2. 湖南师范大学生命科学学院, 动物营养与人体健康实验室, 长沙 410081;
3. 江西农业大学动物科技学院, 南昌 330045
2. Animal Nutrition and Hunan Health Laboratory, School of Life Sciences, Hunan Normal University, Changsha 410081, China;
3. College of Animal Science, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China
妊娠后期母体和胎儿的代谢加快，自由基的产生增加[1]，这可导致母体脂质和蛋白质的过氧化，并损伤正常内皮细胞的功能[2]，进而影响胎盘的功能[3]，阻碍胎儿在子宫内发育和引发流产[4-5]，降低母猪利用年限[6]。维生素E是一种具有抗氧化功能的重要营养素，其与硒具有协同抗氧化作用[7]。有研究报道，妊娠母猪饲粮中添加维生素E可提高母猪繁殖效率[8], 增强母猪机体抗氧化能力[9]。维生素E作为一种脂溶性的抗氧化剂，主要在生物膜上与活性氧(reactive oxygen species, ROS)自由基及脂肪酸过氧化氢自由基发生反应，通过产生稳定的过氧化氢和生育酚自由基，阻断生物膜中过氧化物的形成，发挥抗氧化功能[10]。吡咯喹啉醌(pyrroloquinoline quinone, PQQ)是20世纪70年代发现的一种氧化还原酶的辅酶，具有促生长、抗氧化、激活免疫等多种生理功能[11]，其抗氧化功能尤为显著。PQQ可直接清除机体内产生的氧和羟自由基，其清除自由基能力较抗坏血酸高50~100倍，且能够提高机体抗氧化酶活性[12]；PQQ可防止线粒体氧化应激导致的脂质和蛋白质过氧化损伤[12-13]。Killgore等[14]和Smidt等[15]研究发现，PQQ对哺乳动物繁殖性能也有提高作用，给小鼠饲喂缺乏PQQ的饲粮，雌鼠繁殖性能下降。目前关于PQQ的研究多集中在微生物、鼠和鸡以及体外试验上，未见母猪上应用的相关报道。本试验通过比较PQQ与维生素E和有机硒对围产期母猪繁殖性能和抗氧化功能的影响，旨在为母猪围产期的饲养策略提供参考。
1 材料与方法 1.1 试验材料PQQ由微生物发酵制成，纯度≥99.9%，由上海医学生命科学研究中心提供；维生素E(DL-α-生育酚乙酸酯，粉剂，有效含量50%)由荷兰DSM公司提供，有机硒(酵母硒，硒含量0.2%)由美国Alltech公司提供。
1.2 试验设计及饲粮试验地点设在福建省漳州市傲农现代农业开发有限公司的种猪场。选取胎次(第3胎)、体重[(300±15) kg]接近的妊娠90 d大约克夏母猪40头，随机分为2组，分别为对照组和试验组，每组20头。母猪采用单栏饲喂。
基础饲粮为玉米-豆粕型饲粮，参照美国NRC(2012)[16]设计，基础饲粮组成及营养水平见表 1。对照组饲粮设计为：在基础饲粮中添加维生素E 60 mg/kg(有效含量)和酵母硒0.20 mg/kg(硒含量)；试验组饲粮为：在基础饲粮中添加1 mg/kg PQQ。试验时间为妊娠第90天至分娩后第7天。
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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) |
试验期间，每天07:30和15:00饲喂母猪，每头母猪饲喂3 kg，自由饮水。母猪分娩前第3天进入产房饲养，母猪生活区和仔猪活动区均为漏缝地板，栏内设仔猪保温箱，产前第1~2天饲喂2.0 kg，产仔当天不喂料，产后第1天饲喂0.5 kg，第2天饲喂3.0 kg，产后第3天喂料4.0 kg，产后第4~7天饲喂4.5 kg。饲养管理和防疫制度严格按照标准的商品母猪饲养管理流程进行。
