17 吴德终稿.pdf

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1、吴 德四川农业大学动物营养研究所028-86290919 ，讲述内容2微量元素调控卵母细胞质量机理3微量元素调控胚胎/胎儿发育机理1母猪微量元素应用存在问题6结 语4微量元素乳腺转运机制及对后代生长影响5有机和无机微量元素对母猪繁殖的影响微量元素与繁殖微量元素在母猪生产中有重要作用Zn SeZn Fe Mn Cu一 、母猪微量元素应用存在问题母猪营养需要量问题微量元素供给量静态与动态微量元素平衡性问题有机和无机微量元素之争微量元素19731979198819982012铜，mg/kg655520铁，mg/kg8080808080锰，mg/kg2010102025硒，mg/kg0.10.150.

2、150.150.15锌，mg/kg50505050100 除铜、锌外，大部分微量元素需要量无变化，是否反映了母猪的真实需要量？微量元素对母猪繁殖性能的影响研究文献汇总(1998-2014)微量 元素 无机有机/无机合用合计正效应无影响铁0 4 0 4 0 4 铜0 1 1 1 1 0 锌2 3 5 10 5 5 锰 0 0 1 1 1 0 硒1 7 0 8 3 5 微量元素在母猪营养中的研究总体较少母猪实际添加量与推荐量差异微量元素美国(1998)英国(2003)德国(2006)中国(2004)实际生产*铁808080907580150锌5080504580125铜5681018620锰202

3、02025254060硒0.150.200.250.150.200.140.20.4碘0.140.200.200.130.51.0实际添加量均高于推荐标准，是否合理？(mg/kg)2、微量元素供给量静态与动态单个繁殖周期母猪微量元素需要特点Fe配种着床子宫容量分娩哺乳排卵体贮存FeSeZnMnCuZn孕酮ZnSeFe断奶MnCuFeZn仔猪FeSeCuZnFeCuSe公猪不同胎次对微量元素需求特点不同胎次，微量元素需求不同雌激素与微量元素代谢骨代谢雌激素代谢微量元素代谢性腺衰退伴随骨质疏松微量元素调控骨代谢雌激素调控微量元素代谢微量元素、骨代谢、雌激素代谢相互影响，形成 “铁三角”关系微量元素

4、添加时间之惑不同生理阶段，微量元素需求不同微量元素添加须考虑多种因素，微量元素需要量是一个动态变化的过程营养成分互作 是否存在理想微量元素模型?3、微量元素平衡性问题 4、有机和无机微量元素之争评价依据有机与无机的判定方法真有机还是假有机体内试验数据支撑连续多个胎次结果有机与无机的判定方法化学试剂定性检测法 国标检测法 红外光谱法 X衍射法 电镜扫描法 热重天平法 化学试剂定性检测法项目硫酸亚铁含硫酸亚铁的甘酸亚铁甘氨酸亚铁0.1%溴酚蓝黄色 (含FeSO4)亮黄色 (含FeSO4)淡绿色 (不含FeSO4)5mol/L NaOH橙红色沉淀 (含FeSO4)橙色沉淀 (含FeSO4)无色 (不

5、含FeSO4)出现与FeSO4一样的红色沉淀，说明内含无机FeSO4。无测定，说明不含无机FeSO4甘氨酸铁的两种鉴别方法 国标检测法项 目指 标富马酸亚铁含量(以C4H2FeO4干基计)，93.0亚铁含量(以Fe2+干基计)，30.6富马酸含量(以C4H4O4干基计)，64.0三价铁含量(以Fe3+计)，2.0粉碎粒度(通过0.25mm筛上物)，2.0水分，1.5总砷(以As计)，mg/kg5铅(Pb)，mg/kg10镉(Cd)，mg/kg10铬(Cr)，mg/kg200硫酸盐(以SO42-计)，%0.4 红外光谱法甘氨酸1:1甘氨酸2:1甘氨酸原理：配位体形成络(螯)合物前后，由于基团的状

