畜牧兽医学报  2020, Vol. 51 Issue (3): 534-545. DOI: 10.11843/j.issn.0366-6964.2020.03.013    PDF    
饲粮添加包被蛋氨酸和包被叶酸对杜寒杂交二代公羔生长性能、养分消化代谢和瘤胃微生物蛋白质合成的影响
王鹏举, 王金飞, 纪梦飞, 郝小燕, 任有蛇, 张建新, 杨春合, 张春香     
山西农业大学动物科技学院, 太谷 030801
摘要:本试验旨在研究饲粮添加包被蛋氨酸(coated methionine,CM)和包被叶酸(coated folic acid,CFA)对杜寒杂交二代公羔生长性能、养分消化代谢及瘤胃微生物蛋白质合成的影响。采用2×2完全随机试验设计,试验因素为按照试验动物体重添加CFA(0 mg,CFA-或4 mg·(kg·d)-1,CFA+)和CM(0 g,CM-或0.1 g·(kg·d)-1,CM+)。将40只体重相近((30.08±1.34)kg)的4月龄杜寒杂交二代公羔随机分为4组,分别饲喂基础日粮(CM-&CFA-)、基础日粮+CFA 4 mg·(kg·d)-1(CM-&CFA+)、基础日粮+CM 0.1 g·(kg·d)-1(CM+&CFA-)、基础日粮+CFA 4 mg·(kg·d)-1+CM 0.1 g·(kg·d)-1(CM+&CFA+)。试验期85 d,其中预试期15 d,正试期70 d,在试验期结束前10 d开展消化代谢试验。试验结果表明:1)饲粮添加CFA显著提高了1~30 d平均日增重和饲料转化率(P < 0.05),而添加CM仅显著提高了1~30 d饲料转化率(P=0.036),对1~30 d平均日增重无显著影响(P>0.05);饲粮中添加CFA、CM显著提高了杜寒杂交二代公羔31~60 d和1~60 d平均日增重及相应阶段饲料转化率(P < 0.05),二者对1~60 d饲料转化率具有显著互作效应(P=0.007);2)饲粮添加CFA显著提高了干物质、有机物、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的表观消化率(P < 0.05),饲粮添加CM有提高有机物表观消化率的趋势(P=0.066)及增加干物质消化率的趋势(P=0.095),二者对养分消化率无显著互作效应(P>0.05);3)饲粮添加CFA、CM显著降低了尿能排出量,显著提高了能量消化率和代谢率(P < 0.05);通过显著降低粪氮、尿氮及总排泄氮(P < 0.05),从而显著提高了氮的表观消化率和沉积氮水平(P < 0.05),且二者同时添加对减少氮排泄、提高氮消化率有显著互作效应(P < 0.05);4)饲粮添加CM、CFA显著提高嘌呤衍生物的尿排泄量,提高瘤胃微生物蛋白质合成量(P < 0.05)。饲粮添加CM、CFA提高干物质和有机物表观消化率,改善总能消化率和代谢率,增加氮表观消化率和氮沉积量,促进杜寒杂交二代公羔的生长。
关键词包被蛋氨酸    包被叶酸    养分消化率    生长性能    杜寒杂交二代公羔    
Effects of Coated Methionine and Folic Acid Supplementation in Ration on Growth Performance, Nutrients Digestibility, Rumen Microbial Protein Synthesis in Finishing Doper×Thin-tailed Han F2 Crossbred Male Lambs
WANG Pengju, WANG Jinfei, JI Mengfei, HAO Xiaoyan, REN Youshe, ZHANG Jianxin, YANG Chunhe, ZHANG Chunxiang     
College of Animal Science and Veterinary Medicine, Shanxi Agricultural University, Taigu 030801, China
Abstract: This study was conducted to investigate the effects of coated methionine (CM) and coated folic acid (CFA) supplementation and their interactions on growth performance, nutrients apparent digestibility, energy and nitrogen metabolism, and synthesis of rumen microbial protein in finishing Doper×Thin-tailed Han F2 crossbred male lambs. Forty Doper×Thin-tailed Han F2 crossbred male lambs with similar body weight ((30.08 ±1.34) kg) and good condition were arranged into 4 groups in a randomized design with a 2×2 factorial arrangement. One factor was supplemented CFA (0 mg, CFA-or 4 mg·(kg·d)-1, CFA+) in the diet according to the body weight of the experimental animals, and the other factor was supplemented CM (0 g, CM-or 0.1 g·(kg·d)-1, CM+). The feeding experiment lasted for 85 days with 15 d of adaptation and followed by 70 d of trial period. A digestibility trial was performed 10 days before the end of the trial period. The results showed that:1) Average daily weight gain and feed conversion ratio were significantly improved during 1-30 d with CFA supplementation in the ration of finishing lambs(P < 0.05); There was a significant effect of CM supplementation on increasing feed conversion ratio (P=0.036), but no significant effect on average daily weight gain (P>0.05) during 1-30 d; Average daily weight gain and feed conversion ratio were significantly increased during 31-60 d and 1-60 d with CFA or CM supplementation in the ration for finishing Doper×Thin-tailed Han F2 crossbred male lambs (P < 0.05). The significant interaction between CFA and CM supplementation was found in feed conversion ratio during 1-60 d (P=0.007). 2) The apparent digestibilities of dry matter, organic matter, neutral detergent fiber and acid detergent fiber were significantly increased by adding CFA in the ration (P < 0.05), the apparent digestibility of organic matter was tended to increase with CM added in the ration (P=0.066), and the apparent digestibility of dry matter was tended to increased (P=0.095). There was no significant interaction effect on the apparent digestibility of the nutrients (P>0.05). 3) The addition of CFA or CM significantly decreased urinary energy loss, enhanced digestibility and metabolizability of energy (P < 0.05). The apparent digestibility of nitrogen and the deposited nitrogen were significantly increased (P < 0.05) by significantly reducing fecal nitrogen, urinary nitrogen and total excretion nitrogen (P < 0.05). A significant interaction effect between CFA and CM addition was found in reduction of nitrogen excretion and elevation of nitrogen digestibility (P < 0.05). 4) The addition of CFA or CM significantly increased the urinary excretion of purine derivatives and the synthesis of rumen microbial protein (P < 0.05). The results showed that the addition of CM or CFA improved the digestibility of dry matter and organic matter, enhanced digestibility and metabolizable ratio of total energy, increased apparent digestibility of nitrogen and nitrogen deposition, thus promoted the growth of Doper×Thin-tailed Han F2 crossbred male lambs.
Key words: coated methionine    coated folic acid    nutrient digestibility    growth performance    Doper×Thin-tailed Han F2 crossbred male lambs    