1.3 样品采集母猪分娩当天，采集每头母猪所产9头仔猪脐带血，以初生时间相近的3头仔猪脐带血作为1个检测样本，共采集3个样本(每头10 mL，每个样本30 mL)；产后第8天09:00对空腹的试验母猪经前腔静脉采血10 mL。将所采集的血液样品4 ℃静置30 min，3 500 r/min离心15 min，收集上清液即血清，将所收集血清分装在1.5 mL离心管中，-20 ℃保存待测。
1.4 生产性能指标测定产仔当天分别记录每头母猪的产仔数、产活仔数、产程(首个仔猪产出到胎衣排出的时间间隔)，并称量仔猪初生窝重和平均初生重，于产后第8天称量仔猪窝重，并计算产后7 d仔猪平均日增重。
1.5 母猪、仔猪血清抗氧化功能测定按试剂盒说明测定母猪和仔猪血清总抗氧化能力(T-AOC)、总超氧化物歧化酶(T-SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)活性及还原型谷胱甘肽(GSH)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)和丙二醛(MDA)含量。试剂盒均购自南京建成生物工程研究所。
1.6 统计分析试验数据以平均值±标准差表示，采用SPSS 19.0统计软件的t检验法进行组间差异显著性比较，P＜0.05为差异显著。
2 结果 2.1 饲粮添加PQQ对围产期母猪繁殖性能的影响由表 2可知，饲粮添加PQQ对母猪产程、产仔数、产活仔数及仔猪初生窝重、仔猪平均初生重和产后7 d仔猪平均日增重无显著影响(P＞0.05)，与对照组相比，围产期饲粮中添加PQQ母猪产仔数提高4.5%，母猪产活仔数提高1.4%，仔猪初生窝重提高6.14%，仔猪平均初生重提高3.62%，产后7 d仔猪平均日增重提高21.42%。
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表 2 饲粮添加PQQ对围产期母猪繁殖性能的影响 Table 2 Effects of dietary PQQ supplementation on reproductive performance of sows in perinatal period |
由表 3和表 4可知，与对照组相比，围产期饲粮中添加PQQ显著提高了初生仔猪及母猪血清T-SOD、GSH-Px活性及GSH含量(P＜0.05)，显著降低了初生仔猪及母猪血清MDA含量(P＜0.05)，对初生仔猪及母猪血清CAT活性、T-AOC和GSSG含量无显著影响(P＞0.05)。
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表 3 饲粮添加PQQ对初生仔猪血清抗氧化功能的影响 Table 3 Effects of dietary PQQ supplementation on serum antioxidant indices of new-born piglets |
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表 4 饲粮中添加PQQ对围产期母猪血清抗氧化功能的影响 Table 4 Effects of dietary PQQ supplementation on serum antioxidant indices of sows in perinatal period |
因条件所限，本试验未能设不添加PQQ或维生素E和有机硒的空白对照组，而将添加维生素E和有机硒的对照组饲粮设计为常规的商品母猪饲粮水平，试验组则为添加了PQQ的饲粮，二者相比较的结果对生产应用具有一定的参考价值。维生素E和有机硒同时添加，具有协同抗氧化作用[17]，是维持哺乳动物生长发育所必不可少的营养素，维生素E可提高机体免疫力[18]，维持胎盘生物膜的完整性，促进卵巢机能，增加卵泡黄体细胞数量，提高动物繁殖性能[19]；而PQQ是目前发现的抗氧化能力最强的物质[12]。本试验结果表明，饲粮中添加1 mg/kg PQQ相比, 维生素E(60 mg/kg)和有机硒(0.20 mg/kg)组合添加在母猪生产实践中更具优势，作者以为，继续深入研究PQQ在母猪生产上的应用价值及其适宜添加水平，对提高母猪繁殖性能是有裨益的。
