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随着饲用抗生素禁用,国际蛋白原料价格激增,我国亟待研发无抗生素低蛋白的断奶仔猪饲料。断奶应激引起仔猪的肠道形态急剧变化,进而导致肠道功能紊乱,所以迫切需要维生素、氨基酸等基础营养素进行调控。叶酸是影响细胞增殖的关键因子,在动物的生长、代谢、蛋白质沉积和组织合成中起重要作用;蛋氨酸和缬氨酸在促进肠道细胞增殖,加速肠黏膜的更新和再生,促进肠道健康等方面起着关键作用。在无抗生素低蛋白日粮的条件下,本研究通过阐明断奶仔猪的肠上皮细胞的更新规律,旨在揭示叶酸、蛋氨酸与含硫氨基酸的比例、缬氨酸等几种营养素对断奶仔猪的小肠形态和肠上皮细胞更新的调控。试验一:本试验旨在探究断奶应激对仔猪小肠形态的影响和肠上皮细胞更新的变化规律。按体重相近(6.55±0.15 kg)和公母各半的原则随机分为5组,每组8个重复,每个重复1头仔猪。分别在断奶后第0、1、3、7和14天采样。通过检测小肠绒毛形态结构变化,肠上皮细胞增殖,分化和脱落等指标,采用正交多项式分析建立曲线方程。结果显示,仔猪断奶0~14天内十二指肠、空肠和回肠的绒毛高度(VH)、绒毛宽度(VW)和绒毛隐窝比(VH/CD)发育趋势表现为二次方曲线变化。十二指肠、空肠和回肠的隐窝中Ki67阳性细胞的数量在断奶第1和3天显著减少(P<0.001),在断奶第7和14天逐渐恢复。然而,空肠的细胞脱落率在断奶第7天显著增加(P<0.05);仔猪肠上皮细胞数量,在断奶第1天十二指肠中显著减少,随后逐渐增加(P<0.001);在断奶第7天回肠中显著降低(P<0.05),第14天恢复。该研究结果表明断奶仔猪小肠的VH、CD和VW均受断奶后日龄的影响,其中仔猪的VH在断奶第6天的数值最低,第14天基本上恢复断奶前的水平。空肠VH的急剧下降可能是由于肠上皮细胞的脱落率增加和隐窝细胞的增殖减少共同所致。试验二:本试验旨在评估添加不同水平的叶酸对断奶仔猪肠道形态和肠上皮细胞更新的影响。将28只断奶仔猪(均重6.73±0.62 kg)随机分配到4组(添加叶酸0、3、9和18 mg/kg),每组7个重复,每个重复1头仔猪,试验期14天。结果表明,添加叶酸可显著改善仔猪空肠的VH、VH/CD和绒毛表面积(VSA)(P<0.05)。二次折线回归分析,仔猪日增重(ADG)、血清尿素氮含量(BUN)、VH、VSA和血清叶酸浓度(SF)分别与日粮叶酸浓度呈线性响应。此外,添加叶酸可显着提高断奶仔猪空肠黏膜的乳糖酶和蔗糖酶活性(P<0.05)。空肠黏膜上SLC6A19、SLC7A1和TNF-αm RNA的表达水平、Ki67阳性细胞数和细胞脱落率均与叶酸浓度呈线性相关(P<0.05)。该研究结果表明,补充叶酸可以通过减少肠上皮细胞的脱落率,维持上皮细胞更新的平衡来改善断奶仔猪的生产性能和空肠绒毛形态。试验三:本试验旨在评估不同蛋氨酸与含硫氨基酸比例(Met:SAA)对断奶仔猪肠道形态和功能的影响。将24头断奶仔猪(公猪,均重10.46±0.34 kg)随机分为3个组,每组Met:SAA的添加比例分别为0.51(BD,基础日粮)、0.41(L-MR,低蛋氨酸比例)和0.61(H-MR,高蛋氨酸比例)。每组8个重复,每个重复1头仔猪,试验周期28天。结果显示,与BD组相比,H-MR组的平均日采食量显著降低(P<0.05)。L-MR组上调了空肠黏膜中SNAT2和SLC7A7的表达水平,并下调了SLC7A9的表达水平;HMR组下调了回肠黏膜中SLC7A7的相对表达水平(P<0.05)。与BD组和H-MR组相比,L-MR组显著上调了十二指肠黏膜ZO-1,空肠黏膜Claudin-1和ZO-1的相对表达水平(P<0.05)。本试验结果表明,BD(0.51)对仔猪的生产性能最优;L-MR(0.41)在断奶应激慢性恢复期,对仔猪有补偿生长作用,能上调十二指肠和空肠紧密连接蛋白和氨基酸转运载体表达水平,从而增强肠道屏障功能和氨基酸的转运效率。试验四:本试验旨在评估缬氨酸(Val)对断奶仔猪的肠道形态和功能的影响。将144头断奶仔猪(均重8.64±0.41 kg)随机分为3组,基础日粮组(BD组,日粮的粗蛋白(CP)17%),0.15%V组(CP 16%+0.15%Val)和0.25%V(CP 15%+0.25%Val),每组6个重复,每个重复8头仔猪,试验周期28天。结果显示,与BD组相比,0.15%V组在ADG、ADFI和料重比均无显著差异;0.25%V组的仔猪ADG和ADFI显著降低(P<0.05);0.15%V组十二指肠,空肠和回肠的VH、CD和VSA均无显著差异;然而0.15%V和0.25%V组的十二指肠VW显著降低(P<0.05)。三组间的十二指肠和空肠黏膜氨基酸转运载体、紧密连接蛋白和炎症因子的m RNA表达水平都没有显著差异。本试验结果表明,在低蛋白日粮中添加0.15%的晶体缬氨酸替代1%的粗蛋白,能基本维持断奶仔猪的小肠形态,进而维持生产性能。综上所述,本论文发现了断奶仔猪小肠的VH、CD和VW均受断奶后日龄的影响,其中仔猪的VH在断奶第6天的数值最低,第14天基本上恢复断奶前的水平。断奶仔猪空肠VH的急剧下降可能是由于肠上皮细胞的脱落率增加和隐窝细胞的增殖减少共同所致。从细胞生物学层面揭示了早期断奶应激对仔猪肠道形态变化的影响。日粮中添加叶酸可调节空肠上皮细胞的更新来维持空肠形态和黏膜酶活性。L-MR(0.41)有助于改善断奶仔猪肠屏障功能和氨基酸转运蛋白用于仔猪补偿性生长。补充0.15%的晶体缬氨酸到蛋白限制的日粮中能维持断奶仔猪的小肠形态,进而维持生产性能。