人工授精技术是提高繁殖效率、增加经济效益的不二选择，公猪的精液品质对整个猪场的发展起着越来越重要的作用。因此，如何提高公猪的繁殖能力已成为当前养猪业研究热点。N-氨甲酰谷氨酸(N-carbamyl glutamate，NCG)可以促进内源性精氨酸(Arg)的合成，具有强大的促氨基酸合成功能，在医学上研究应用广泛。近年来有学者报道，NCG是N-乙酰谷氨酸(NAG)稳定的类似物，能恢复和改善尿素循环障碍^[1]。江雪梅等^[2]也报道，外源添加NCG能提高母猪机体内瓜氨酸、脯氨酸、亮氨酸含量以及一氧化氮合成酶和诱导型一氧化氮合成酶的活性，同时还能降低血浆中尿素氮和氨的含量。牛磺酸(taurine，Tau)在体内以游离的方式广泛存在，对机体的生殖系统、神经系统和免疫系统都发挥重要作用。研究表明，牛磺酸参与了多种生理过程，如调节线粒体功能、抗氧化防御机制以及减慢细胞凋亡^{[3, 4, 5]}。Das等^[6]和杨建成等^[7]研究证明，Tau处理可以提高大鼠睾丸组织的抗氧化能力，阻止亚砷酸钠诱导的氧化应激，抑制生精细胞的凋亡。但2种物质在公猪生殖方面的研究鲜有报道，因此，本试验旨在研究饲粮中NCG与Tau以及二者共同添加对公猪精液品质、血清激素、精浆蛋白含量及抗氧化能力的影响，为二者在公猪养殖上的应用提供科学依据。

NCG由长沙现龙生物科技有限公司提供，分子式为C₆H₁₀N₂O₅，相对分子质量为190.15，商品名为精酸素，其中有效成分NCG含量为80%，载体为玉米淀粉。Tau由潜江永安药业股份有限公司提供，分子式为C₂H₇NO₃S，相对分子质量为125.15，其中有效成分Tau含量为99.3%。

本试验采用2×2因子完全随机化设计，选取18月龄、体重相近的健康大约克公猪20头，随机分为4组，每组5个重复，每个重复1头猪。分别饲喂基础饲粮(对照组)、基础饲粮+0.2% NCG(NCG组)、基础饲粮+0.6% Tau(Tau组)、基础饲粮+0.2% NCG+0.6% Tau(NCG+Tau组)。基础饲粮组成及营养水平见表1。试验期间试验猪自由采食与饮水，日常饲养管理和防疫接种按猪场常规操作程序进行。

表 1

Table 1

表 1(Table 1)

表 1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) % 项目 Items 含量 Content 原料 Ingredients 玉米 Corn 62.00 小麦麸 Wheat bran 9.00 豆粕 Soybean meal 19.00 鱼粉 Fish meal 4.00 脂肪粉 Fat powder 4.00 预混料 Premix1) 2.00 合计 Total 100.00 营养水平 Nutrient levels2) 消化能 DE/(MJ/kg) 13.55 粗蛋白质 CP 17.65 赖氨酸 Lys 0.85 蛋氨酸 Met 0.40 L-精氨酸 L-Arg 0.10 钙 Ca 0.80 磷 P 0.60 粗纤维 CF 2.50 1)每千克预混料含有One kg of premix contained the following：VD3 510 000 IU，VA 300 000 IU，烟酸 nicotinic acid 1 108 mg，泛酸 pantothenic acid 532 mg，VE 740 IU，VB2 168 mg，VK3 75 mg，VB1 30 mg，VB6 30 mg，叶酸 folic acid 19 mg，生物素 biotin 3.3 mg，胆碱 choline 9.0 g，Zn 4.0 g，Cu 2.0 g，Fe 1.0 g，Mn 1.0 g，Co 30 mg，Se 8.0 mg。 2)营养水平除粗蛋白质外均为计算值。The nutrient levels were calculated values except for CP.