6、态改变，而使特征吸收峰发生的变化进行推断，即对配位体和络(螯)合物的谱图进行比对 X衍射法蛋氨酸标准谱图中出现的峰，高纯蛋氨酸锌(2:1)在相对应的位置均有出现，没有出现硫酸锌的峰，并且没有其它杂峰，说明产品的晶型很好，纯度很高 电镜扫描法晶体形状完整、单一，表明合成的螯合物质成分一致，纯度较高七水硫酸亚铁1，40七水硫酸亚铁2，40 热重天平法原理：通过熔点测定来对各种物质进行鉴定和检测纯度。确定络合物的物性参数与温度的关系，特别是在研究络合物中水分子的结合状态，从而为确定络合物分子的几何构型方面具有重要作用。即使纯度只有稍许不同，也能观察到熔点变化，这将确保物质纯度的正确鉴别。微量元素对母

7、猪繁殖性能的影响途径Fe Zn Cu Mn Se 胎儿宫内生长及发育卵母细胞质量及早期胚胎发育乳腺转运及后代生长二、微量元素调控卵母细胞质量及早期胚胎发育机理脂肪含量高 猪：156 ng；奶牛：58ng；羊：89ng猪卵母细胞能量代谢特点2天10天3-4天7-8天合子2细胞4细胞桑葚胚囊胚脂肪酸-氧化供能是猪卵母细胞成熟/胚胎发育的主要能量来源。卵母细胞/早期胚胎脂肪酸氧化供能的关键充分的氧气供应 子宫铁蛋白 (铁缺乏上调表达；过量抑制表达防止毒性) 清除代谢过程中产生的自由基及脂质过氧化物 锌、硒、铜、锰铁浓度3.26和1.96mg/l显著提高了卵母细胞囊胚数Gao et al., 2007

8、铁改善卵母细胞质量及早期胚胎发育 铁浓度 (mg/l)卵母细胞数成熟卵母细胞数(%)发育胚胎数2-细胞胚8-细胞胚桑椹胚囊胚3.26254208(81.9)122(58.7)108(51.9)a101(48.6)a65(31.2)1.96243185(76.1)123(66.5)114(61.6)a94(50.8)a78(42.2)b0.81271209(77.1)128(61.2)118(56.5)a73(34.9)b55(26.3)a0.45240193(80.4)122(63.4)102(52.3)a65(33.7)b47(24.3)a对照组201158(78.6)101(63.9)60

9、(38.0)b35(22.2)c22(13.9)c时间子宫铁蛋白变化胎儿发育情况妊娠10-13d分泌速率增加41倍胎儿血液合成启动的关键时期妊娠19-40d分泌速率增加23倍胎儿肝脏造血功能启动的关键时期子宫铁蛋白增加妊娠早期胚胎红细胞增加供氧能力降低胎猪线立体膜脂质氧化降低胎儿氧化应激降低胚胎损失(Vallet, 1998; Vallet, 1999; Vallet, 2002)子宫铁蛋白调控胚胎发育A：正常E10.5 胚胎体外培养48h，下同 B：母体饲喂正常日粮，体外用缺铁培养基处理48h C：母体饲喂正常日粮，体外用标准培养基处理48h D：母体饲喂缺铁日粮，体外用标准培养基处理48h

10、体外培养证据：铁对胚胎血管系统的影响铁：影响胚胎血管形成，有利于早期胚胎的发育。Henriette et al., 2005A：正常E10.5 胚胎体外培养48h B：母体饲喂缺铁日粮，体外用正常培养基处理48h C：母体饲喂缺铁日粮，体外用缺铁培养基处理48h D：母体饲喂正常日粮，体外用缺铁培养基处理48h铁：影响心脏发育，有利于早期胚胎的存活。Henriette et al., 2005体外培养证据：铁影响胚胎心脏发育锌改善猪胚胎质量 锌浓度 (g/ml)培养胚 胎数发育胚胎数囊胚 细胞数2-细胞胚囊胚数017563.4 6.427.2 2.0b48.0 4.00.417974.3 0.

