过瘤胃赖氨酸和过瘤胃蛋氨酸对母牦牛泌乳性能及犊牛生长性能的影响

曹涵文 张成福 信金伟 朱 勇 张 强 姜 辉 次旦央吉 鲜莉莉 陈晓英*

(1.西藏自治区农牧科学院，省部共建青稞和牦牛种质资源与遗传改良国家重点实验室，拉萨 850000；2.西藏自治区农牧科学院畜牧兽医研究所，拉萨 850009)

近年来西藏畜牧业的迅速发展，导致饲料资源短缺的情况日益加剧，尤其是蛋白质饲料，据统计截至2019年底，西藏牦牛存栏量为499万头，蛋白质饲料短缺的问题十分突出。随着人们对畜产品品质提升及环境保护意识逐步增强，如何开发新型蛋白质饲料替代产品、提升蛋白质饲料的转化率以及降低养殖业的氮排放，成为西藏畜牧业产业发展亟待解决的问题[1]。国内外的学者普遍认为赖氨酸和蛋氨酸分属为肉牛第一或第二限制性氨基酸，氨基酸的平衡性也直接影响了蛋白质的合成与氮排放。赖氨酸和蛋氨酸能够参与机体的能量代谢、脂肪代谢以及蛋白质的合成，在机体的生长、发育和繁殖等方面发挥着重要作用[2]。反刍动物具有不同于单胃动物特殊的消化系统，其瘤胃中含有大量的菌群，能够利用饲料中的粗纤维及无机氮形成菌体蛋白，研究表明进入反刍动物小肠内的菌体蛋白占总蛋白的60%～85%，通过在饲粮中使用过瘤胃赖氨酸(RPLys)和过瘤胃蛋氨酸(RPMet)，能够给小肠提供有效氨基酸[3]，从而使饲料到达小肠的蛋白质的组成合理、利用率提高，并降低饲料总蛋白质的含量。此外未被利用的氮源会以粪、尿等形式排出体外，加剧了对外界环境的污染。在饲粮中添加RPLys和RPMet能够显著提高小肠中可消化氨基酸数量，提升消化道氨基酸平衡性，提高血液氨基酸含量以及进入乳腺的氨基酸含量，为乳腺中蛋白质的合成提供了充足的前体物质，进而提高了乳中蛋白质含量，并为犊牛的生长发育提供更多的营养物质[4]。因此，本试验在泌乳牦牛基础饲粮中添加不同水平的RPLys和RPMet(RPLys∶RPMet=3∶1)，并对泌乳牦牛产奶量、乳成分及犊牛体尺指标、生长性能指标进行测定，确定泌乳牦牛饲粮中RPLys和RPMet(RPLys∶RPMet=3∶1)的适宜添加水平，为满足牦牛营养需求、减少氮排放、提升养殖效益提供一定的理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

RPLys中赖氨酸的含量为53%，含水量≤12%，过瘤胃率≥60%；RPMet中蛋氨酸含量为62%，含水量≤12%，过瘤胃率≥60%。

1.2 试验牛及生境条件

选择4.5岁左右、体况评分相近的健康的带犊泌乳牦牛40头，犊牛日龄为65～80 d，随机分为4组，每组10头，在那曲羌塘牧业发展有限公司园区开展试验。

试验地生境条件：项目实施地点位于中国西藏自治区那曲市(东经91°12′～93°02′，北纬30°31′～31°55′)。该地区属于高原亚寒带季风半湿润气候区，平均海拔4 500 m以上，年平均气温为-2.2 ℃。全年日照时数为2 886 h以上，年降水量400 mm以上。全年没有绝对无霜期，每年10月至次年5月为风雪期和土壤冻结期，6月～8月为生长期。

1.3 试验饲粮及饲养管理

对照组泌乳牦牛饲喂基础饲粮，试验组泌乳牦牛饲喂在基础饲粮中分别添加5、10、15 g/d RPLys和RPMet(RPLys∶RPMet=3∶1)[5-6]的试验饲粮。试验牛采用分栏单独饲养，自由饮水、自由采食，每天早、晚各投料1次，犊牛全母乳饲养，不添加饲粮。预试期为7 d，正试期为42 d。基础饲粮组成及营养水平见表1。

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) %

1.4 测定指标和方法

1.4.1 饲粮样品测定

饲粮样品经浓硝酸和高氯酸湿法消化后，在IRIS Intrepid Ⅱ等离子体发射光谱仪(TE，美国)上测定饲粮中钙含量(GB/T 6436—2002)；饲粮中的粗蛋白质含量按凯氏定氮法测定(GB/T 6432—1994)。