蛋氨酸是生长期绵羊的第一限制性氨基酸[1-2],虽然瘤胃微生物可以合成一定量的蛋氨酸,但很难满足快速生长阶段绵羊的需要。有研究报道,日增重150 g的生长羔羊和日增重200 g的哈萨克羊过瘤胃的蛋氨酸需要量分别为2.35 g·d-1(皱胃灌注法)[3]和2.76 g·d-1(氨基酸氧化示踪法)[4]。另有研究报道,DL-蛋氨酸易在瘤胃中脱氨氧化,只能稳定存在3~4 h[5]。因此,过瘤胃蛋氨酸在绵羊上的研究备受学者关注,但目前有关绵羊饲粮中添加过瘤胃蛋氨酸的应用效果仍存在争议。有研究报道,在饲粮中添加过瘤胃蛋氨酸明显增加饲粮转化效率[6-8]、提高体内氮沉积[6-7]和日增重[7-10],而有些研究则认为,添加瘤胃保护蛋氨酸对日增重和营养物质消化率无显著影响[11-12]。分析比较以上研究,过瘤胃蛋氨酸的添加量均是以每天添加克数计,由于过瘤胃效率和各试验所用绵羊体重存在差异,添加范围变化较大(0.5~14 g·d-1),因此结果也不尽相同。

