過瘤胃賴氨酸和過瘤胃蛋氨酸對母牦牛泌乳性能及犢牛生長性能的影響

曹涵文 張成福 信金偉 朱 勇 張 強(qiáng) 姜 輝 次旦央吉 鮮莉莉 陳曉英*

(1.西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院，省部共建青稞和牦牛種質(zhì)資源與遺傳改良國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，拉薩 850000；2.西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，拉薩 850009)

近年來西藏畜牧業(yè)的迅速發(fā)展，導(dǎo)致飼料資源短缺的情況日益加劇，尤其是蛋白質(zhì)飼料，據(jù)統(tǒng)計(jì)截至2019年底，西藏牦牛存欄量為499萬頭，蛋白質(zhì)飼料短缺的問題十分突出。隨著人們對畜產(chǎn)品品質(zhì)提升及環(huán)境保護(hù)意識逐步增強(qiáng)，如何開發(fā)新型蛋白質(zhì)飼料替代產(chǎn)品、提升蛋白質(zhì)飼料的轉(zhuǎn)化率以及降低養(yǎng)殖業(yè)的氮排放，成為西藏畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟待解決的問題[1]。國內(nèi)外的學(xué)者普遍認(rèn)為賴氨酸和蛋氨酸分屬為肉牛第一或第二限制性氨基酸，氨基酸的平衡性也直接影響了蛋白質(zhì)的合成與氮排放。賴氨酸和蛋氨酸能夠參與機(jī)體的能量代謝、脂肪代謝以及蛋白質(zhì)的合成，在機(jī)體的生長、發(fā)育和繁殖等方面發(fā)揮著重要作用[2]。反芻動(dòng)物具有不同于單胃動(dòng)物特殊的消化系統(tǒng)，其瘤胃中含有大量的菌群，能夠利用飼料中的粗纖維及無機(jī)氮形成菌體蛋白，研究表明進(jìn)入反芻動(dòng)物小腸內(nèi)的菌體蛋白占總蛋白的60%～85%，通過在飼糧中使用過瘤胃賴氨酸(RPLys)和過瘤胃蛋氨酸(RPMet)，能夠給小腸提供有效氨基酸[3]，從而使飼料到達(dá)小腸的蛋白質(zhì)的組成合理、利用率提高，并降低飼料總蛋白質(zhì)的含量。此外未被利用的氮源會以糞、尿等形式排出體外，加劇了對外界環(huán)境的污染。在飼糧中添加RPLys和RPMet能夠顯著提高小腸中可消化氨基酸數(shù)量，提升消化道氨基酸平衡性，提高血液氨基酸含量以及進(jìn)入乳腺的氨基酸含量，為乳腺中蛋白質(zhì)的合成提供了充足的前體物質(zhì)，進(jìn)而提高了乳中蛋白質(zhì)含量，并為犢牛的生長發(fā)育提供更多的營養(yǎng)物質(zhì)[4]。因此，本試驗(yàn)在泌乳牦?；A(chǔ)飼糧中添加不同水平的RPLys和RPMet(RPLys∶RPMet=3∶1)，并對泌乳牦牛產(chǎn)奶量、乳成分及犢牛體尺指標(biāo)、生長性能指標(biāo)進(jìn)行測定，確定泌乳牦牛飼糧中RPLys和RPMet(RPLys∶RPMet=3∶1)的適宜添加水平，為滿足牦牛營養(yǎng)需求、減少氮排放、提升養(yǎng)殖效益提供一定的理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

RPLys中賴氨酸的含量為53%，含水量≤12%，過瘤胃率≥60%；RPMet中蛋氨酸含量為62%，含水量≤12%，過瘤胃率≥60%。

1.2 試驗(yàn)牛及生境條件

選擇4.5歲左右、體況評分相近的健康的帶犢泌乳牦牛40頭，犢牛日齡為65～80 d，隨機(jī)分為4組，每組10頭，在那曲羌塘牧業(yè)發(fā)展有限公司園區(qū)開展試驗(yàn)。

試驗(yàn)地生境條件：項(xiàng)目實(shí)施地點(diǎn)位于中國西藏自治區(qū)那曲市(東經(jīng)91°12′～93°02′，北緯30°31′～31°55′)。該地區(qū)屬于高原亞寒帶季風(fēng)半濕潤氣候區(qū)，平均海拔4 500 m以上，年平均氣溫為-2.2 ℃。全年日照時(shí)數(shù)為2 886 h以上，年降水量400 mm以上。全年沒有絕對無霜期，每年10月至次年5月為風(fēng)雪期和土壤凍結(jié)期，6月～8月為生長期。

