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母体营养决定了早期胚胎生长和胎儿的发育。胎儿健康的改变与成年后期慢性疾病的发展密切相关。子宫内生长迟缓(IUGR)给养猪生产和人类健康都带来了很大影响。蛋白质合成对动物早期生长很重要。在人类及啮齿类动物中,亮氨酸可以调节激素分泌,刺激骨骼肌和其他组织中的蛋白质合成,但有关亮氨酸对IUGR仔猪生长发育和营养调控方面的研究鲜见报道。为此,本论文以IUGR仔猪为研究对象,选择亮氨酸为试验材料,旨在研究日粮亮氨酸水平对IUGR生长发育的调控作用及相关机理,为不同初生重仔猪营养调控研究提供参考依据。本文分为以下四个部分:1亮氨酸对IUGR仔猪生产性能、蛋白质代谢相关指标的影响试验一选择14日龄选择NBW和IUGR仔猪,分为4组,每组8头仔猪,试验中亮氨酸设两个水平,具体分组如下:1)NC组:正常体重仔猪饲喂基础日粮(日粮中亮氨酸最终含量为1.45%);2)NL组:正常体重仔猪日粮中额外补充0.35%亮氨酸(日粮中亮氨酸最终含量为1.8%);3)IC组:IUGR仔猪饲喂基础日粮(日粮中亮氨酸最终含量为1.45%):4)IL组:IUGR仔猪日粮中额外补充0.35%亮氨酸(日粮中亮氨酸最终含量为1.8%)。至35日龄时,试验结束屠宰取样,计算每组每头仔猪平均日采食量、平均日增重和饲料利用率,测定每头仔猪免疫器官重、血清中生化指标含量、血清游离氨基酸和激素水平、血清中消化酶含量。结果表明:(1)日粮添加亮氨酸可显著提高IUGR仔猪末重(P<0.05)、平均日增重(P<0.05)以及平均日采食量(P<0.05);(2)IUGR仔猪心脏、肾脏绝对重量显著低于正常出生重仔猪(P<0.05),在日粮中添加亮氨酸后,可使IUGR仔猪肝脏绝对重量和相对重量显著升高(P<0.05);(3)IUGR仔猪血清亮氨酸和缬氨酸含量显著低于正常仔猪(P<0.05),在日粮中添加亮氨酸后,可使IUGR仔猪血清亮氨酸、蛋氨酸和苯丙氨酸含量显著升高(P<0.05),异亮氨酸和赖氨酸含量显著降低(P<0.05);(4)日粮中添加亮氨酸后,可使IUGR仔猪血清中总蛋白含量在试验开始后第21天显著升高(P<0.05),第7、14、21天尿素氮含量显著降低(P<0.05);(5)与正常仔猪相比,IUGR仔猪在试验开始后第21天的血清ALP和GPT活性显著降低(P<0.05)。在日粮中添加亮氨酸后,试验开始时和试验开始后第21天的IUGR仔猪血清ALP和GPT活性及第7天的IUGR仔猪血清GOT活性均得到显著提高(P<0.05);(6)IUGR仔猪日粮中补充亮氨酸显著提高了其体内瘦素水平(P<0.05),皮质醇浓度显著降低(P<0.05);(7)与正常仔猪相比,IUGR仔猪血清中溶菌酶活性和C3水平显著降低(P<0.05)。在日粮中添加亮氨酸后,可使IUGR仔猪血清中溶菌酶活性、C3和C4水平均显著升高(P<0.05)。2亮氨酸对IUGR仔猪体内蛋白质沉积相关指标的影响试验设计同试验一。测定NBW和IUGR仔猪组织中单位以及总RNA、DNA含量,并计算组织中RNA/DNA。结果表明:(1)日粮添加亮氨酸后,脾脏组织中RNA含量显著降低(P<0.05),而骨骼肌组织中RNA含量显著增加(P<0.05);(2)与正常仔猪相比,IUGR仔猪肝脏和脾脏组织中DNA含量显著升高(P<0.05)。日粮添加亮氨酸后,IUGR仔猪心脏组织中DNA含量得到显著提高(P<0.05);(3)与正常仔猪相比,IUGR仔猪心脏、肝脏、肾脏和胰腺组织中总RNA含量显著降低(P<0.05)。日粮添加亮氨酸后,IUGR仔猪内脏组织中总RNA含量无显著影响(P>0.05);(4)与正常仔猪相比,IUGR仔猪心脏、肝脏、肾脏和胰腺组织中总DNA含量显著降低(P<0.05)。日粮添加亮氨酸后,IUGR仔猪内脏组织中总DNA含量无显著影响(P>0.05);(5)与正常仔猪相比,IUGR仔猪肝脏和骨骼肌组织中RNA/DNA显著降低。日粮添加亮氨酸后,IUGR仔猪心脏和脾脏组织中RNA/DNA显著降低(P<0.05),肝脏和骨骼肌组织中RNA/DNA显著升高(P<0.05)。3亮氨酸对IUGR仔猪蛋白质代谢的调控机制研究试验设计同试验一。