1.4.2 产奶量及乳成分测定

在饲喂起始与结束后分别测定1次产奶量，每次连续测定3 d，取3次产奶量的平均值。从奶样桶的中部位置吸取鲜奶50 mL放到采样瓶中，加入重铬酸钾30 mg进行防腐处理，充分混匀后放入4 ℃冰箱中保存，由河南全印检测技术有限公司对乳成分和氨基酸含量进行测定。

1.4.3 体重及体尺指标测定

按照文献[7]提供的方法，在饲喂起始与结束后分别测定犊牛的体重、体高、体斜长、胸围、管围，计算体躯指数、体长指数。

1.4.4 生长性能测定

在饲喂起始与结束后对犊牛进行空腹称重，记录犊牛的初始重和末重，计算总增重、平均日增重(ADG)及肥度指数。肥度指数的计算公式如下：

肥度指数(%)=(体重/体高)×100。

1.5 数据统计与分析

试验数据以“平均值±均值标准误”表示。试验数据先以Excel 2010初步整理，采用SPSS 18.0软件进行方差分析，差异显著时用Duncan氏法进行多重检验，以P<0.05为差异显著标准。

2 结果与分析

2.1 RPLys和RPMet对泌乳牦牛产奶量及乳成分的影响

由表2可知，饲粮中添加RPLys和RPMet显著提高乳蛋白含量(P<0.05)。试验组的产奶量和乳脂率略高于对照组，但差异不显著(P>0.05)，乳糖和总固形物含量对照组和试验组检测结果趋于一致。结果表明添加RPLys和RPMet能够显著提高泌乳牦牛乳蛋白含量，添加水平为10 g/d时，对其促进效果最佳。

表2 RPLys和RPMet对泌乳牦牛产奶量及乳成分的影响Table 2 Effects of RPLys and RPMet on milk yield and milk composition of lactating yaks

2.2 RPLys和RPMet对泌乳牦牛乳中氨基酸成分的影响

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为：谷氨酸>亮氨酸>脯氨酸(按试验组最高值计算)，牦牛乳中的甘氨酸和蛋氨酸的含量极少，牦牛乳中赖氨酸和蛋氨酸的比值为3.1(按试验组最高值计算)，这与饲粮中添加的RPLys和RPMet比值基本一致。饲粮中添加RPLys和RPMet对牦牛乳中氨基酸含量无显著影响(P>0.05)。

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

续表3项目Items过瘤胃氨基酸添加水平Rumen-protectedaminoacidsadditionlevel/(g/d)0(对照Control)51015P值P-value丙氨酸Alanine0.14±0.010.13±0.010.13±0.010.13±0.010.11缬氨酸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异亮氨酸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组氨酸Histidine0.21±0.010.16±0.030.21±0.020.19±0.010.06赖氨酸Lysine0.35±0.020.35±0.040.37±0.030.36±0.020.07络氨酸Tyrosine0.18±0.030.16±0.020.17±0.020.16±0.010.07总氨基酸Totalaminoacids4.12±0.344.23±0.424.66±0.154.31±0.460.06

2.3 RPLys和RPMet对犊牛体尺指标的影响

由表4可知，饲粮中添加RPLys和RPMet显著提高犊牛胸围(P<0.05)，与对照组相比，各试验组的胸围指标较对照组分别增长了2.0、7.6、4.0 cm。饲粮中添加RPLys和RPMet显著提高犊牛体驱指数，与对照组相比，分别增长了1.9%、9.2%、4.4%且存在显著性差异(P<0.05)。结果表明添加RPLys和RPMet能够显著提高犊牛的胸围和体驱指数，添加水平为10 g/d时，对二者的促进效果最佳。

表4 RPLys和RPMet对犊牛体尺指标的影响Table 4 Effects of RPLys and RPMet on body size indexes of calves

2.4 RPLys和RPMet对犊牛生长性能的影响

由表5可知，各试验组的末重均高于对照组，分别增加了2.5、10.4、11.6 kg，且存在显著性差异(P<0.05)；各试验组的总增重均高于对照组，分别增加了2.6、7.9、10.5 kg，且存在显著性差异(P<0.05)；各试验组的平均日增重均高于对照组，分别增加了0.06、0.19、0.25 kg，且存在显著性差异(P<0.05)；各试验组肥度指数均高于对照组，分别增加了2.1%、11.0%、13.2%，且存在显著性差异(P<0.05)。结果表明添加RPLys和RPMet能够显著提高犊牛的末重、总增重、平均日增重、肥度指数，添加水平为10 g/d时，对其促进效果最佳。