多年来,研究者一直认为瘤胃微生物合成的叶酸可以满足反刍动物的需要[13],但后期研究发现,瘤胃微生物合成的叶酸无法满足舍饲条件下优良品种反刍动物快速生长和高产性能的需要[14-15]。有关叶酸对高产反刍动物的研究主要集中在奶牛和肉牛上,饲粮添加叶酸或者肌肉注射叶酸可以通过改善瘤胃发酵[16-18]和增加微生物蛋白质合成量[19],显著增加奶牛的产奶量和改善乳成分[20-21],提高育肥牛的生长性能[15]。但也有研究显示,饲粮添加叶酸对周岁育肥牛生长无显著影响[22]。然而,有关包被叶酸在绵羊上的研究还未见报道。在动物机体甲基转移通路中,蛋氨酸可以提供甲基,叶酸可以转移甲基,共同参与了RNA、DNA和蛋白质合成,在表观遗传及甲基化过程中起着重要的作用[23-24]。鉴于蛋氨酸和叶酸在机体甲基转移中的相互关系,本研究以杜寒杂交二代公羔为研究对象,探讨饲粮添加包被蛋氨酸(CM)和包被叶酸(CFA)对育肥羊生长性能、营养物质消化率及瘤胃微生物蛋白质合成的影响,为CM和CFA在育肥羊上的应用提供理论依据。

1 材料与方法 1.1 试验时间与地点

本试验于2018年6月5日—8月31日在山西农业大学动物科技学院实验场进行。实验羊场位于东经112.34度,北纬37.25度。

1.2 试验设计与试验动物

试验采用2×2完全随机试验设计,试验因素为CFA(0 mg,CFA-或4 mg·(kg·d)-1,CFA+)和CM(0 g,CM-或0.1 g·(kg·d)-1,CM+)。选择40只健康、体重((30.08±1.34) kg)和体况相近的4月龄杜寒杂交二代公羔,随机分配到4组,分别为CM-&CFA-组、CM+&CFA-组、CM-&CFA+组和CM+&CFA+组,每组10只羊,每只羊为1个重复,各组试验动物的平均体重差异不显著(P>0.05)。包被蛋氨酸(蛋氨酸含量85%;德固赛有限公司,北京)瘤胃降解率20%,小肠吸收率90%;包被叶酸(叶酸含量2%;聚硕源生物科技有限公司,太原,山西)瘤胃降解率21%,小肠吸收率80%,具体组成和包被方法见Wang等[19]的研究。试验期共85 d,其中预试期15 d,正试期70 d。试验羔羊在预试期进行两次驱虫和羊四联干粉灭活苗免疫接种。饲养试验结束当天(第61天),所有试验羊转移到代谢笼(75 cm×120 cm)中,采用全收粪尿法进行养分消化代谢试验,适应期5 d,采样期5 d。

1.3 试验饲粮与饲养管理

参照NRC(2007)[25]体重30 kg,日增重300 g的生长期绵羔羊的营养需要量设计试验基础饲粮配方,饲粮原料组成和营养水平见表 1。首先将3种饲草原料粉碎,然后按表 1比例称取各种原料,用水平饲料粉碎混合机(9FQ,金泉机械有限公司,卫辉,河南)混合均匀后,用平模饲料颗粒机(KL350,陈氏机械制造有限公司,枣庄,山东)制成颗粒料(直径4 mm),放于干燥通风处备用。同时预留200 kg粉状全混合饲粮用于每日补饲CM和CFA,CM+组每日每只羊CM添加量=体重× 0.1 g·kg-1;CFA+组每日每只羊CFA添加量=体重×4 mg·kg-1,每10 d根据体重调整一次CM和CFA添加量。

表 1 基础饲粮组成及营养成分(风干基础) Table 1 Ingredients and nutrient levels of basal diet (air dry basis) 

在试验期间,试验羊单栏饲养在装有竹制漏粪地板的羊栏(3.0 m×0.8 m)里,每天07:00和19:00各饲喂1次,自由饮水。晨饲前,用万分之一天平称取每日每只羊CM和CFA添加量,放入已装有50 g粉状饲粮的塑料碗里混合后,逐只一次性饲喂,以保证完全摄入。CM-&CFA-组逐只喂给50 g粉状饲粮,每只羊有一个专用塑料碗,每次喂完后,清洗晾干以备下次使用。预试期开始第一次饲喂按照体重4%计算颗粒饲料的饲喂量,试验羊自由采食,第二天晨饲前称量剩料量,计算每只羊颗粒饲料进食量。之后每天颗粒饲料饲喂量根据前一天每只羊进食量进行调整,保证每天有5%~10%剩料。羊舍安装有风扇,试验期内羊舍平均温度29.5 ℃。羊舍每周消毒一次。