表 1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis)

本试验在辽宁德宝农牧集团艾德蒙种猪繁育场进行。试验期间试验公猪日采食量2.5 kg，早、晚各饲喂1次，其他按照公猪的日常管理要求进行饲养。试验为期100 d，前阶段55 d，后阶段45 d。

评定指标为射精反应时间和射精持续时间，用秒表记录，试验期间严格按照徒手法采精，每7 d采精1次。

采精后观察颜色、气味，测定精子活力、采精量、精子密度和精子畸形率。

在试验第100天对试验猪统一耳缘静脉采血约5 mL，3 000 r/min离心15 min，取上清液，-20 ℃保存待测。由北京华英生物技术研究所用r-911全自动放免计数仪，采用电化学发光免疫法测定黄体生成素(luteinizing hormone,LH)、睾酮(testosterone,T)、促卵泡素(follicle stimulating hormone,FSH)含量。

分别采用溴甲酚绿法、双缩脲法和免疫复合物沉淀法测定精浆中白蛋白(ALB)、总蛋白(TP)、免疫球蛋白M(IgM)、免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)的含量，试剂盒均来自北京华英生物技术研究所。

在试验第55天和第98天采精后，保留10 mL精液于离心管中，静置沉淀后，取2 mL精浆，-15 ℃保存待测。采用比色法测定谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性和总抗氧化能力(T-AOC)，采用硫代巴比妥酸法测定丙二醛(MDA)含量，采用硝酸还原酶法测定一氧化氮(NO)含量，采用黄嘌呤氧化物酶测定法测定超氧化物歧化酶(SOD)活性，试剂盒均购自北京华英生物技术研究所。

所有数据采用Excel 2010及SPSS 19.0软件的one-way ANOVA程序进行单因素方差分析，差异显著时采用Duncan氏法进行多重比较，同时采用GLM中的多因素方差分析，分析各因素的主效应以及互作效应。数学模型为：

x_ijl=μ+α_i+β_j+(αβ)_j+ε_ijl。

式中：μ为总体平均数；α为NCG的效应(i=0,0.2%)；β为Tau的效应(j=0,0.6%)；αβ为二者互作效应；ε为随机误差；l为重复数。

P＜0.05为差异显著，P＜0.01为差异极显著，结果以“平均值±标准差”表示。

由表2可见，单因素分析结果表明，试验56~ 100 d，与对照组比较，饲粮中添加NCG、Tau及NCG+Tau公猪射精反应时间极显著降低(P＜0.01)，射精持续时间极显著提高(P＜0.01)。试验1~100 d，采精量、精子密度、精子活力和精子畸形率各组间均无显著差异(P>0.05)。

表 2

Table 2

表 2(Table 2)

