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母猪繁殖效率低是制约我国生猪高效生产的瓶颈。后备母猪情期启动受阻及卵泡发育质量不佳是导致母猪淘汰的主要因素之一。因此,改善后备母猪卵泡发育促进母猪繁殖潜力的充分发挥具有重要实践意义。生产中后备母猪饲喂体系是以育肥猪为模型构建,遵循“少喂勤添”、“自由采食”等原则,目的在于提高后备母猪生长成绩,然而该饲喂模式可能并不利于后备母猪繁殖潜力的充分发挥。近年来研究发现,等采食量下降低饲喂频率有利于育肥猪代谢健康。机体代谢与繁殖活动紧密联系,但饲喂频率是否影响后备母猪卵泡发育及其繁殖性能尚待证实。雌性情期启动受下丘脑促性腺激素释放激素（Gonadotropin-Releasing Hormone,GnRH）的调节,但饲喂频率能否影响母猪下丘脑GnRH的分泌仍不清楚。不同饲喂频率的实质是动物处于禁食的时长不同,肝脏作为感受外界营养信号的主要器官,其分泌的成纤维细胞因子21（Fibroblast growth factor 21,FGF21）是禁食时机体最显著的内分泌信号,但肝脏FGF21是否参与饲喂频率调节雌性繁殖性能尚未见报道。因此,本研究围绕“饲喂频率是否调节后备母猪代谢和卵泡发育及其对雌性繁殖性能的影响机制”这一科学问题,从代谢与繁殖性能两个角度去解析饲喂频率对后备母猪代谢与繁殖性能的影响机制。试验一饲喂频率对后备母猪代谢及卵泡发育的影响研究本试验以36头150日龄、体重75 kg的LY后备母猪为模型,重点考察不同饲喂频率对后备母猪代谢及卵泡发育的影响。后备母猪随机分为3组,等采食量下,每天分别饲喂1次,饲喂2次和饲喂6次,结果发现:（1）降低饲喂频率提高后备母猪平均日增重（T1 vs T6=701.5 g vs 653.4 g,P＜0.05）,与T6组母猪相比,降低饲喂频率增加后备母猪（T1组）末期体重（+4.9 kg,P＜0.05）,但降低饲喂频率对后备母猪背膘厚影响无显著差异（P＞0.05）;（2）与T6组母猪相比,降低饲喂频率显著提高T1组母猪NDF的消化率（P＜0.05）,与T6组或T2组母猪相比,降低饲喂频率增加T1组母猪肠道中乙酸和SCFAs的累计产生量（P＜0.05）;（3）与T6组或T2组母猪相比,降低饲喂频率显著降低T1组母猪尿液中氮含量（P＜0.05）,提高T1组后备母猪氮的生物学利用率（P＜0.05）;（4）与T6组或T2组母猪相比,降低饲喂频率改善母猪餐后营养物代谢过程,提高T1组母猪餐后血液中胰岛素浓度（P＜0.05）,降低母猪餐后血糖浓度（P＜0.05）,促进组织和器官对葡萄糖的摄取;与T6组或T2组母猪相比,降低饲喂频率降低T1组母猪血液中α-氨基氮和尿素浓度（P＜0.05）,促进母猪血液中游离氨基酸在靶器官沉积;（5）与T6组或T2组母猪相比,降低饲喂频率提高T1组母猪血液中FGF21浓度（P＜0.05）,但降低饲喂频率对母猪血液中IGF-1和瘦素浓度影响差异不显著（P＞0.05）;（6）降低饲喂频率对后备母猪初情日龄、初情体重和初情背膘厚影响无显著差异（P＞0.05）,但与T6组和T2组母猪相比,降低饲喂频率提高T1组母猪第三情期第18天血液中LH浓度（P＜0.05）,但对血液中FSH浓度影响无显著差异（P＞0.05）;（7）与T6组母猪相比,降低饲喂频率增加T1组母猪生长卵泡数和黄体数（P＜0.05）;（8）与T6组母猪相比,降低饲喂频率显著提高T1组母猪第三情期第19天血液中雌激素浓度（P＜0.05）;与T6组母猪相比,降低饲喂频率提高T1组母猪卵巢卵母细胞与卵丘细胞复合物中雌激素合成（CYP11a,STAR和3β-HSD）和卵母细胞发育（BMP15和GDF9）相关基因的相对表达量（P＜0.05）。