1.3 試驗(yàn)飼糧及飼養(yǎng)管理

對照組泌乳牦牛飼喂基礎(chǔ)飼糧，試驗(yàn)組泌乳牦牛飼喂在基礎(chǔ)飼糧中分別添加5、10、15 g/d RPLys和RPMet(RPLys∶RPMet=3∶1)[5-6]的試驗(yàn)飼糧。試驗(yàn)牛采用分欄單獨(dú)飼養(yǎng)，自由飲水、自由采食，每天早、晚各投料1次，犢牛全母乳飼養(yǎng)，不添加飼糧。預(yù)試期為7 d，正試期為42 d。基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) %

1.4 測定指標(biāo)和方法

1.4.1 飼糧樣品測定

飼糧樣品經(jīng)濃硝酸和高氯酸濕法消化后，在IRIS Intrepid Ⅱ等離子體發(fā)射光譜儀(TE，美國)上測定飼糧中鈣含量(GB/T 6436—2002)；飼糧中的粗蛋白質(zhì)含量按凱氏定氮法測定(GB/T 6432—1994)。

1.4.2 產(chǎn)奶量及乳成分測定

在飼喂起始與結(jié)束后分別測定1次產(chǎn)奶量，每次連續(xù)測定3 d，取3次產(chǎn)奶量的平均值。從奶樣桶的中部位置吸取鮮奶50 mL放到采樣瓶中，加入重鉻酸鉀30 mg進(jìn)行防腐處理，充分混勻后放入4 ℃冰箱中保存，由河南全印檢測技術(shù)有限公司對乳成分和氨基酸含量進(jìn)行測定。

1.4.3 體重及體尺指標(biāo)測定

按照文獻(xiàn)[7]提供的方法，在飼喂起始與結(jié)束后分別測定犢牛的體重、體高、體斜長、胸圍、管圍，計(jì)算體軀指數(shù)、體長指數(shù)。

1.4.4 生長性能測定

在飼喂起始與結(jié)束后對犢牛進(jìn)行空腹稱重，記錄犢牛的初始重和末重，計(jì)算總增重、平均日增重(ADG)及肥度指數(shù)。肥度指數(shù)的計(jì)算公式如下：

肥度指數(shù)(%)=(體重/體高)×100。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)以“平均值±均值標(biāo)準(zhǔn)誤”表示。試驗(yàn)數(shù)據(jù)先以Excel 2010初步整理，采用SPSS 18.0軟件進(jìn)行方差分析，差異顯著時(shí)用Duncan氏法進(jìn)行多重檢驗(yàn)，以P<0.05為差異顯著標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 RPLys和RPMet對泌乳牦牛產(chǎn)奶量及乳成分的影響

由表2可知，飼糧中添加RPLys和RPMet顯著提高乳蛋白含量(P<0.05)。試驗(yàn)組的產(chǎn)奶量和乳脂率略高于對照組，但差異不顯著(P>0.05)，乳糖和總固形物含量對照組和試驗(yàn)組檢測結(jié)果趨于一致。結(jié)果表明添加RPLys和RPMet能夠顯著提高泌乳牦牛乳蛋白含量，添加水平為10 g/d時(shí)，對其促進(jìn)效果最佳。

表2 RPLys和RPMet對泌乳牦牛產(chǎn)奶量及乳成分的影響Table 2 Effects of RPLys and RPMet on milk yield and milk composition of lactating yaks

2.2 RPLys和RPMet對泌乳牦牛乳中氨基酸成分的影響

由表3可知，牦牛乳中的主要氨基酸成分含量由高到低依次為：谷氨酸>亮氨酸>脯氨酸(按試驗(yàn)組最高值計(jì)算)，牦牛乳中的甘氨酸和蛋氨酸的含量極少，牦牛乳中賴氨酸和蛋氨酸的比值為3.1(按試驗(yàn)組最高值計(jì)算)，這與飼糧中添加的RPLys和RPMet比值基本一致。飼糧中添加RPLys和RPMet對牦牛乳中氨基酸含量無顯著影響(P>0.05)。

表3 RPLys和RPMet對牦牛乳中氨基酸成分的影響Table 3 Effects of RPLys and RPMet on amino acid composition in yak milk %

