互助八眉母猪日粮蛋白质、赖氨酸水平差异对哺乳仔猪胃肠道发育影响及其作用机理的研究

The growth and development of gastrointestinal tract in suckling piglet directly affect the survival rate of piglets, and piglets surviving rate was the main factor on pig production efficiency. In the present study, based on the analysis of the reported research on the effects of protein and lysine in production traits, using methods and techniques of metabonomics, proteomics, genomics, biochemistry and hormone endocrinology, we firstly investigate suckling piglet metabolites and protein expression level and dynamic components of gastrointestinal tract under the same energy levels, the difference protein and lysine levels at the same age. Then we detect metabolites and functional proteins that display distinct expression level and dynamic composing in corresponding stages, analyze expression distribution, variation rule, subcellular localization, and nucleotide variation and polymorphism of their encoding genes, confirm their regulating paths, interacted signaling molecules, and interacting patterns and targeting sites involved in suckling piglet gastrointestinal tract growth and development, interacting patterns and targeting sites involved in suckling piglet gastrointestinal tract growth and development, and test hormone secretion level and changes during different developmental stages of suckling piglet gastrointestinal tract growth and development; finally, we try to disclose and clarify mechanisms of molecular genetics and regulation for suckling piglet gastrointestinal tract growth and development with difference protein and lysine levels, and support important theoretical and practical basis for formulated feed formula, breed conservation and molecular breeding of Huzhu Bamei sows.

哺乳仔猪胃肠道的生长和发育直接影响仔猪的成活率，而仔猪的成活率是决定养猪业生产效率的主要因素。本研究在分析已报道的蛋白质和赖氨酸对猪生产性状影响的研究基础上，利用代谢组学、蛋白质组学、基因组学、生物化学及激素内分泌学方法研究在相同饲养管理条件下互助八眉母猪饲喂能量水平相同、蛋白质和赖氨酸水平不同的饲粮产后哺乳仔猪胃肠道发育，检测相应饲喂条件下哺乳仔猪胃肠道代谢产物和蛋白质表达水平与动态组成变化，分析其编码基因的表达分布、变化规律、亚细胞定位以及核酸多态性，确定其参与仔猪胃肠道发育的代谢途径和相互作用的信号分子及其互作方式，同时测定不同蛋白质赖氨酸水平饲喂下仔猪及母猪不同时期相关激素分泌水平与变化，揭示与阐明不同蛋白质和赖氨酸水平对仔猪消化道发育的影响及其作用机理，为互助八眉猪制定饲料配方、保种及分子选育提供理论依据。

本项目主要从以下七个方面进行研究：① 不同蛋白质、赖氨酸水平日粮对互助八眉猪生产性状、泌乳量、初乳成分的影响的研究表明，母猪生产数据、仔猪生产数据和泌乳量、初乳成分在日粮蛋白质水平为10-12%、赖氨酸水平为0.8%时效果最好；②日粮蛋白质水平在10%-12%、赖氨酸水平在0.8%-1%时，哺乳仔猪胃肠道组织形态发育最好；③在母猪妊娠后期消化代谢试验中测定CP、CF、DM、Ca、P时，蛋白水平在14%、赖氨酸在1%时消化代谢效果最好，日粮中蛋白质和赖氨酸水平越高，消化代谢能力越强；④ 不同蛋白质、赖氨酸水平日粮对哺乳仔猪空肠代谢组的影响的研究共筛选出14种代谢物作为潜在的生物标记物，它们是：胆红素、D-脯氨酸、DL-3-苯乳酸、3-吲哚乙酸、DL-O-络氨酸、吲哚、吲哚丙烯酸、L-亮氨酸、L-蛋氨酸、L-正亮氨酸、L-苯丙氨酸、L-色氨酸、L-缬氨酸和苯基乳酸。⑤ 对哺乳仔猪胃肠组织全蛋白方法进行筛选与优化，然后利用双向凝胶电泳和质谱技术，对哺乳仔猪胃肠组织蛋白质组成及含量的动态变化进行分析，筛选不同蛋白质、赖氨酸水平日粮对哺乳仔猪胃肠组织中差异表达的蛋白质，利用生物信息学方法对差异蛋白质进行亚细胞定位、GO分析（细胞组件、分子功能和生物过程）以及KEGG通路分析，构建差异蛋白质相互作用网络；⑥ 利用16s rRNA测序和KEGG分析哺乳仔猪空肠内容物样品的微生物结构组成和功能，结果表明降低母体日粮蛋白水平增加了空肠微生物组的丰度和多样性，减少链球菌属， KEGG通路分析表明，母体日粮蛋白降低2%能显著增加酸转移酶系统途径和代谢途径；⑦ 以互助八眉猪为研究对象，从哺乳仔猪生长、空肠组织形态及肠道屏障功能的角度研究降低日粮蛋白质浓度对肠道健康的影响，结果表明降低母体日粮蛋白水平对仔猪生长没有影响，但能显著减少哺乳仔猪腹泻发生率、TLR4和TNF-α基因的mRNA的表达，降低2%可以增强脂肪酶、部分抗炎因子和紧密连接蛋白mRNA的表达，母体日粮蛋白降低4%，能显著降低胰蛋白酶、脂肪酶、IgG的浓度。