以上结果表明,等采食量下降低饲喂频率提高后备母猪生长性能,改善母猪餐后营养物质代谢过程,提高母猪对营养物的利用率。不同饲喂频率不影响后备母猪初情启动,但降低饲喂频率提高母猪排卵前血液中LH浓度,促进后备母猪卵泡发育和卵母细胞成熟。同时,降低饲喂频率提高血液中FGF21水平可能参与饲喂频率调节后备母猪代谢与卵泡发育。试验二饲喂频率对雌性繁殖力的调控效应研究由试验一可知降低饲喂频率促进后备母猪卵泡发育,但其机制仍不清楚。因此,试验二以雌性小鼠为模型,重点考察饲喂频率对雌性繁殖性能的影响及其可能机制。因不同动物采食习性不同,本试验中不同的饲喂频率通过间歇性饲喂来实现（小鼠每天10 h自由采食,剩余14 h则禁食）。试验采用2×2因子设计,分别饲喂正常日粮或高脂日粮,同时采取自由采食或间歇性饲喂。结果如下:（1）与正常日粮自由采食小鼠相比,高脂日粮自由采食显著增加小鼠的累计能量摄入量（P＜0.05）,但在正常日粮或高脂日粮情况下,与自由采食组小鼠相比,间歇性饲喂对小鼠累计能量摄入量影响无显著差异（P＞0.05）;（2）在正常日粮下,间歇性饲喂对小鼠体增重和葡萄糖的清除速率影响无显著差异（P＞0.05）,但高脂日粮下,与自由采食组小鼠相比,间歇性饲喂降低小鼠体增重（P＜0.05）,提高小鼠葡萄糖的清除速率（P＜0.05）;（3）高脂日粮下,与自由采食组小鼠相比,间歇性饲喂缓解高脂日粮引起的小鼠情期循环紊乱（P＜0.05）;（4）与正常日粮自由采食组小鼠相比,高脂日粮自由采食组小鼠卵巢有腔卵泡数和黄体数下降（P＜0.05）;与自由采食相比,间歇性饲喂促进小鼠卵泡发育,增加小鼠卵巢有腔卵泡数和黄体数（P＜0.05）;（5）与正常日粮自由采食组小鼠相比,高脂日粮自由采食显著降低小鼠累计产仔数（P＜0.05）;正常日粮下,与自由采食组小鼠相比,间歇性饲喂提高雌鼠第二胎和累计产仔数,缩短雌鼠产仔间隔（P＜0.05）;高脂日粮下,间歇性饲喂提高雌鼠第一至三胎和累计产仔数,缩短雌鼠产仔间隔（P＜0.05）;（6）与自由采食组小鼠相比,间歇性饲喂缓解高脂日粮引起的FGF21分泌紊乱（P＜0.05）,发情前期血液中FGF21浓度显著高于发情间期（P＜0.05）;在正常日粮或高脂日粮下,间歇性饲喂组小鼠在发情前期和发情间期血液中IGF-1、瘦素和脂联素浓度无显著差异（P＞0.05）;（7）间歇性饲喂显著提高小鼠下丘脑GnRH的表达（P＜0.05）,促进促性腺激素的释放（P＜0.05）,但对下丘脑Kiss-1基因的表达影响无显著差异（P＞0.05）。以上结果表明,间歇性饲喂促进雌鼠卵泡发育,提高雌性繁殖性能。其机制为间歇性饲喂促进雌性下丘脑GnRH的分泌,通过促进促性腺激素的释放影响雌性卵泡发育和繁殖性能。同时,间歇性饲喂缓解高脂日粮引起的FGF21分泌紊乱,暗示FGF21可能参与间歇性饲喂调节雌性繁殖性能。试验三肝脏FGF21在饲喂频率调节雌性繁殖性能中的作用及机制研究本部分以野生型（WT）小鼠和肝脏FGF21敲除（FGF21LKO）小鼠为模型,试验采用2×2因子设计,WT和FGF21LKO小鼠饲喂高脂日粮,采取自由采食或间歇性饲喂处理,重点探究肝脏FGF21在间歇性饲喂调节雌性繁殖性能中的作用。