨酸(NCG)对舍饲滩羊胴体品质及抗氧化能力的影响[J]. 饲料工业, 2015, 36(21):54-56.

ZHANG G J, KOU Q F, NIU W Z. Effects of rumen protected N-carbamylglutamate on the carcass characteristic and anti-oxidant function of Tan sheep[J]. Feed Industry, 2015, 36(21):54-56. (in Chinese)

[24]
BARUA S, KIM J Y, KIM J Y, et al. Therapeutic effect of agmatine on neurological disease:focus on ion channels and receptors[J]. Neurochemical Research, 2019, 44(4):735-750.

DOI

[25]
FIGUEIREDO M A, FERNANDES R V, STUDZINSKI A L, et al. GH overexpression decreases spermatic parameters and reproductive success in two-years-old transgenic zebrafish males[J]. Animal Reproduction Science, 2013, 139(1/2/3/4):162-167.

DOI

[26]
DEVLIN R H, YESAKI T Y, BIAGI C A, et al. Extraordinary salmon growth[J]. Nature, 1994, 371(6494):209-210.

DOI

[27]
ZHANG J Y, YANG R J, SUN S C, et al. Cloning and characterization of new transcript variants of insulin-like growth factor-Ⅰ in Sika deer (Cervus elaphus)[J]. Growth Hormone & IGF Research, 2013, 23(4):120-127.

[28]
TIAN Y G, YUE M, GU Y, et al. Single-nucleotide polymorphism analysis of GH,GHR,and IGF-1 genes in minipigs[J]. Brazilian Journal of Medical and Biological Research, 2014, 47(9):753-758.

DOI

[29]
SALAZAR-ORTIZ J, MONGET P, GUILLAUME D. The influence of nutrition on the insulin-like growth factor system and the concentrations of growth hormone,glucose,insulin,gonadotropins and progesterone in ovarian follicular fluid and plasma from adult female horses (Equus caballus)[J]. Reproductive Biology and Endocrinology, 2014, 12(1):72.

DOI

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