表5 RPLys和RPMet对犊牛生长性能的影响Table 5 Effects of RPLys and RPMet on growth performance of calves

3 讨 论

3.1 RPLys和RPMet对泌乳牦牛产奶量及乳成分的影响

国内外的研究表明，赖氨酸和蛋氨酸是影响产奶量和乳成分的第一限制性氨基酸，对乳蛋白含量的影响比对产奶量更为敏感[8-9]。在饲粮中添加RPLys和RPMet能够显著提高小肠中可消化氨基酸含量，提升消化道氨基酸平衡性，提高血液当中氨基酸含量以及进入乳腺的氨基酸含量，为乳腺中蛋白质的合成提供了充足的前体物质，进而提高了乳中蛋白质含量，为犊牛提供生长发育所需要的营养物质[10]。陈傲东等[11]选取30头体况良好的健康中国荷斯坦奶牛头胎牛,对照组饲喂基础饲粮，试验组饲喂氨基酸平衡全混合日粮，每吨精料中添加2.02 kg RPLys和1.33 kg RPMet，结果表明试验组的标准乳产量提高了2.56%。刘钢等[12]选取泌乳前期荷斯坦奶牛24头,随机设置3个组，分为玉米-豆粕组(对照组)、10%双低菜籽粕组、10%双低菜籽粕+RPLys组,进行为期40 d的饲养试验。结果表明，在奶牛饲粮中添加RPLys可以降低奶牛对蛋白质的需要量，满足奶牛对限制性氨基酸的需要量，提高奶牛的产奶量和乳蛋白率。林英庭等[13]选择胎次(3～5胎)、产奶量、产犊日期相近的健康荷斯坦泌乳高峰期奶牛24头，随机分为4组，对照组饲喂牛场常规饲粮，试验组分别在常规饲粮基础上添加不同梯度的RPLys、RPMet及棕榈油脂肪粉复合物。结果表明，饲粮中添加RPLys和RPMet可提高荷斯坦奶牛的乳脂率以及乳蛋白率。本试验的研究结果表明，当RPLys和RPMet的添加水平为10 g/d，能够提升泌乳牦牛乳蛋白含量，并能进一步提高犊牛胸围和体躯指数及末重、总增重、平均日增重、肥度指数，从侧面印证了上述研究的观点。

此外，RPLys和RPMet对泌乳牦牛产奶量和乳脂率等其他指标无显著性影响，其可能的原因是牦牛在广大藏区虽然一直被定义为乳肉兼用牛，但其产奶量很低。以那曲地区为例，其日均产奶量仅为1 kg左右，因此不能完全将其他牛种的试验结果借鉴到牦牛上来。其次瘤胃微生物蛋白(MCP)的合成需要以碳水化合物为碳架，饲粮的精粗比是影响MCP的合成的重要因素之一。当饲粮中非结构性碳水化合物(NSC)含量过高，将导致肽的含量升高，抑制蛋白质的降解，并降低瘤胃的氨含量，从而影响其产奶量及乳成分[14]。目前国内外学者得出的RPLys和RPMet对产奶量和乳成分的影响结果不一致，这很大程度上取决于试验动物品种、饲粮类型、气候条件及生理状态等多方面因素的影响。