同时,本部分以GnRH神经元和原代颗粒细胞为模型,重点考察试验一和试验二中的差异代谢激素FGF21对GnRH神经元GnRH的分泌和对原代颗粒细胞雌激素合成的影响。结果如下:（1）与WT小鼠相比,肝脏FGF21敲除对小鼠累计能量摄入量影响无显著差异（P＞0.05）;与自由采食相比,间歇性饲喂对小鼠累计能量摄入量影响无显著差异（P＞0.05）;（2）野生型小鼠中,与自由采食组小鼠相比,间歇性饲喂降低雌鼠体增重和提高小鼠葡萄糖清除速率（P＜0.05）,但间歇性饲喂对肝脏FGF21敲除小鼠体增重和葡萄糖清除速率影响无显著差异（P＞0.05）;（3）野生型小鼠中,与自由采食组小鼠相比,间歇性饲喂促进雌鼠卵泡发育和情期循环,但肝脏FGF21敲除后降低饲喂频率对雌鼠卵泡发育和情期循环的影响无显著差异（P＞0.05）;（4）野生型小鼠中,与自由采食组小鼠相比,间歇性饲喂提高小鼠产仔数,缩短雌鼠的产仔间隔（P＜0.05）,但肝脏FGF21敲除后降低饲喂频率对雌鼠繁殖性能的影响无显著差异（P＞0.05）;（5）体外试验表明,FGF21通过ERK1/2信号通路直接促进GnRH神经元GnRH的分泌（P＜0.05）;（6）体外试验表明,FGF21对颗粒细胞雌激素合成影响无显著差异（P＞0.05）。以上结果表明,肝脏FGF21参与了降低饲喂频率提高雌性繁殖性能。其机制为间歇性饲喂提高肝脏FGF21的表达与分泌,血液中FGF21穿过血脑屏障直接作用于下丘脑GnRH神经元,FGF21通过ERK1/2信号通路促进下丘脑GnRH的分泌,从而提高雌性繁殖性能。试验四情期循环中肝脏FGF21在卵巢、肝脏和脂肪交叉对话中的作用及机制研究本部分以野生型雌性小鼠为模型,研究情期循环中不同发情阶段FGF21的表达规律;以双侧卵巢切除小鼠和原代肝细胞为模型,探究雌激素对肝脏FGF21分泌的影响;同时,以野生型小鼠和肝脏FGF21敲除小鼠（FGF21LKO）为模型,研究肝脏FGF21在情期循环中对脂肪代谢的影响。结果如下:（1）情期循环中,雌性小鼠肝脏和血液中FGF21浓度存在周期性变化,其中发情前期最高,发情间期浓度最低（P＜0.05）;（2）雌激素通过肝脏雌激素受体α/mTOR信号通路促进肝脏FGF21的表达与分泌;（3）雌激素通过肝脏FGF21促进雌性皮下脂肪产热相关蛋白表达（P＜0.05）。以上研究表明,情期循环中肝脏FGF21合成与分泌的周期性变化受卵巢雌激素的调节。同时,情期循环中肝脏FGF21的周期性变化促进了皮下脂肪组织产热,促进了脂肪组织代谢的流动性,有利于雌性情期循环中机体组织代谢的同步性。综上所述,本论文主要结论是:（1）降低饲喂频率提高后备母猪体增重,其机制是:降低饲喂频率减少后备母猪尿氮排出,提高母猪氮的利用率,促进体蛋白沉积;降低饲喂频率改善后备母猪餐后营养物的代谢过程,提高机体对营养物的利用率;降低饲喂频率提高后备母猪NDF消化率,增加母猪肠道中微生物SCFAs的产生量。（2）肝脏FGF21参与降低饲喂频率提高雌性繁殖性能,其机制是:降低饲喂频率增加肝脏FGF21合成与分泌;FGF21通过ERK1/2信号通路直接促进下丘脑GnRH释放,促进卵泡发育,从而提高雌性繁殖性能。（3）雌性情期循环中,肝脏FGF21促进机体组织与器官代谢的同步性,其机制是:情期循环中肝脏和血液中FGF21浓度呈现周期性变化,雌激素通过肝脏雌激素受体α/mTOR信号通路促进肝脏FGF21的分泌,同时雌激素通过肝脏FGF21促进皮下脂肪产热,增加脂肪代谢的流动性。