机体抗氧化功能是反映动物健康程度的重要指标之一。在正常的生理条件下，机体内既有自由基生成，同时又有自由基被清除，机体内的自由基数量应处于某种动态平衡。母猪妊娠后期乳腺发育和胎儿生长速度加快，机体营养物质代谢加速。有报道显示，妊娠第110天的母猪体内DNA氧化损伤程度显著高于妊娠第30天，血浆β-胡萝卜素和α-生育酚的浓度低于妊娠第30天[20]，这表明妊娠后期母猪机体代谢所产生的氧化应激水平远高于妊娠前期。因此，本试验采用妊娠后期的经产母猪作为试验动物，比较了PQQ作为一种抗氧化剂，是否能具有与维生素E和有机硒组合相当的抗氧化功效。试验结果表明，与对照组相比，妊娠后期添加PQQ显著提高了母猪和初生仔猪血清T-SOD、GSH-Px活性及GSH含量，显著降低了母猪和初生仔猪血清中MDA含量，这表明PQQ在体内可能具有效率更高的抗氧化途径。
超氧化物歧化酶(SOD)和GSH-Px是机体内主要的抗氧化酶。本试验结果表明，饲粮中添加PQQ不仅提高了上述2种抗氧化酶的活性，而且还降低了氧化产物MDA的含量，这与徐磊等[13]、孙丽敏等[21]和赵芹[22]的研究结果一致。PQQ在体内抗氧化机理可能是通过减少细胞内氧化应激，激活线粒体合成修复路径、增加线粒体合成，维持线粒体功能稳定。赵芹[22]和Barhwal等[23]研究发现，PQQ可增加过氧化物酶体增殖活化受体γ共激活因子-1α(peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator-1α, PGC-1α)基因的表达，直接清除ROS，并能促进核呼吸因子-1(nuclear respiratory factor 1, NRF-1) 和促进核呼吸因子-2(nuclear respiratory factor 2, NRF-2) 基因的表达，与抗氧化反应元件(antioxidant responsive element, ARE)相结合，促进SOD、CAT、GSH-Px等抗氧化酶基因的转录和表达，实现其抗氧化功能；此外Taira等[24]报道，PQQ还能增强细胞调控能力，增加帕金森病蛋白7基因编码蛋白DJ-1的合成以增强线粒体修复功能；PQQ可激活NRF-2促进相关抗氧化酶表达以清除ROS，防止机体氧化损伤[25-26]。维生素E与ROS自由基及脂肪酸过氧化氢自由基发生反应，通过产生稳定的过氧化氢和生育酚自由基，阻断生物膜中过氧化物的形成，发挥其抗氧化功能[10]。与维生素E不同的是，PQQ不仅能直接清除生物膜中的自由基，防止脂质过氧化，还能通过调控一系列参与抗氧化反应的酶和因子，达到阻止细胞内氧化损伤的作用，这可能是PQQ抗氧化功能优于维生素E和有机硒组合的原因。
胎儿与母体通过胎盘进行营养物质、代谢产物、生物活性物质等的交换，胎盘通过血液循环以满足胎儿生长发育所需的养分[27]。因此，脐带血中的抗氧化功能在一定程度上反映初生仔猪的抗氧化状态。维生素E通过胎盘由母猪转运至胎儿的量非常有限，初生仔猪必须依赖初乳和常乳以满足它对维生素E的需要[28]。本试验中，PQQ组仔猪脐带血血清抗氧化功能的变化趋势与母猪血清抗氧化功能的变化趋势一致，这表明由PQQ所影响的母猪抗氧化状态，可传导至仔猪机体，这可能是PQQ不同于维生素E和有机硒发挥抗氧化作用的另一不同之处。郭艺璇等[29]报道，给妊娠母猪饲粮中添加适宜水平的姜粉，初生仔猪和母猪血清GSH含量均有提高的趋势。龙次民等[30]在妊娠母猪饲粮中添加壳寡糖，妊娠母猪及初生仔猪体内抗氧化功能均得到改善。上述结果表明，通过妊娠母猪阶段的饲粮营养调控能使初生仔猪拥有一个健康的开始，为今后母仔猪一体化营养调控的研究提供了思路。
4 结论围产期母猪饲粮中添加1 mg/kg PQQ，与添加维生素E(60 mg/kg)和有机硒(0.20 mg/kg)组合相比，对母猪繁殖性能无显著影响，且能显著增强母猪及初生仔猪血清抗氧化功能。
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