有机微量元素全取代技术(Organic Trace Mineral Total Replacement，OTM-TR)是当前微量元素(Trace Mineral，TM)领域研究的热点之一，也是未来绿色养殖的发展方向。本论文通过三个试验，以有机微量元素单体及复合包(Bioplex C)为研究对象，系统研究了有机形式的铁(Fe)、铜(Cu)、锰(Mn)、锌（Zn）、硒(Se)单体对生长肥育猪生产性能、免疫和抗氧化能力、粪便重金属排放的组合效应及微量元素吸收转运排放机制，并探索了商业实用玉米-豆粕型饲粮复合有机微量元素（Bioplex C）的最适添加量，旨在不影响生产性能的前提下，最大程度改善动物产品品质，降低粪便重金属对环境的污染，为OTM-TR的应用和推广提供科学的依据。主要研究结果如下:　　试验1 OTM-TR对生长肥育猪生长性能、肉质性状及粪便微量元素排放的影响　　选择体重（47.1±4.8 kg）相近的“杜×长×大”生长肥育猪180头，随机分为对照组BAS（基础饲粮不额外添加Fe、Cu、Mn、Zn和Se），无机组ITM和有机组OTM（基础饲粮分别添加等量无机和有机形式的Fe、Cu、Mn、Zn和Se，添加量分别为125、30、22.5、117.5和0.3 mg/kg），每组6个重复，每个重复10头猪，试验为期69 d。试验结束后屠宰取样分析，结果显示:1）各处理组猪在1～40、41～69及1～69日龄日增重ADG、日均采食量ADFI和肉料比G∶F均无显著差异。2）以背最长肌重金属含璧、脂肪氧化（TBARS）及抗氧化酶活性作为衡量肉质性状指标，结果表明饲粮中不额外添加微量元素会降低肌肉抗氧化酶活性，加速脂肪氧化腐败;饲粮中额外添加商业推荐剂量的OTM对肌肉中Cu和Zn等重金属沉积无显著影响，且能够显著提高其抗氧化能力，减缓脂肪氧化，延长肉制品货架期。3）以血浆IgA、IgG和IgM及肝脏CAT、Cu/Zn-SOD、GSH-Px、MDA等指标评估机体免疫和抗氧化水平。结果表明饲粮中不额外添加TM会减弱动物机体非特异性免疫和抗氧化能力，额外添加TM可以显著增强动物肝脏的抗氧化酶活性，提高机体抗氧化能力，且有机微量元素金取代效果更为显著。4）以采食量为协变量对粪便重金属排放量进行协方差分析，结果表明，不论是生长阶段还是肥育验段，与对照组相比，饲粮中额外添加商业推荐剂量的TM均显著提高了粪便中Fe、Cu、Mn、Zn和Se的排放量，但饲喂有机形式微量元素的生长肥育猪粪便重金属排放量较无机形式显著减少。　　试验2 复合有机微量元素在生长肥育猪体内的吸收转运排放及其机制　　利用原子分光光谱法(AAS)、原子荧光光谱法(AFS)、实时荧光定量PCR(RT-PCR)和酶联免疫吸附(ELISA)等方法研究了复合有机微量元素在生长肥育猪肠道中吸收储存、血浆转运、肝脏沉积及肾脏、胰脏排泄及相关载体mRNA和蛋白表达。结果显示:1）有机微量元素可通过上调二价金属转运载体DMT1和寡肽转运载体PepT1的mRNA和蛋白表达量，促进有机形式的微量元素在肠黏膜细胞的吸收，通过上调黏膜细胞MT mRNA和蛋白的表达，增加微量元素在肠道中的储存。2）存储在肠黏膜细胞中的有机微量元素跨基底膜进入血浆，提高了血浆微量元素水平，总铁结合力TIBC含量、铜蓝蛋白酶CP和碱性磷酸酶ALP活性;有机形式微量元素通过上调肝脏金属硫蛋白MTla mRNA和MT蛋白表达，增加微量元素在肝脏内的储存。3）饲粮中添加商业剂量微量元素超出动物机体需求时，机体会通过下调肝脏铜特异性转运蛋白Ctr1和锌转运蛋白ZIP14表达量降低，抑制Cu、Zn在肝脏的吸收，并通过上调P型ATP酶ATP7B和锌转运蛋白ZnT1表达，促进Cu和Zn排出肝脏。　　试验3 生长肥育猪商业实用饲粮中Bioplex C的最适添加量研究　　选择体重（47.1±4.8 kg）相近的“杜×长×大”生长肥育猪300头，随机分为对照组ITM（同试验1）、基础组BAS（同试验1）、BC300、BC500和BC700（基础饲粮中分别添加300、500和700 mg/kg的Bioplex C），每组6个重复，每个重复10头猪，试验为期69 d。试验结束后屠宰取样分析，结果显示:1）各处理组间日增重ADG、日均采食量ADFI和肉料比G∶F均无显著差异，BC500组ADG和G∶F较对照组好。2）原子分光光谱(AAS)和原子荧光光谱(AFS)法分析血浆、肝脏、胰脏和肾脏微量元素含量，结果提示，与对照相比，不额外添加或添加300 mg/kg Bioplex C微量元素在血浆、肝脏等组织中沉积量下降，500mg/kg的Bioplex C及以上可使机体微量元素水平维持正常。3）以血浆IgA、IgG和IgM及肝脏Cu/Zn-SOD、GSH-Px、MDA等指标评估机体免疫和抗氧化水平，结果提示，300 mg/kg Bioplex C可使生长肥育猪具有较好的抗病抗应激能力。4）以背最长肌重金属含量、脂肪氧化(TBARS)及抗氧化酶活性作为衡量肉质性状指标，结果提示，复合有机微量元素可减慢脂肪氧化速度，延长猪肉的储存时间，饲粮中添加300 mg/kg即可有效延长猪肉的货架期。5）以采食量为协变量对粪便微量元素排放量进行协方差分析，结果表明粪便中Fe、Cu、Zn和Se随着Bioplex C添加量增加呈一次线性增加，且生长肥育猪饲喂低剂量复合有机微量元素其粪便中Fe、Cu、Mn、Zn和Se含量均显著低于商业剂量的无机元素。此外，还发现饲粮中添加300或500 mg/kg Bioplex C可极大降低生长肥育猪粪便中Fe、Cu、Zn含量，Cu和Zn排放量甚至较饲喂基础饲粮低。　　综上所述，有机微量元素可通过上调DMT1和PepT1等载体蛋白表达以完整吸收和竞争吸收机制进入肠道上皮细胞，提高MT蛋白表达增加微量元素在动物体内的储存量。有机微量元素全取代对生长肥育猪的组合效应优于无机元素，可适当提高生产性能，增强免疫和抗氧化机能，抑制脂肪氧化，延长猪肉的货絮期，并可减少粪便中重金属(Cu、Zn)的排放。基于动物福利和生态经济效益，建议商业实用玉米-豆粕型饲粮中添加500 mg/kg的复合有机微量元素Bioplex C（折合Fe、Cu、Mn、Zn和Se含量分别为30、4.5、7.5、30、0.15 mg/kg）。