11、833.5 1.1c46.1 2.80.818369.0 2.041.5 1.0d48.0 3.51.217874.0 1.841.1 0.8d51.7 5.11.617069.4 3.432.4 1.0b,c45.6 3.1锌浓度0.8和1.2g/ml显著提高了猪囊胚数(Yubyeol Jeon et al., 2014)0.8和1.2g/ml锌提高卵母细胞GSH水平，降低了ROS水平。(Yubyeol Jeon et al., 2014)锌浓度锌浓度锌改善猪卵母细胞质量机理抗氧化体外培养系统：硒对猪胚胎发育的影响A:无硒 ；B:添加硒。1.未染色囊胚；2. 染色囊胚；3.细胞凋亡；4.分化

12、的囊胚硒：通过抗氧化减少细胞凋亡，有利于早期胚胎的发育。A:无硒 A:有硒 A:无硒 A:有硒 凋亡减少增殖增加A:无硒 A:有硒 凋亡减少A:无硒 A:有硒 UHM等，2010锰对卵细胞发育的影响项目锰的添加量(ng/ml Mn)0256卵母细胞数288262285305卵裂率(%)72.383.4175.482.6180.551.1675.570.65囊胚与卵母细胞比值20.762.25a29.191.02b37.621.31c37.451.78c囊胚与卵裂细胞比值28.822.97a38.730.91b46.671.26bc49.582.43c每个囊胚平均细胞数102.38.5a91.2

13、5.5a117.46.7b119.05.0b锰浓度的增加提高了卵母细胞的囊胚数Anchordoquy, J P 2013锰增加了卵母细胞的抗氧化能力项目锰的添加量(ng/ml Mn)0256卵母细胞 总谷胱甘肽 (pmol/卵母细胞)3.520.08a4.320.28b5.450.24c5.20.26c卵丘 总谷胱甘肽 (nmol/106细胞)0.290.02a0.380.02b0.50.02c0.50.04c锰提高了卵母细胞的囊胚数，这与锰增加了卵母细胞的抗氧化能力有关。Anchordoquy, J P 2013自由基、活性氧、过氧化物降低卵母细胞质量精子与卵母细胞信号交流异常异常受精胚胎发

14、育受阻胚胎细胞增殖和分化异常2-细胞分裂受阻胚胎细胞数量减少附植失败微量元素参与清除自由基和活性氧微量元素通过抗氧化改善卵母细胞质量及早期胚胎发育理论假设三、微量元素调控胚胎/胎儿发育机理胚胎发育妊娠20-40d红细胞由未成熟转变为成熟促红细胞合成素不足胎猪快速生长子宫转铁蛋白显著下降胚胎或胎儿红细胞合成子宫容量限制胎儿红细胞合成妊娠90d-分娩初生重血流量增加十倍繁殖性能铁调控胎儿宫内生长发育机制 铁改善胎猪发育与红细胞生理功能有关胎猪宫内生长与红细胞压积和血清铁水平呈显著正相关。Vallet et al., 2005胎猪重量，g胎猪重量，g红细胞压积，%血清铁浓度，ug/ml血浆Zn胎盘Z

15、n减少ROS增加GSH铜/锌超氧化物趋化酶血浆Zn胎盘Zn碳酸酐酶减少血液CO2增加胎猪代谢能力减少分娩时仔猪窒息母猪有效活仔数和PSY提高锌提高仔猪活力、减少死胎的途径锌对产程及新生仔猪死亡率的影响死产率 , %出生间隔, min初生重，kg断奶 前死亡率 , %随着产程增加，锌处理减少了新生仔猪死产率，改善了IUGR仔猪存活；降低了IUGR仔猪断奶前死亡率。脂肪酸 对照 脂肪酸+锌 锌脂肪酸 对照 脂肪酸+锌 锌Vallet et al., 2014试验期：妊娠80天-分娩；分组：220头初产母猪；对照组，脂肪酸组(基础日粮+Gromega 1.09%)，锌组(基础日粮+硫酸锌0.07%)