1.4 样品采集与指标测定 1.4.1 生长性能测定

在正试期第1、30、60天晨饲前空腹称重,作为初始体重、第30天体重和结束体重。每天晨饲前称量并记录每只羊饲槽中剩料重量,根据剩料量调整第2天饲喂量,严格记录每天每只羊的饲喂量和剩料量。以上收集的数据用于计算试验期内平均干物质采食量(DMI)、平均日增重(ADG)和饲料转化效率(FCR)。

1.4.2 消化代谢试验样品收集

在消化代谢试验期内,给每只羊系上集粪袋,在代谢笼中适应5 d。正试采样开始后,每天称量饲料前,采集当天颗粒饲料的样品。晨饲前收集全部的剩料、粪和尿。剩料样品收集:收集并称量每只羊饲槽剩料重量,并将其混合后采集剩料样品。粪样收集:拉开集粪袋拉链,用塑料袋收集羊粪,称重并记录粪重,每日每只羊取10%粪样。尿样收集:每日尿桶中加100 mL 10%硫酸用于固定尿氮,量取并记录每只羊的尿液体积,过滤后,每日每只取10%尿液样品。

1.4.3 指标测定

将粪样置于恒温鼓风干燥箱(GZX-9240MEB,博讯实业有限公司,上海)65 ℃烘干48 h,然后回潮24 h称重后计算得出初水分。粉碎过0.4 mm筛后用于测定营养成分。颗粒饲料氨基酸测定用全自动氨基酸分析仪(Biochrom 30 +,Biochrom公司,英国)。饲料、粪样和尿样总能用氧弹量热仪(TJHY-5000,天健电子科技有限公司,鹤壁,河南)测定,每日甲烷排放量用赵一广[26]建立的甲烷排放量与DMI一元二次估测方程式计算。样品N含量用有机元素分析仪(Vario Macrocube,Elementer公司,德国)进行测定。饲料中钙用原子吸收光谱仪(AA7020,岛津,日本)进行测定。中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维用半自动纤维分析仪(A200i,ANKOM,美国)进行测定。其余常规营养成分测定方法均参考张丽英《饲料分析及饲料质量检测技术》[27]。尿囊素、黄嘌呤和次黄嘌呤含量用分光光度计(UV1100,天美科学仪器有限公司,上海)测定,尿酸含量根据试剂盒说明书(南京建成生物工程研究所)进行测定。瘤胃微生物蛋白质用Chen和Gomes[28]方法间接估算。饲料叶酸含量依据GB 5009.211—2014测定。

1.5 统计分析

将记录的各种数据全部录入Excel(2011)工作表中,并进行数据整理。数据统计分析用SAS 9.0中一般线性模型(GLM)的有交互作用的多因素方差分析过程,分析CM、CFA主效应及其交互效应,分析模型为:Yijk=μ+Mi+Fj+Mi*Fj+eijk,其中:Yijk为试验观察值,μ为群体均数,Mi为包被蛋氨酸因素第i处理的效应,Fj为包被叶酸因素第j处理的效应,Mi*Fj为包被蛋氨酸因素第i处理与包被叶酸因素第j处理的互作效应,eijk为随机误差。多重比较采用Duncan’s法进行,差异显著性判断标准为P < 0.05,差异极显著为P < 0.01,趋势判断标准为0.05 < P < 0.1。