表 2 饲粮添加NCG与Tau对公猪精液参数及性欲的影响 Table 2 Effects of dietary NCG and Tau on semen parameters and libido of breeding boars 项目 Items 阶段 Phases/d 采精量 Semen volume/ mL 精子密度 Sperm density/ (×108 spz/mL) 精子活力 Sperm motility/ % 精子畸形率 Percentage of abnormal sperm/% 射精反应时间 Ejaculation reaction time/s 射精持续时间 Ejaculation time/s 对照组 Control group 1~55 255.36±20.33 5.15±0.41 81.38±2.22 5.40±0.20 124.59±18.93a 442.72±27.31a 56~100 256.35±14.96 5.16±0.39 81.24±2.13 5.39±0.17 125.16±2.95a 443.23±21.15a N-氨甲酰谷氨酸组 NCG group 1~55 262.73±14.39 5.12±0.52 80.57±2.35 5.36±0.21 123.87±23.37a 449.97±35.58a 56~100 296.84±25.66 5.17±0.61 84.90±1.81 5.12±0.15 104.98±14.49c 480.37±11.60c 牛磺酸组 Tau group 1~55 253.19±11.24 5.20±0.55 80.21±1.95 5.30±0.21 122.46±22.53a 431.82±17.91a 56~100 273.03±23.16 5.49±0.53 85.44±1.60 5.29±0.18 108.49±3.40c 480.45±10.18c N-氨甲酰谷氨酸+ 牛磺酸组 NCG+Tau group 1~55 251.52±10.27 5.13±0.25 80.61±1.07 5.32±0.41 126.87±14.42a 434.51±16.83a 56~100 276.66±26.29 5.17±0.22 84.56±2.34 5.16±0.29 104.32±8.65c 473.21±14.90c P值 P-value 1~55 0.637 0.998 0.977 0.919 0.988 0.452 56~100 0.860 0.625 0.170 0.195 0.005 0.003 交互作用P值 Interaction P-value N-氨甲酰 谷氨酸 NCG 1~55 0.812 0.899 0.952 0.864 0.833 0.539 牛磺酸 Tau 56~100 0.047 0.471 0.137 0.049 0.007 0.041 1~55 0.299 0.872 0.857 0.536 0.961 0.143 56~100 0.867 0.443 0.046 0.704 0.041 0.040 N-氨甲酰 谷氨酸+ 牛磺酸 NCG+Tau 1~55 0.466 0.929 0.688 0.781 0.779 0.948 56~100 0.092 0.438 0.021 0.457 0.057 0.005 同列数据肩标相同小写字母或无字母表示差异不显著(P＞0.05)，相邻小写字母表示差异显著(P＜0.05)，相间小写字母表示差异极显著(P＜0.01)。下表同。 In the same column,values with the same small or no letter superscripts mean no significant difference (P＞0.05),while with adjacent small letter superscripts mean significant difference (P＜0.05),and with alternate small letter superscripts mean significant difference (P＜0.01). The same as below.

表 2 饲粮添加NCG与Tau对公猪精液参数及性欲的影响 Table 2 Effects of dietary NCG and Tau on semen parameters and libido of breeding boars

主效应分析结果表明，试验1~55 d，饲粮添加NCG、Tau或NCG+Tau对采精量、精子密度、精子活力、精子畸形率、射精反应时间和射精持续时间均无显著影响(P>0.05)。试验56~100 d，饲粮中添加NCG可显著提高公猪采精量(P＜0.05)，显著降低精子畸形率(P＜0.05)，极显著降低射精反应时间(P＜0.01)。饲粮中添加Tau或NCG+Tau可显著提高精子活力(P＜0.05)，显著降低射精反应时间(P＜0.05)。饲粮中添加NCG或Tau可显著延长射精持续时间(P＜0.05)，饲粮中添加NCG+Tau可极显著延长射精持续时间(P＜0.01)。

由表3可见，单因素分析结果表明，与对照组比较，饲粮中添加NCG或NCG+Tau可极显著提高血清FSH含量(P＜0.01)，饲粮中添加NCG+Tau可极显著提高血清LH、T含量(P＜0.01)。

表 3

Table 3

表 3(Table 3)

表 3 饲粮添加NCG与Tau对公猪血清激素指标的影响 Table 3 Effects of dietary NCG and Tau on serum hormone parameters of breeding boars 项目 Items 促卵泡素 FSH/(mIU/mL) 黄体生成素 LH/(mIU/mL) 睾酮 T/(ng/mL) 对照组 Control group 5.31±0.10a 7.60±0.35a 1.87±0.15a N-氨甲酰谷氨酸组 NCG group 5.64±0.14c 8.56±1.13abc 2.06±0.12abc 牛磺酸组 Tau group 5.53±0.17abc 8.47±1.23abc 1.86±0.07abc N-氨甲酰谷氨酸+牛磺酸组 NCG+Tau group 5.64±0.24c 9.50±0.41c 1.91±0.07c P值 P-value 0.022 0.028 0.039 交互作用P值 N-氨甲酰谷氨酸 NCG 0.011 0.022 0.028 Interation 牛磺酸 Tau 0.159 0.035 0.142 P-value N-氨甲酰谷氨酸+牛磺酸 NCG+Tau 0.152 0.934 0.142