續(xù)表3項(xiàng)目Items過瘤胃氨基酸添加水平Rumen-protectedaminoacidsadditionlevel/(g/d)0(對照Control)51015P值P-value丙氨酸Alanine0.14±0.010.13±0.010.13±0.010.13±0.010.11纈氨酸Valine0.26±0.020.31±0.030.28±0.020.27±0.020.06蛋氨酸Methionine0.08±0.050.12±0.010.09±0.010.08±0.010.21胱氨酸Cystine0000異亮氨酸Isoleucine0.27±0.120.29±0.110.39±0.050.32±0.150.60亮氨酸Leucine0.51±0.120.45±0.070.54±0.070.39±0.070.08苯丙氨酸Phenylalanine0.16±0.020.15±0.040.14±0.020.15±0.030.81組氨酸Histidine0.21±0.010.16±0.030.21±0.020.19±0.010.06賴氨酸Lysine0.35±0.020.35±0.040.37±0.030.36±0.020.07絡(luò)氨酸Tyrosine0.18±0.030.16±0.020.17±0.020.16±0.010.07總氨基酸Totalaminoacids4.12±0.344.23±0.424.66±0.154.31±0.460.06

2.3 RPLys和RPMet對犢牛體尺指標(biāo)的影響

由表4可知，飼糧中添加RPLys和RPMet顯著提高犢牛胸圍(P<0.05)，與對照組相比，各試驗(yàn)組的胸圍指標(biāo)較對照組分別增長了2.0、7.6、4.0 cm。飼糧中添加RPLys和RPMet顯著提高犢牛體驅(qū)指數(shù)，與對照組相比，分別增長了1.9%、9.2%、4.4%且存在顯著性差異(P<0.05)。結(jié)果表明添加RPLys和RPMet能夠顯著提高犢牛的胸圍和體驅(qū)指數(shù)，添加水平為10 g/d時(shí)，對二者的促進(jìn)效果最佳。

表4 RPLys和RPMet對犢牛體尺指標(biāo)的影響Table 4 Effects of RPLys and RPMet on body size indexes of calves

2.4 RPLys和RPMet對犢牛生長性能的影響

由表5可知，各試驗(yàn)組的末重均高于對照組，分別增加了2.5、10.4、11.6 kg，且存在顯著性差異(P<0.05)；各試驗(yàn)組的總增重均高于對照組，分別增加了2.6、7.9、10.5 kg，且存在顯著性差異(P<0.05)；各試驗(yàn)組的平均日增重均高于對照組，分別增加了0.06、0.19、0.25 kg，且存在顯著性差異(P<0.05)；各試驗(yàn)組肥度指數(shù)均高于對照組，分別增加了2.1%、11.0%、13.2%，且存在顯著性差異(P<0.05)。結(jié)果表明添加RPLys和RPMet能夠顯著提高犢牛的末重、總增重、平均日增重、肥度指數(shù)，添加水平為10 g/d時(shí)，對其促進(jìn)效果最佳。

表5 RPLys和RPMet對犢牛生長性能的影響Table 5 Effects of RPLys and RPMet on growth performance of calves

3 討 論

3.1 RPLys和RPMet對泌乳牦牛產(chǎn)奶量及乳成分的影響

國內(nèi)外的研究表明，賴氨酸和蛋氨酸是影響產(chǎn)奶量和乳成分的第一限制性氨基酸，對乳蛋白含量的影響比對產(chǎn)奶量更為敏感[8-9]。在飼糧中添加RPLys和RPMet能夠顯著提高小腸中可消化氨基酸含量，提升消化道氨基酸平衡性，提高血液當(dāng)中氨基酸含量以及進(jìn)入乳腺的氨基酸含量，為乳腺中蛋白質(zhì)的合成提供了充足的前體物質(zhì)，進(jìn)而提高了乳中蛋白質(zhì)含量，為犢牛提供生長發(fā)育所需要的營養(yǎng)物質(zhì)[10]。陳傲東等[11]選取30頭體況良好的健康中國荷斯坦奶牛頭胎牛,對照組飼喂基礎(chǔ)飼糧，試驗(yàn)組飼喂氨基酸平衡全混合日糧，每噸精料中添加2.02 kg RPLys和1.33 kg RPMet，結(jié)果表明試驗(yàn)組的標(biāo)準(zhǔn)乳產(chǎn)量提高了2.56%。劉鋼等[12]選取泌乳前期荷斯坦奶牛24頭,隨機(jī)設(shè)置3個(gè)組，分為玉米-豆粕組(對照組)、10%雙低菜籽粕組、10%雙低菜籽粕+RPLys組,進(jìn)行為期40 d的飼養(yǎng)試驗(yàn)。結(jié)果表明，在奶牛飼糧中添加RPLys可以降低奶牛對蛋白質(zhì)的需要量，滿足奶牛對限制性氨基酸的需要量，提高奶牛的產(chǎn)奶量和乳蛋白率。林英庭等[13]選擇胎次(3～5胎)、產(chǎn)奶量、產(chǎn)犢日期相近的健康荷斯坦泌乳高峰期奶牛24頭，隨機(jī)分為4組，對照組飼喂牛場常規(guī)飼糧，試驗(yàn)組分別在常規(guī)飼糧基礎(chǔ)上添加不同梯度的RPLys、RPMet及棕櫚油脂肪粉復(fù)合物。結(jié)果表明，飼糧中添加RPLys和RPMet可提高荷斯坦奶牛的乳脂率以及乳蛋白率。本試驗(yàn)的研究結(jié)果表明，當(dāng)RPLys和RPMet的添加水平為10 g/d，能夠提升泌乳牦牛乳蛋白含量，并能進(jìn)一步提高犢牛胸圍和體軀指數(shù)及末重、總增重、平均日增重、肥度指數(shù)，從側(cè)面印證了上述研究的觀點(diǎn)。