16、, 脂肪酸+锌组硒对胎儿宫内生长的影响不同初生体重胎儿硒浓度比较胎儿硒浓度不足可诱发低初生重通过上表可看出，低初生重胎儿硒浓度显著降低 低初生重正常体重P值Fe(g/dl)92.035.4109.348.60.263Zn(g/dl)84.719.775.812.00.279Cu(g/dl)43.414.954.417.30.126Se(g/dl)43.37.052.08.90.001Tsuzuki等，2013低初生重占正常体重78%不同初生重仔猪母体微量元素浓度差异母体硒浓度降低可诱发低初生重通过上表看出，母体硒浓度降低可能诱发 低初生重 。低初生重正常体重P值Fe(g/dl)56.542.3

17、62.638.20.685Zn(g/dl)48.816.054.010.90.332Cu(g/dl)218.449.8229.238.70.524Se(g/dl)79.319.394.118.10.032Tsuzuki等，2013低初生重占正常体重78%Cu离子肝细胞细胞色素氧化酶17线粒体胞浆CCSAtox1,ATP7B反面高尔基体生物氧化超氧化物歧化酶自由基清除细胞色素C氧化酶Cu离子转运铜 蓝蛋白过量胆汁过量金属硫蛋白铜调控胎儿宫内生长理论假设降低氧化应激，提高胚胎成活率饲粮高铜提高仔猪初生重1.11.21.31.41.51胎2-6胎0 ppm铜250ppm铜P0.01P锌铜锰Mahan

18、,2006沉积速度 (g/d)有机无机铁2.402.50锌1.801.80铜0.340.22锰0.070.07G.A. Papadopoulos et al., 2009泌乳期仔猪微量元素沉积不同锌源对母猪泌乳期性能的影响，2006项目Control 100mg/kg ZnSO4 200mg/kgZnMet 200mg/kg Pooled SEM 母猪数，n979胎次2.221.712.220.73妊娠天数114.8a 116.8b 115.8ab 0.64泌乳期日采食量,kg 4.455.315.340.44泌乳天数, d 18.7a 14.7b 17.0ab 1.12活产仔数101012.

19、441.17初生窝重 kg 14.59c 13.90c 18.47d 1.55初生重, kg 1.521.421.480.08带仔数9.0c 9.9cd 11.8d 1.01断奶仔数8.33a 8.86a 11.22b 0.94断奶窝重, kg 36.9141.446.074.07断奶重, kg 4.714.184.150.27成活率,%94.5989.7895.022.7试验期：妊娠15天-泌乳17天；对照组：基础日粮Zn 100mg/kg(妊娠/泌乳期)； ZnSO4组：基础日粮+100mg/kgZnSO4; ZnAA组：基础日粮+100mg/kgZnAA不同锌源对仔猪断奶窝重及个体重没有

20、影响,高剂量的有机锌改善了断奶仔数和初生窝重。项目 对照 100mg/kgZnSO4 200mg/kgZnMet 200mg/kgPooled SEMP值 （协变量）重复数98120-7d日增重, g 159.4164.8153.110.650.010-7d日采食量, g 218234.221611.80.010-7d日重料比, g:g 0.7350.690.7150.0280.687-21d日增重, g 333355.8345.89.160.017-21d采食量, g 569.7564.6551.816.920.017-21d重料比, g:g 0.5850.6290.6280.0180.07