表 3 饲粮添加NCG与Tau对公猪血清激素指标的影响 Table 3 Effects of dietary NCG and Tau on serum hormone parameters of breeding boars

主效应分析结果表明，饲粮中添加NCG可显著提高血清FSH和T含量(P＜0.05)，饲粮中添加NCG或Tau可显著提高血清LH含量(P＜0.05)。

由表4可见，单因素分析结果表明，饲粮中添加NCG、Tau及NCG+Tau后， 公猪精浆TP、ALB、IgG、IgA和IgM含量各组间均无显著差异(P>0.05)。

表 4

Table 4

表 4(Table 4)

表 4 饲粮添加NCG与Tau对公猪精浆蛋白含量的影响 Table 4 Effects of dietary NCG and Tau on seminal plasma protein contents of breeding boars g/L 项目 Items 总蛋白 TP 白蛋白 ALB 免疫球蛋白G IgG 免疫球蛋白M IgM 免疫球蛋白A IgA 对照组 Control group 12.73±2.38 1.17±0.09 12.15±1.81 0.55±0.06 1.20±0.18 N-氨甲酰谷氨酸组 NCG group 15.56±1.77 1.36±0.15 11.52±1.12 0.62±0.10 1.34±0.23 牛磺酸组 Tau group 15.32±2.05 1.47±0.14 11.67±1.33 0.63±0.12 1.42±0.48 N-氨甲酰谷氨酸+牛磺酸组 NCG+Tau group 16.35±1.70 1.40±0.26 11.28±1.40 0.63±0.08 1.42±0.33 P值 P-value 0.056 0.069 0.804 0.518 0.692 交互作用P值 Interation P-value N-氨甲酰谷氨酸 NCG 0.046 0.460 0.435 0.442 0.662 牛磺酸 Tau 0.076 0.039 0.583 0.342 0.316 N-氨甲酰谷氨酸+牛磺酸 NCG+Tau 0.326 0.104 0.852 0.390 0.653

表 4 饲粮添加NCG与Tau对公猪精浆蛋白含量的影响 Table 4 Effects of dietary NCG and Tau on seminal plasma protein contents of breeding boars

主效应分析结果表明，饲粮中添加NCG后精浆TP含量显著提高(P＜0.05)，饲粮中添加Tau后精浆ALB含量显著提高(P＜0.05)。饲粮中添加NCG、Tau或NCG+Tau后精浆IgG、IgA和IgM含量均无显著差异(P>0.05)。

由表5可见，单因素分析结果表明，试验1~ 55 d，精浆T-AOC、MDA含量、SOD活性、GSH-Px活性、NO含量各组间差异均不显著(P>0.05)；与对照组相比较，试验56~100 d，饲粮中添加NCG+Tau可极显著提高精浆SOD活性(P＜0.01)。

表 5

Table 5

表 5(Table 5)