测定NBW和IUGR仔猪的肝脏和骨骼肌组织中蛋白质合成、降解相关基因的表达,同时测定肝脏和骨骼肌中mTOR、S6K1蛋白及其磷酸化水平表达。结果表明:(1)与正常仔猪相比,IUGR仔猪骨骼肌mTORmRNA表达量显著下降(P<0.05)。在日粮中添加亮氨酸后,可使IUGR仔猪骨骼肌S6K1和4EBP-1 mRNA表达量显著上调(P<0.05);(2)与正常仔猪相比,IUGR仔猪肝脏S6K1 mRNA表达量显著下调(P<0.05)。在日粮中添加亮氨酸后,可使IUGR仔猪肝脏S6K1、4EBP-1和mTORmRNA表达量显著上调(P<0.05);(3)与正常仔猪相比,IUGR仔猪骨骼肌MuRF-1和MAFbxmRNA表达量显著上调(P<0.05)。在日粮中添加亮氨酸后,可使IUGR仔猪肝脏MAFbx和FOXO-1 mRNA表达量显著下调(P<0.05);(4)与正常仔猪相比,IUGR仔猪骨骼肌MAFbxmRNA表达量显著下调(P<0.05),FOXO-3mRNA表达量显著上调(P<0.05)。在日粮中添加亮氨酸后,可使IUGR仔猪肝脏MAFbxmRNA表达量显著上调(P<0.05);(5)与正常仔猪相比,IUGR仔猪骨骼肌中S6K1蛋白及其磷酸化水平显著下降(P<0.05)。在日粮中添加亮氨酸后,可使IUGR仔猪骨骼肌中mTOR和S6K1蛋白表达及磷酸化水平显著升高(P<0.05),正常仔猪肝脏中mTOR蛋白表达及磷酸化水平显著升高(P<0.05)。4亮氨酸对IUGR仔猪胰岛素信号通路相关基因的影响试验设计同试验一。计算NBW和IUGR仔猪平均每日蛋白、脂肪和能量摄入量,测定血清中葡萄糖和胰岛素水平、脂代谢指标,分析肝脏中胰岛素信号通路和葡萄糖代谢相关基因的表达。结果表明:(1)IUGR仔猪在试验期间总增重显著低于正常仔猪(P<0.05),在试验开始后的第一周,NC组增重显著高于其他各组(P<0.05);试验开始后的第二周,IUGR组增重显著低于正常仔猪(P<0.05);试验开始后的第三周,IC组增重显著低于其他各组(P<0.05)。试验期间,NC组每天的蛋白质摄入量显著高于其他各组(P<0.05),IC组仔猪蛋白质摄入量在所有试验组中最低(P<0.05);(2)与正常仔猪相比,IUGR仔猪在试验开始后第0d、7d、14d和21d血清中葡萄糖和胰岛素水平显著降低(P<0.05)。日粮中补充亮氨酸显著提高IUGR仔猪血清第7d、14d和21d血清葡萄糖和胰岛素水平(P<0.05);(3)与正常仔猪相比,IUGR仔猪第7d血清胆固醇和第21d血清肌酐水平显著降低(P<0.05),第7d血清甘油三酯水平显著升高(P<0.05),对其他时间段血清脂代谢相关指标无显著影响。日粮添加亮氨酸可显著增加IUGR仔猪第0d血清甘油三酯和第21d血清肌酐水平(P<0.05);(4)与正常仔猪相比,IUGR仔猪肝脏IRS-1、IRS-2、PIK3CG、PRKAG的表达量显著上调(P<0.05),而肝脏PRKCZ的表达量显著下调(P<0.05)。日粮中添加亮氨酸可显著上调IUGR仔猪肝脏IRS-2、PIK3CG、PRKAG的表达量(P<0.05);(5)与正常仔猪相比,IUGR仔猪肝脏GYS-1、GLUT-2和GLUT-4的表达量显著下调(P<0.05),而肝脏GCK、GSK3A、G-6-P的表达量无显著变化。日粮添加亮氨酸后,IUGR仔猪肝脏GCK、GYS-1、G-6-P、GLUT-2的表达量显著上调(P<0.05),肝脏GSK3A的表达量显著下调(P<0.05)。综上所述,得出以下结论:(1)亮氨酸可以提高IUGR仔猪的增重,改善了 IUGR仔猪氨基酸代谢能力,促进了 IUGR仔猪的蛋白质利用,刺激体内激素的分泌,提高IUGR仔猪免疫功能。(2)亮氨酸能够提高IUGR仔猪骨骼肌单位组织中RNA浓度、肝脏总RNA浓度以及肝脏和骨骼肌组织中RNA/DNA值,从而促进IUGR仔猪体内组织蛋白质合成。(3)补充亮氨酸刺激IUGR仔猪骨骼肌mTOR和S6K1蛋白质的磷酸化,能延缓IUGR仔猪骨骼肌蛋白的降解,通过mTOR信号通路对IUGR仔猪蛋白质代谢进行调控。(4)补充亮氨酸,改善IUGR仔猪肝脏脂质代谢和葡萄糖代谢。同时也促进胰岛素信号传导和机体营养物质的代谢。