2 结果 2.1 饲粮添加包被蛋氨酸和包被叶酸对杜寒杂交二代公羔生长性能的影响

表 2可以看出,饲粮添加CM对试验期内30、60 d体重、1~30 d ADG及试验期内DMI无显著影响,但显著提高1~30 d饲料转化效率(P =0.036),极显著提高了31~60 d和1~60 d ADG及相应阶段的FCR(P < 0.01)。饲粮添加CFA对60 d体重及试验期内DMI无显著影响,但显著提高育肥羊30 d体重(P=0.045),极显著提高了1~30、31~60和1~60 d ADG及相应阶段FCR(P < 0.01)。饲粮添加CM和CFA对30 d、60 d体重、1~30 d FCR、1~30、31~60和1~60 d ADG及相应阶段DMI无显著互作效应(P>0.05),但对31~60 d FCR影响的互作效应接近显著水平(P=0.059),对1~60 d FCR有极显著互作效应影响(P=0.007)。

表 2 包被蛋氨酸和包被叶酸对杜寒杂交二代育肥公羔生长性能的影响 Table 2 Effects of CM and CFA supplementation on growth performance in finishing Doper × Thin-tailed Han F2 crossbred male lambs
2.2 包被蛋氨酸和包被叶酸对杜寒杂交二代公羔饲粮中养分表观消化率的影响

添加CM和CFA对杜寒杂交二代公羔饲粮养分表观消化率的影响见表 3。由表 3可知,饲粮添加CFA显著提高了DM、OM和NDF表观消化率(P=0.036、0.023和0.042),极显著提高了饲粮ADF表观消化率(P=0.001),降低了粪中ADF排泄量(P=0.034)。饲粮添加CM对ADF和NDF表观消化率无显著影响,但有增加DM和OM表观消化率的趋势(P=0.095和0.066)。饲粮添加CM和CFA对DM、OM、ADF和NDF表观消化率无显著互作效应(P>0.05)。

表 3 包被蛋氨酸和包被叶酸对杜寒杂交二代育肥公羔养分表观消化率的影响 Table 3 Effects of CM and CFA supplementation on the apparent digestibility of nutrients in finishing Doper × Thin-tailed Han F2 crossbred male lambs
2.3 包被蛋氨酸和包被叶酸对杜寒杂交二代公羔能量消化代谢的影响

添加CM和CFA对杜寒杂交二代公羔能量消化代谢的影响见表 4。由表 4可知,饲粮添加CM显著降低粪能(P=0.040),极显著降低尿能损失量(P=0.003),并有增加饲粮消化能和代谢能趋势(P=0.086和0.092),极显著提高总能的消化率和代谢率(P=0.007和0.004)。饲粮添加CFA有降低尿能和增加代谢能的趋势(P=0.063和0.087),显著提高总能的消化率和代谢率(P=0.032和0.019)。饲粮CM和CFA添加对摄入总能、甲烷能、消化能、代谢能、总能消化率和代谢率无显著互作效应(P>0.05),但对尿能的影响有显著互作效应,极显著降低了尿能(P=0.004)。

表 4 包被蛋氨酸和包被叶酸对杜寒杂交二代育肥公羔能量代谢的影响 Table 4 Effects of CM and CFA supplementation on energy metabolism in finishing Doper × Thin-tailed Han F2 crossbred male lambs
2.4 包被蛋氨酸和包被叶酸对杜寒杂交二代公羔氮消化代谢的影响

添加CM和CFA对杜寒杂交二代公羔氮消化代谢的影响见表 5。由表 5可知,饲粮添加CM显著降低了杜寒杂交二代公羔粪氮排出量(P=0.014),极显著降低了尿氮和总排泄氮(P < 0.01),而极显著增加了氮表观消化率和沉积氮量(P < 0.01)。饲粮添加CFA极显著降低了杜寒杂交二代公羔粪氮、尿氮和总排泄氮(P < 0.01),而极显著增加了氮表观消化率和沉积氮量(P < 0.01),有增加可消化氮的趋势(P=0.075)。饲粮添加CM和CFA对杜寒杂交二代公羔粪氮排出量和氮表观消化率的影响有显著互作效应(P=0.014和0.033),对尿氮和总排泄氮的影响有极显著互作效应(P < 0.01),对摄入氮、尿氮/总排泄氮比值及沉积氮的影响无互作效应(P>0.05)。