表 5 饲粮添加NCG与Tau对公猪精浆抗氧化能力的影响 Table 5 Effects of dietary NCG and Tau on seminal plasma antioxidant capacity of breeding boars 项目 Items 阶段 Phases/ d 总抗氧化能力 T-AOC/ (U/mL) 丙二醛 MDA/ (nmol/mL) 超氧化物歧化酶 SOD/ (U/mL) 谷胱甘肽 过氧化物酶 GSH-Px/(U/mL) 一氧化氮 NO/(nmol/mL) 对照组 1~55 1.14±0.12 1.08±0.10 26.84±2.93a 435.36±24.21 25.50±4.24 Control group 56~100 1.16±0.13 1.14±0.05 26.62±1.66a 437.33±31.74 24.43±2.61 N-氨甲酰谷氨酸组 1~55 1.11±0.11 1.07±0.05 28.36±1.32a 421.23±18.27 23.30±3.19 NCG group 56~100 1.38±0.13 1.11±0.03 30.25±2.26abc 466.69±25.10 22.60±2.19 牛磺酸组 1~55 1.18±0.12 1.07±0.12 27.12±2.67a 422.37±20.30 26.51±4.38 Tau group 56~100 1.25±0.19 1.18±0.04 30.12±1.71abc 417.37±28.62 24.83±3.76 N-氨甲酰谷氨酸+ 牛磺酸组 1~55 1.13±0.08 1.11±0.13 27.86±2.20a 437.45±15.26 22.43±2.48 NCG+Tau group 56~100 1.35±0.19 1.13±0.03 30.88±1.91c 438.04±17.05 21.31±3.53 P值 1~55 0.802 0.893 0.736 0.453 0.297 P-value 56~100 0.163 0.089 0.011 0.062 0.275 交互作用 P值 Interation P-value N-氨甲酰 谷氨酸 NCG 1~55 0.446 0.740 0.302 0.958 0.073 56~100 0.041 0.053 0.020 0.049 0.070 牛磺酸 Tau 1~55 0.540 0.709 0.917 0.858 0.968 56~100 0.705 0.100 0.027 0.055 0.749 N-氨甲酰谷 氨酸+牛磺酸 NCG+Tau 1~55 0.827 0.563 0.717 0.118 0.573 56~100 0.406 0.544 0.111 0.715 0.548

表 5 饲粮添加NCG与Tau对公猪精浆抗氧化能力的影响 Table 5 Effects of dietary NCG and Tau on seminal plasma antioxidant capacity of breeding boars

主效应分析结果表明，试验1~55 d，饲粮中添加NCG、Tau或NCG+Tau对精浆T-AOC、MDA含量、SOD活性、GSH-Px活性、NO含量影响均不显著(P>0.05)；试验56~100 d，饲粮中添加NCG可显著提高精浆T-AOC和GSH-Px活性(P＜0.05)，饲粮中添加NCG或Tau后精浆SOD活性显著提高(P＜0.05)。

下丘脑-垂体-睾丸轴直接调节雄性动物精子生成，下丘脑分泌的促性腺激素释放激素(GnRH)作用于垂体，促进腺垂体远侧部的促性腺细胞分泌FSH和LH，而LH作用于睾丸间质细胞促进T的合成，三者共同调控精子的发生和成熟。Franca等^[8]研究表明，FSH的循环含量可以影响公猪睾丸细胞增殖。Estiennn等^{[9, 10]}和Bilskis等^[11]证明在性欲和采精量上的影响，血清中LH和T的含量与其呈正相关。精子细胞中Tau是主要的游离氨基酸，Arg的含量也很高。通过β-氨基酸转运体系或者半胱氨酸脱酸酶途径，精子细胞可以获得Tau和次牛磺酸，而NCG作为NAG的类似物，可以激活氨甲酰磷酸合酶型1(CPS-1)，促进机体Arg的合成^[12]。在本试验中饲粮单独添加NCG或Tau+NCG联用可以显著提高公猪血清中FSH、LH和T的含量，单独添加Tau可显著提高公猪血清中LH含量；并在试验后期，都对公猪性欲有显著的增强。Frank等^[13]研究发现，外源性NCG的添加提高了机体内Arg的含量。Kohsaka等^[14]研究证明，将Arg注入下丘脑弓形核，可以促进GnRH的分泌，从而调控FSH和LH的分泌。血清中T的含量对公猪性欲影响十分重要，L-精氨酸(L-Arg)可以促进生长激素(GH)的分泌，而GH的作用是通过胰岛素样因子(IGF)介导实现的^[15]。有报道指出，IGF-1可以促进T合成^[16]，从而影响公猪性欲。Yang等^[17]的研究证实，Tau对T在大鼠睾丸间质细胞上的分泌有促进作用，也可以提高老年大鼠的性欲和性能力。试验后期NCG、Tau的添加对公猪血清生殖激素和性欲的影响可能与二者的作用机制有关，但更深入的作用机理以及添加剂量仍有待于进一步研究。