此外，RPLys和RPMet對泌乳牦牛產(chǎn)奶量和乳脂率等其他指標(biāo)無顯著性影響，其可能的原因是牦牛在廣大藏區(qū)雖然一直被定義為乳肉兼用牛，但其產(chǎn)奶量很低。以那曲地區(qū)為例，其日均產(chǎn)奶量僅為1 kg左右，因此不能完全將其他牛種的試驗(yàn)結(jié)果借鑒到牦牛上來。其次瘤胃微生物蛋白(MCP)的合成需要以碳水化合物為碳架，飼糧的精粗比是影響MCP的合成的重要因素之一。當(dāng)飼糧中非結(jié)構(gòu)性碳水化合物(NSC)含量過高，將導(dǎo)致肽的含量升高，抑制蛋白質(zhì)的降解，并降低瘤胃的氨含量，從而影響其產(chǎn)奶量及乳成分[14]。目前國內(nèi)外學(xué)者得出的RPLys和RPMet對產(chǎn)奶量和乳成分的影響結(jié)果不一致，這很大程度上取決于試驗(yàn)動(dòng)物品種、飼糧類型、氣候條件及生理狀態(tài)等多方面因素的影響。

3.2 RPLys和RPMet對母牦牛乳中氨基酸成分的影響

賴氨酸對機(jī)體的蛋白質(zhì)合成、氮排泄和能量等方面有重要功能[15]。部分賴氨酸被腸道吸收后能夠被機(jī)體的甲基轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)化成N-三甲基賴氨酸，通過一系列酶促反應(yīng)最終生成肉堿，肉堿參與機(jī)體胞內(nèi)脂肪酸的轉(zhuǎn)運(yùn)過程，將被轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體內(nèi)長鏈脂肪酸進(jìn)行氧化，為蛋白質(zhì)的合成提供碳架和能量[16]；蛋氨酸能夠參與機(jī)體蛋白質(zhì)的合成，且機(jī)體內(nèi)的蛋氨酸在酶的相互作用下能夠迅速轉(zhuǎn)變?yōu)殡装彼幔詽M足機(jī)體的營養(yǎng)需求。此外蛋氨酸通過代謝能夠生產(chǎn)聚胺[17]，在生理pH條件時(shí),以聚陽離子形式存在，并可以與脫氧核糖核酸、磷脂、蛋白質(zhì)等作用，從而影響蛋白質(zhì)的合成、脫氧核糖核酸的復(fù)制和轉(zhuǎn)移、酶的活性以及膜的穩(wěn)定性等[18]。RPLys和RPMet對乳液中氨基酸成分含量的影響鮮見報(bào)道，前人關(guān)于賴氨酸和蛋氨酸的作用機(jī)理并未能闡明其與乳中氨基酸成分含量的直接關(guān)系。本試驗(yàn)的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雖然蛋氨酸能夠在機(jī)體內(nèi)轉(zhuǎn)化為胱氨酸，但乳液的檢測結(jié)果表明胱氨酸在乳液中的含量為0，對賴氨酸和蛋氨酸指標(biāo)也無顯著性影響，是否能夠推測即使增加某些必需氨基酸的添加水平，也無法影響乳液中的氨基酸平衡，還需要進(jìn)一步進(jìn)行探索。此外根據(jù)前人的研究成果，本試驗(yàn)所添加的RPLys和RPMet的比例為3∶1，這與乳液中賴氨酸和蛋氨酸的比例基本一致，這其中是否存在某些必然的聯(lián)系，仍有待進(jìn)一步研究。