表 5 包被蛋氨酸和包被叶酸对杜寒杂交二代育肥公羔氮消化代谢的影响 Table 5 Effects of CM and CFA supplementation on nitrogen digestion and metabolism in finishing Doper × Thin-tailed Han F2 crossbred male lambs
2.5 包被蛋氨酸和包被叶酸对杜寒杂交二代公羔尿嘌呤衍生物和瘤胃微生物蛋白质合成的影响

添加CM和CFA对杜寒杂交二代公羔尿嘌呤衍生物和瘤胃微生物蛋白质合成的影响见表 6。由表 6可知,饲粮添加CM显著增加了尿中尿囊素排泄量(P=0.010),极显著增加了尿中总嘌呤衍生物、黄嘌呤+次黄嘌呤排泄量及瘤胃微生物蛋白质产量(P=0.008、0.009和0.007),但对尿酸排泄量无显著影响(P=0.223)。饲粮添加CFA极显著增加了尿中尿囊素、总嘌呤衍生物、黄嘌呤+次黄嘌呤排泄量及瘤胃微生物蛋白质产量(P < 0.01),但对尿酸排泄量无显著影响(P=0.203)。饲粮添加CM和CFA对杜寒杂交二代公羔尿中总嘌呤衍生物、黄嘌呤+次黄嘌呤、尿酸、尿囊素排泄量及瘤胃微生物蛋白质产量的影响无互作效应(P>0.05)。

表 6 包被蛋氨酸和包被叶酸对杜寒杂交二代育肥公羔尿嘌呤衍生物排泄和瘤胃微生物蛋白质产量的影响 Table 6 Effects of CM and CFA supplementation on urinary excretion of purine derivatives and rumen microbial protein in finishing Doper × Thin-tailed Han F2 crossbred male lambs
3 讨论 3.1 绵羊饲粮包被蛋氨酸和包被叶酸添加量确定依据

蛋氨酸是动物机体必需氨基酸,也是生长期绵羊的第一限制性氨基酸[1-2]。在现有关于羊瘤胃保护性蛋氨酸的研究报道中,有的研究显示在道寒杂交公羔饲粮中过瘤胃蛋氨酸的最佳添加量为2.0 g·d-1[7]、有些研究显示在小尾寒羊、滩羊、Rahmani和Awassi绵羊饲粮中最佳添加量为4.0或者4.5 g·d-1[6, 8-10],饲粮中添加适宜剂量瘤胃保护性蛋氨酸,可提高生长育肥羊日增重,提高营养物质的消化率,降低尿氮的排出量,提高氮的沉积量。分析比较相关试验结果,发现试验用生长育肥羊只初始体重存在差异,因此用文献中羊只体重、过瘤胃蛋氨酸添加量及其在瘤胃中降解率等数据计算出在平均日增重150~270 g·d-1范围内生长育肥羊蛋氨酸的需要量为0.03~0.048 g·kg-1[6-10]。另有报道体重30.8 kg哈萨克羔羊在200 g·d-1低生长速度情况下经过皱胃到达小肠的纯蛋氨酸需要量为2.76 g·d-1[4],即0.047 g·kg-1。毛成文[29]在3月龄断奶平均体重25.8 kg道寒杂交公羔饲粮中添加6 g·d-1瘤胃保护性氨基酸时,血浆中游离蛋氨酸浓度增加,总氨基酸浓度和必需氨基酸浓度显著降低,这说明饲粮添加6 g·d-1瘤胃保护性氨基酸改善了血浆氨基酸的平衡,提高了组织利用氨基酸合成蛋白的能力,其蛋氨酸添加量为0.06 g·kg-1。综合上述所有试验结果,本试验选用了0.06 g·kg-1蛋氨酸添加量,相当于本试验用包被蛋氨酸0.1 g·kg-1。叶酸的需要量以相同的方法计算出奶牛最佳添加量0.05 mg·kg-1[17-21],相当于4 mg·kg-1包被叶酸。本课题组在繁殖母羊中进行的日粮中添加不同水平包被叶酸对激素分泌影响的研究结果显示,0.05 mg·kg-1是最佳添加水平[30]