精浆由精囊、尿道球腺、前列腺和附睾的分泌物混合组成，精浆蛋白则主要由精囊腺和前列腺分泌，是精浆的重要组成部分，参与了精子的获能、运动、顶体反应、抗氧化性、免疫应答和受精等诸多生殖事件，在生殖过程中发挥巨大作用^[18]。因此，检测精浆蛋白对分析雄性动物的生精功能具有重要意义。本试验结果显示，饲粮中单独添加Tau可体显著提高公猪精浆ALB含量。周明文等^[19]在尼罗罗非鱼上的研究表明，适量的Tau可以降低机体游离氨基酸含量，促使更多氨基酸用于蛋白质合成，本试验结果与之相似。张建斌等^[20]研究证实，Tau的添加可以提高断奶仔猪外周血T、B淋巴细胞阳性率，提高免疫力。Marcinkiewicz等^[21]报道牛磺酸及其卤化物可以提高免疫力，对局部感染有一定的消炎作用。单独添加NCG可显著提高TP含量。饲粮中添加NCG提高了机体Arg的内源合成，L-Arg是蛋白质的编码氨基酸，所以添加NCG可以提高蛋白质含量。Popovic等^[22]证明，添加L-Arg可增加胸腺大小，提高淋巴细胞增殖活性，影响血液中白细胞比例，并增加巨噬细胞和自然杀伤细胞的活性，增加免疫球蛋白的含量。Frank等^[13]在9日龄哺乳仔猪上的研究表明，灌服NCG可以提高仔猪血浆中Arg的含量，促进机体蛋白质的合成。结合本试验结果，NCG和Tau可以通过促进蛋白质合成和增强机体的免疫力为精子的发生和成熟为提供一个良好环境，从而提高公猪的精液品质。

活性氧簇(ROS)是细胞代谢产物，过量时，细胞内氧化剂和抗氧化剂不平衡，引起氧化应激(OS)，被认为是降低精液质量的主要因素。ROS可直接导致精子膜的不饱和脂肪酸(PURA)发生过氧化反应，造成精子膜流动性损伤，破坏精子尾部的线粒体，阻断能量供应，抑制与精子运动有关的酶的活性，从而影响精子质量。公猪饲粮中单独添加NCG可以显著提高精浆T-AOC、SOD和GSH-Px活性，单独添加Tau可以提高SOD活性，GSH-Px活性有上升趋势。Tau对线粒体内的超氧化物和氧化磷酸化有重要作用^[23]，可以防止超氧化物过多产生，加剧线粒体氧化应激反应^[24]。而NCG可以促进Arg的内源合成。郑萍等^[25]研究证明，饲粮中添加适量Arg可以提高氧化应激模型仔公猪的抗氧化应激能力；何晋等^[26]证实，L-Arg对人脐带内皮祖细胞的氧化应激起到保护作用；Aly等^[27]证明，Tau可以减小硫丹对大鼠造成的睾丸质量下降、精子产量和精子活力降低的伤害，可以提高睾丸组织的抗氧化能力，能提高SOD、GSH-Px活性。本试验结果表明，添加NCG和Tau可以提高公猪精浆SOD、GSH-Px活性，降低MDA的含量，总体上提高了整个机体的抗氧化性能，从而改善公猪的精液品质，结合已有的NCG和Tau对其他动物及人的抗氧化性及精液品质的研究，可以认为NCG和Tau对公猪精浆抗氧化性能的作用机理与已知的研究存在紧密联系，本试验首次证实了NCG与Tau对公猪体内OS的缓解作用。

① 公猪饲粮中添加NCG、Tau可以促进蛋白质合成，提高精浆抗氧化性能，从而提高精液品质。

② 公猪饲粮中添加NCG、Tau可以促进生殖激素分泌，进而提高公猪的性欲。

③ 公猪饲粮中添加NCG、Tau对其精液品质有互作效应，推荐二者共同添加。