3.3 RPLys和RPMet對牦牛體尺指標(biāo)的影響

賴氨酸在體內(nèi)一系列酶的作用下最終轉(zhuǎn)化為肉堿，肉堿可以將體內(nèi)脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)至線粒體進(jìn)行脂肪酸的β-氧化，為蛋白質(zhì)的合成提供碳架以及部分能量[19]。蛋氨酸可以為膽堿、核酸等甲基化合物的合成提供活性甲基，而膽堿是構(gòu)成生物膜的組成成分，同時(shí)對脂肪代謝具有十分重要的作用，因此補(bǔ)充賴氨酸和蛋氨酸對機(jī)體的生長發(fā)育具有十分重要的意義。殷溪瀚[20]選擇13月齡左右、體重和體尺相近，身體健康的荷斯坦奶公牛20頭，將試牛隨機(jī)分為4組，對照組飼喂基礎(chǔ)飼糧，試驗(yàn)組分別在基礎(chǔ)飼糧中分別添加15 g/d RPMet、30 g/d RPLys、15 g/d RPMet+30 g/d RPLys進(jìn)行飼喂，結(jié)果表明，飼糧中添加RPMet與RPLys對荷斯坦奶公牛胸圍影響顯著，但對體高、體斜長則無顯著影響。楊魁[21]選取24頭8～11月齡、體重接近的西門塔爾雜交公牛，分別在高蛋白質(zhì)飼糧和低蛋白質(zhì)飼糧中添加15.5 g RPLys+13.6 g RPMet和46.0 g RPLys+35.5 g RPMet進(jìn)行飼喂，結(jié)果表明，RPLys和RPMet對生長育肥牛胸寬值有顯著影響。因此在泌乳牦牛飼糧中添加RPMet與RPLys，能夠補(bǔ)充犢牛的營養(yǎng)需求，進(jìn)而影響其體尺指標(biāo)。本試驗(yàn)的研究結(jié)果表明，添加RPLys和RPMet能夠顯著影響犢牛的胸圍和體軀指數(shù)，與上述研究結(jié)果一致。

3.4 RPLys和RPMet對牦牛生長性能的影響

在飼糧中添加RPLys和RPMet能夠?yàn)闄C(jī)體的生長提供所必需的氨基酸組分，部分未過瘤胃的賴氨酸和蛋氨酸能夠刺激瘤胃微生物和原蟲等的生長，促進(jìn)MCP的合成，使得進(jìn)入小腸中的MCP含量增加，此外瘤胃內(nèi)微生物活動(dòng)的增強(qiáng)提高了瘤胃內(nèi)中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)等物質(zhì)的消化率，瘤胃內(nèi)揮發(fā)性脂肪酸(VFA)含量增加，其中的乙酸、丙酸含量關(guān)系到反芻動(dòng)物能量的供應(yīng)[22-23]，對機(jī)體的生長發(fā)育具有極其重要的意義。周昌鵬等[24]選擇體選取體重相近、健康無病的5月齡寧夏灘羊羯羊20只，隨機(jī)分為5組，每組4只；對照組飼喂基礎(chǔ)飼糧+4.5 g/d RPMet，試驗(yàn)組在此基礎(chǔ)上分別添加2.5、5.0、7.5和10.0 g/d RPLys；結(jié)果表明在灘羊飼糧中添加適量的RPMet和RPLys可以降低料重比，減少糞氮、尿氮的排出量，增加氮的沉積。因此在泌乳牦牛飼糧中添加RPMet與RPLys，能夠補(bǔ)充犢牛的營養(yǎng)需求，進(jìn)而影響其的生長性能指標(biāo)。本試驗(yàn)的研究結(jié)果表明添加RPLys和RPMet能夠顯著影響犢牛的末重、總增重、平均日增重、肥度指數(shù)，與上述研究結(jié)果一致。

4 結(jié) 論

飼糧中添加10 g/d RPLys和RPMet(RPLys∶RPMet=3∶1)，能夠提高泌乳牦牛乳蛋白含量且能夠提高犢牛胸圍、體驅(qū)指數(shù)、末重、總增重、平均日增重及肥度指數(shù)。由此可見，當(dāng)飼糧中添加10 g/d RPLys和RPMet(RPLys∶RPMet=3∶1)，能夠提高泌乳牦牛的泌乳性能并對犢牛的生長性能產(chǎn)生積極影響。