3.2 饲粮添加包被蛋氨酸和包被叶酸对绵羊生长性能的影响

饲粮中添加过瘤胃蛋氨酸对生长期绵羊的增重效果存在差异。这种差异主要是由饲粮营养组分差异(尤其是蛋白质含量)、绵羊品种、试验期长短、绵羊生长阶段的不同造成的。经测定本试验饲粮中蛋白质含量(干物质基础)为116.5 g·kg-1,蛋氨酸含量为0.97 g·kg-1(表 1),属于低蛋白质饲粮,而且蛋氨酸含量显著低于Mercer和Miller[3]及Gao等[4]报道,在低生长速度(分别是150和200 g·d-1)下羔羊蛋氨酸的需要量2.35和2.76 g·d-1。Abbasi等[31]采集萨能奶山羊瘤胃液并进行了体外瘤胃模拟试验,结果显示:低蛋白质饲粮(146.33 g·kg-1,干物质基础)添加瘤胃保护蛋氨酸(0.81 g·kg-1)能够改善体外发酵效果,总挥发性脂肪酸浓度、丙酸和丁酸显著增加,氨态氮降低,总瘤胃微生物蛋白质产量提高。这主要是因为瘤胃液中蛋氨酸浓度增加促进蛋氨酸亚砜合成,而蛋氨酸亚砜具有解除瘤胃中乙硫氨酸对纤维素消化的抑制而提高纤维素消化率,还可增加瘤胃微生物合成碳水化合物、甲硫醇和蛋白质能力[32]。在本研究中饲粮添加0.1 g·kg-1包被蛋氨酸提高了育肥羊平均日增重和饲料转化率,这与补充过瘤胃蛋氨酸提高Rahmani羔羊体重[9]、Awassi羔羊平均日增重[10]、道寒杂交后代羔羊[7]、小尾寒羊[8]日增重的研究结果相一致。然而,本研究结果与Rodriguez-Guerrero等[12]研究结果不一致,可能是饲粮中过瘤胃蛋氨酸的实际添加量1.5 g·d-1较低,有研究发现扣除平衡饲粮中30%蛋氨酸后试验羊粪氮和尿氮的排泄量显著增加,N沉积量及N表观消化率显著降低,从而影响羔羊生长[33]。与Obeidat等[11]研究结果不一致可能是饲粮中过瘤胃蛋氨酸的实际添加量较高导致,因Schelling等[34]研究报道过量蛋氨酸对机体有毒性作用。

叶酸是羔羊易缺乏的营养物质[35]。本研究中,在试验饲粮中叶酸含量(干物质基础)为0.44 mg·kg-1的基础上,添加0.05 mg·kg-1 (体重基础)包被叶酸能提高育肥羊日增重和饲料转化率,这与Dumoulin等[15]研究补充叶酸提高了育肥牛的生长性能的结果一致。推测饲料添加包被叶酸可能上调了蛋白质合成的相关基因。哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)通路是调控细胞生长和蛋白质合成的主要通路,La等[36]研究报道,饲料添加包被叶酸上调了生长牛肝脏内mTOR通路中生长激素、胰岛素样生长因子-1、生长激素受体、胰岛素样生长因子-1受体、磷酸肌醇3-激酶、mTOR和核糖体蛋白S6激酶基因的表达,促进肝脏中蛋白质合成。但本研究结果与Mercier等[22]研究报道添加叶酸(每周注射160 mg)对幼牛生长性能无显著影响的结果不同,可能因为叶酸补充量和补充方式不同所造成。

3.3 饲粮添加包被蛋氨酸和包被叶酸对养分消化代谢的影响

蛋氨酸和叶酸是瘤胃微生物生长所需的营养物质,饲粮补充叶酸可以促进牛瘤胃微生物的生长繁殖[17-18],增强瘤胃内酶活性[19],提高饲粮养分的消化率。Noftsger等[37]研究表明,奶牛日粮中补充过瘤胃蛋氨酸改善了纤维降解率。本研究结果显示,饲粮添加包被叶酸显著提高了DM、OM、NDF和ADF的消化率,这与在奶牛中的研究结果一致[17, 19],这是因为包被叶酸的添加改善了瘤胃发酵作用,提高了瘤胃液中纤维分解酶、木聚糖酶、果胶酶和α-淀粉酶的活性,从而提高了饲粮养分的消化率[16-19]。添加包被蛋氨酸后OM和DM表观消化率有增加趋势,这与El-Tahawy和Ismaeil[9]报道添加3.30和3.60 g·kg-1蛋氨酸显著提高Rahmani羔羊饲粮OM和CP的消化率的结果一致。由于在低蛋白饲粮条件下添加适宜瘤胃保护蛋氨酸可提高CP消失率,增加瘤胃微生物氮利用效率,还可增加总挥发性脂肪酸产量[31]