21、21-28d日增重, g 406.1402.6413.214.650.0421-28d采食量, g 705.9700.472523.060.0421-28d重料比, g:g 0.5780.5790.570.0170.410-28d日增重, g 306.3321.5314.98.590.010-28d采食量, g 527526.8519.114.430.010-28d重料比, g:g 0.5840.6110.6080.0150.47末期体重, kg 13.113.513.30.240.01泌乳母猪和断奶后仔猪饲喂不同锌源对保育猪生长性能的影响添加锌改善了保育猪生长性能，但不同来源之间差异不显著质

22、膜官腔膜高尔基体分泌颗粒内质网铁蛋白二价金属转运体DMT1转铁蛋白转铁蛋白 受体TfR乳铁蛋白铁转运 蛋白FPN转铁蛋白Tf铁蛋白-铁，低分子量铁复合物铁铁在乳中的含量较低，乳中铁含量是血清铁含量的20-30%；乳腺FPN铁转运蛋白将铁转入到分泌颗粒，然后再排向乳是乳铁获取的主要方式；主要调控乳铁的是TfR和FPN。不同带仔数母猪初乳和11d、21d常乳中的铁变化带仔数越多，初乳和常乳中铁含量越少，且前七天的变化较大不同带仔数母猪产后第1、11d、21d的全窝仔猪总铁变化哺乳期乳汁中矿物元素(铁)变化妊娠后期和泌乳期饲喂不同铁源及外源铁补注对母猪繁殖性能和仔猪生长性能的影响Jun Wang e

23、t al., 2014不同来源铁对母猪繁殖性能的影响项目铁来源RSDP-值硫酸亚铁 80mg/kg复合有机铁 80mg/kg母猪数2533总产仔数12.6812.212.800.53活产仔数11.6811.482.290.75死仔数1.000.671.180.2921d断奶数10.009.941.440.87仔猪个体重, kg1d1.481.470.230.7610d3.223.440.730.3321d5.845.751.260.81仔猪窝重, kg1d17.2416.683.530.5510d35.2235.938.630.7821d58.9757.7915.860.80不同铁源对母猪繁殖

24、性能影响无差异Jun Wang et al., 2014母猪铁源与铁注射对仔猪生长性能的影响项目母猪无机 (n = 5 )有机 (n = 8 )RSDP-值仔猪不注射 (n = 27)注射 (n = 29)不注射 (n = 43 )注射 (n = 48)铁源铁注射互作泌乳3d2.132.122.102.110.270.860.990.91泌乳10d4.064.274.254.480.620.450.390.98泌乳21d6.47b7.21ab6.61ab7.77a0.920.370.020.59铁注射显著提高了仔猪21天的断奶重Jun Wang et al., 2014无机铁组仔猪肌注下(添加

25、水平80mg/kg)无机铁组仔猪非肌注下(添加水平80mg/kg)有机铁组仔猪肌注下(添加水平80mg/kg)有机铁组仔猪非肌注下(添加水平80mg/kg)哺乳仔猪每天需要7-16mg铁 来维持血红蛋白和铁储存母乳中铁含量较少 仅1-3mg仔猪出现贫血提示：妊娠和泌乳母猪添加高剂量的铁以及改变类型不能增加乳中铁含量，因此仔猪对铁的需求是需要额外补充来预防。内质网高尔基体分泌颗粒乳中铜含量是血清含量的20%-25%在泌乳早期乳铜量很高，铜主要结合血清清蛋白和氨基酸，直接通过乳腺摄取，在泌乳后期，铜主要结合血浆铜蓝蛋白，乳腺含有三个铜特异受体CTr1,ATP7A,ATP7B。血浆铜蓝蛋白-铜；血清