3.2 RPLys和RPMet对母牦牛乳中氨基酸成分的影响

赖氨酸对机体的蛋白质合成、氮排泄和能量等方面有重要功能[15]。部分赖氨酸被肠道吸收后能够被机体的甲基转移酶转化成N-三甲基赖氨酸，通过一系列酶促反应最终生成肉碱，肉碱参与机体胞内脂肪酸的转运过程，将被转运到线粒体内长链脂肪酸进行氧化，为蛋白质的合成提供碳架和能量[16]；蛋氨酸能够参与机体蛋白质的合成，且机体内的蛋氨酸在酶的相互作用下能够迅速转变为胱氨酸，以满足机体的营养需求。此外蛋氨酸通过代谢能够生产聚胺[17]，在生理pH条件时,以聚阳离子形式存在，并可以与脱氧核糖核酸、磷脂、蛋白质等作用，从而影响蛋白质的合成、脱氧核糖核酸的复制和转移、酶的活性以及膜的稳定性等[18]。RPLys和RPMet对乳液中氨基酸成分含量的影响鲜见报道，前人关于赖氨酸和蛋氨酸的作用机理并未能阐明其与乳中氨基酸成分含量的直接关系。本试验的研究结果发现，虽然蛋氨酸能够在机体内转化为胱氨酸，但乳液的检测结果表明胱氨酸在乳液中的含量为0，对赖氨酸和蛋氨酸指标也无显著性影响，是否能够推测即使增加某些必需氨基酸的添加水平，也无法影响乳液中的氨基酸平衡，还需要进一步进行探索。此外根据前人的研究成果，本试验所添加的RPLys和RPMet的比例为3∶1，这与乳液中赖氨酸和蛋氨酸的比例基本一致，这其中是否存在某些必然的联系，仍有待进一步研究。

3.3 RPLys和RPMet对牦牛体尺指标的影响

赖氨酸在体内一系列酶的作用下最终转化为肉碱，肉碱可以将体内脂肪酸转运至线粒体进行脂肪酸的β-氧化，为蛋白质的合成提供碳架以及部分能量[19]。蛋氨酸可以为胆碱、核酸等甲基化合物的合成提供活性甲基，而胆碱是构成生物膜的组成成分，同时对脂肪代谢具有十分重要的作用，因此补充赖氨酸和蛋氨酸对机体的生长发育具有十分重要的意义。殷溪瀚[20]选择13月龄左右、体重和体尺相近，身体健康的荷斯坦奶公牛20头，将试牛随机分为4组，对照组饲喂基础饲粮，试验组分别在基础饲粮中分别添加15 g/d RPMet、30 g/d RPLys、15 g/d RPMet+30 g/d RPLys进行饲喂，结果表明，饲粮中添加RPMet与RPLys对荷斯坦奶公牛胸围影响显著，但对体高、体斜长则无显著影响。杨魁[21]选取24头8～11月龄、体重接近的西门塔尔杂交公牛，分别在高蛋白质饲粮和低蛋白质饲粮中添加15.5 g RPLys+13.6 g RPMet和46.0 g RPLys+35.5 g RPMet进行饲喂，结果表明，RPLys和RPMet对生长育肥牛胸宽值有显著影响。因此在泌乳牦牛饲粮中添加RPMet与RPLys，能够补充犊牛的营养需求，进而影响其体尺指标。本试验的研究结果表明，添加RPLys和RPMet能够显著影响犊牛的胸围和体躯指数，与上述研究结果一致。

3.4 RPLys和RPMet对牦牛生长性能的影响

在饲粮中添加RPLys和RPMet能够为机体的生长提供所必需的氨基酸组分，部分未过瘤胃的赖氨酸和蛋氨酸能够刺激瘤胃微生物和原虫等的生长，促进MCP的合成，使得进入小肠中的MCP含量增加，此外瘤胃内微生物活动的增强提高了瘤胃内中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)等物质的消化率，瘤胃内挥发性脂肪酸(VFA)含量增加，其中的乙酸、丙酸含量关系到反刍动物能量的供应[22-23]，对机体的生长发育具有极其重要的意义。周昌鹏等[24]选择体选取体重相近、健康无病的5月龄宁夏滩羊羯羊20只，随机分为5组，每组4只；对照组饲喂基础饲粮+4.5 g/d RPMet，试验组在此基础上分别添加2.5、5.0、7.5和10.0 g/d RPLys；结果表明在滩羊饲粮中添加适量的RPMet和RPLys可以降低料重比，减少粪氮、尿氮的排出量，增加氮的沉积。因此在泌乳牦牛饲粮中添加RPMet与RPLys，能够补充犊牛的营养需求，进而影响其的生长性能指标。本试验的研究结果表明添加RPLys和RPMet能够显著影响犊牛的末重、总增重、平均日增重、肥度指数，与上述研究结果一致。

4 结 论

饲粮中添加10 g/d RPLys和RPMet(RPLys∶RPMet=3∶1)，能够提高泌乳牦牛乳蛋白含量且能够提高犊牛胸围、体驱指数、末重、总增重、平均日增重及肥度指数。由此可见，当饲粮中添加10 g/d RPLys和RPMet(RPLys∶RPMet=3∶1)，能够提高泌乳牦牛的泌乳性能并对犊牛的生长性能产生积极影响。