饲粮中添加过瘤胃蛋氨酸可以改善奶牛能量负平衡状况,提高能量利用率[38];Li等[20]的研究结果也表明,从分娩前3周到产后15周补充过瘤胃叶酸可以改善早期泌乳奶牛能量负平衡。本研究显示饲粮添加包被蛋氨酸和叶酸显著降低了尿能、提高总能消化率和代谢率,但对总能消化率和代谢率无显著互作效应。总能利用率提高进一步解释了饲粮添加包被蛋氨酸和叶酸对杜寒杂交二代公羔的促生长作用。另外,也有报道添加过瘤胃蛋氨酸可以降低尿氮排泄量,提高氮利用效率[7-8, 39]。本试验中添加蛋氨酸降低粪氮、尿氮及总排泄氮,提高氮表观消化率,促进氮沉积,促进育肥羊生长。首先从蛋氨酸对瘤胃发酵的影响上看,有体外研究结果显示过瘤胃蛋氨酸显著改善瘤胃发酵,提高瘤胃氨态氮利用效率,增加瘤胃微生物蛋白质合成[31]。另外,过瘤胃蛋氨酸在小肠释放后可显著增加小肠中蛋氨酸浓度,改善了肠道氨基酸平衡,增加了蛋氨酸的吸收效率,显著提高了血浆中蛋氨酸浓度;相反,当饲喂低蛋氨酸饲粮时,血浆中蛋氨酸和S-腺苷甲硫氨酸含量降低[40]。Zhu等[41]研究还发现,日粮添加蛋氨酸可上调山羊十二指肠组织中mTOR通路下游的真核细胞翻译起始因子4B(eukaryotic translation initiation factor 4B, EIF4B)基因的表达,从而促进了蛋白质的合成。从肝脏和血清中蛋氨酸循环代谢途径看,饲喂低蛋氨酸饲粮显著降低了羔羊肝脏中甜菜碱-同型半胱氨酸-甲基转移酶活性、血清中蛋氨酸和S-腺苷甲硫氨酸的含量,使体内甲基供应水平下降,因此,低蛋氨酸饲粮是通过改变血清和肝脏中蛋氨酸循环代谢通路而影响羔羊生长[40]

有研究表明,瘤胃液中添加叶酸增加溶纤维丁酸弧菌、黄色瘤胃球菌、白色瘤胃球菌和产琥珀酸丝状杆菌等纤维分解菌的数量[16-19]。Martin等[42]研究也表明,在荷斯坦奶牛干奶期饲粮中无论单独还是联合添加过瘤胃蛋氨酸类似物,均能增加纤维分解菌的数量。Abbasi等[31]体外研究结果显示,过瘤胃蛋氨酸显著提高萨能奶山羊瘤胃液中白色瘤胃球菌的数量。本研究结果显示,饲粮中添加包被蛋氨酸或包被叶酸可促进瘤胃微生物蛋白质合成,但还需进一步开展饲粮添加包被蛋氨酸或包被叶酸对瘤胃发酵、瘤胃酶活性及瘤胃微生物组成的影响及其机理的研究。

4 结论

饲粮补充包被叶酸可通过提高DM、OM、NDF、ADF及氮的表观消化率、氮沉积量和瘤胃微生物蛋白质合成量,提高杜寒杂二代公羔的生长性能;饲粮添加包被蛋氨酸提高氮、能量消化代谢及瘤胃微生物蛋白质的合成量、提高杜寒杂二代公羔的生长性能。在提高氮表观消化率及饲料转化率方面,包被蛋氨酸与包被叶酸之间存在正向互作效应。

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