26、清蛋白-铜；低分子量铜复合物铜高铜对母猪妊娠后期和泌乳期繁殖性能的影响项目对照组250mg/kg铜母猪头数6142平均胎次5.40.45.00.4活产仔数10.90.310.50.4死产仔数1.00.20.80.2仔猪初生重(kg)1.50.031.50.0421d断奶头数8.40.39.00.421d断奶重6.20.16.20.1死亡率(0-21d, %)20.32.2a13.82.0bThacker，1990铜的添加对母猪泌乳期繁殖性能影响无差异五、微量元素对母猪终身繁殖成绩的影响微量元素在机体组织中储存，因此对日粮微量元素水平、来源的供给母猪会产生缓冲区，需考虑其对母猪繁殖性能的长久性影

27、响。繁殖力硒添加剂量mg/kg0.057缺乏毒性繁殖力铜添加剂量mg/kg6250缺乏毒性繁殖力锌添加剂量mg/kg151000缺乏毒性繁殖力锰添加剂量mg/kg5500缺乏毒性缓冲区缓冲区缓冲区缓冲区不同来源微量元素对母猪繁殖性能的影响(连续6胎)NRC：Cu=5，Fe=80，Mn=20,Se=0.15, Zn=50 商业化：Cu=15, Fe=120, Mn=40, Se=0.30, Zn=120 无机来源：硫酸盐形式；有机来源：氨基酸螯合形式项目有机无机NRC商业化NRC商业化母猪数(头)62657654产仔数*(头)12.4012.6611.9711.14死胎数(头)1.020.550

28、.450.60木乃伊(头)0.230.250.330.06活产仔猪数(头)11.0811.7911.1410.44初生窝重(kg)20.320.518.619.5断奶重(17d, kg) 64.0 63.762.0 65.5日增重(0-17d,g)277275267267不同来源微量元素对母猪繁殖性能的影响 饲喂有机来源微量元素显著改善了仔猪哺乳期0-17天日增重 有机与无机相比显著改善了仔猪初生窝重和总产仔数 商业化微量元素水平与NRC相比显著改善了仔猪初生窝重，减少了木乃伊数不同来源微量元素（组合）对母猪繁殖性能的影响矿物质无机有机添加量低高低高铁,mg/kg4016040160铜,mg/

29、kg2.5102.510锌,mg/kg2510025100锰, mg/kg10401040硒, mg/kg0.0750.30.0750.3铬, mg/kg0.10.40.10.4设计：36头经产母猪分成4组，分别饲喂无机和有机微量元素等4个处理；试验期：妊娠后期85d-泌乳21d(R.Bras. Zootec et al., 2012)无机来源：硫酸盐形式；有机来源：氨基酸螯合形式不同来源微量元素对母猪繁殖性能的影响项目无机有机CV低高 低高 活产仔猪数10.80b 11.20ab 11.90ab 12.18a 12.5仔猪初生重(g) 1496b 1516b 1636a 1677a 6.92

30、1天断奶重(g) 6176c 6915b 7639a 7832a 5.2饲喂无机来源微量元素增加剂量显著改善了仔猪21天断奶重有机与无机微量元素相比显著改善了仔猪初生重和断奶重有机微量元素整体高剂量显著改善了活产仔猪数结 语 母猪微量元素的添加量并不是静态的，母猪不同胎次和生理阶段需要量存在较大的差异。 生产实际中需根据微量元素的营养作用和效价结合母猪生理代谢需要合理选择剂量及来源。 提高单一微量元素水平不能改善母猪繁殖性能，组合连续多胎次使用有机微量元素能显著改善母猪繁殖性能。微量元素能否通过胎盘能否通过乳腺 有机VS无机推荐量 mg/kg铁通过子宫铁蛋白，少量转运通过子宫铁蛋白，少量转运提高无机铁水平不能增加母猪转移至胎儿的铁量，氨基酸螯合铁利于铁的吸收和沉积150铜能少量转运 有机铜无明确优势20锌能能有机锌能增加母猪活产仔数120锰能能有机锰和其它有机微量元素能共同增加母猪的产仔数40硒能能无机硒利于提高GSH-Px活性，酵母硒利于转运和沉积0.15微量元素推荐剂量谢 谢