仔豬早期斷奶和母豬信息傳遞課件

仔豬早期斷奶

和母仔信息傳遞養(yǎng)豬業(yè)的核心生產(chǎn)線基因表達(dá)生理調(diào)控生長(zhǎng)、免疫、繁殖外部投入：

營(yíng)養(yǎng)

管理內(nèi)部投入：

基因型（品種）

養(yǎng)豬的目的：通過豬的“生命活動(dòng)”將相對(duì)廉價(jià)的飼料轉(zhuǎn)換為具有更高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的豬肉?！吧顒?dòng)”：基因、環(huán)境都經(jīng)人工改造的、有商業(yè)目的的。品種適應(yīng)環(huán)境多種功能整合仔豬是養(yǎng)豬生產(chǎn)線的關(guān)鍵調(diào)控點(diǎn)仔豬新生和斷奶前后死亡率高仔豬的健康和快速生長(zhǎng)決定全程生產(chǎn)效率仔豬生長(zhǎng)潛力尚未得到充分發(fā)揮母乳是斷奶前仔豬的主要營(yíng)養(yǎng)來源母乳不能滿足商業(yè)化生產(chǎn)的仔豬生長(zhǎng)需求母乳與仔豬生長(zhǎng)發(fā)育

每kg液態(tài)乳大約含200

g干物質(zhì)（55

g粗蛋白，50

g乳糖，80

g脂肪，5.4MJ／kgME)。

仔豬每增重1kg大約需要4

kg乳。仔豬3周哺乳期內(nèi)平均日增重250g/d，每頭仔豬需1kg

乳，平均每窩10頭，需10kg，加上仔豬維持能量需要，哺乳10頭仔豬的母豬日乳產(chǎn)量至少需13kg。實(shí)驗(yàn)條件下人工飼養(yǎng)的仔豬的生長(zhǎng)速度比生產(chǎn)條件下顯著升高（仔豬生長(zhǎng)潛能）。仔豬生長(zhǎng)潛能

最高紀(jì)錄：10～50日齡仔豬自由采食還原牛奶（20%干物質(zhì)），30日齡體重達(dá)25kg，平均日增重近600g/d（Hodge,1974）。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：一組仔豬出生后就斷奶，飼喂液體代乳料到3周齡，對(duì)照組由母豬哺乳到3周齡斷奶，兩組仔豬斷奶后日糧相同。對(duì)照組斷奶重6.4kg，75日齡37kg；試驗(yàn)組斷奶重9.8kg，75日齡46kg（Harrell等，1993）。新生仔豬的生長(zhǎng)潛能比母豬喂養(yǎng)條件的仔豬生長(zhǎng)速度高75%（Boydetal等，1995）。

母乳是仔豬理想的食物嗎？母乳的營(yíng)養(yǎng)和生理作用

給仔豬提供營(yíng)養(yǎng)；

富含免疫球蛋白，提供被動(dòng)免疫；含各種激素和生物活性物質(zhì)（GH、T3、T4、IGF-1等），傳遞母畜信號(hào)，啟動(dòng)仔畜的各種功能，包括：腸上皮細(xì)胞增殖、分化，消化酶和生物活性肽合成與分泌，轉(zhuǎn)運(yùn)載體和激素受體的表達(dá)。有助于仔豬胃腸道的成熟和發(fā)育，形成健康的微生物區(qū)系。初乳和常乳初乳：產(chǎn)后24～48h內(nèi)分泌的乳汁。初乳蛋白質(zhì)含量大約是常乳的3倍，含大量的免疫球蛋白。仔豬分娩后的數(shù)小時(shí)內(nèi)腸道可完整地吸收這些免疫球蛋白。常乳：從初乳轉(zhuǎn)變?yōu)槌Ｈ槭且粋€(gè)逐步的過程，通常在泌乳的第1周完成。常乳固形物和蛋白質(zhì)的濃度降低，乳糖和脂肪含量增加。同時(shí)免疫球蛋白的含量也顯著降低。初乳和常乳中氨基酸組成（g/100g氨基酸）氨基酸初乳常乳初乳和常乳中礦物質(zhì)含量（mg/100g）礦物質(zhì)初乳常乳常乳中鈣的含量是初乳的2倍以上；常乳中鈣/磷比大約為1.4；豬的初乳和常乳中都缺鐵（自然狀態(tài)下可以從土壤中獲得）。豬乳對(duì)商業(yè)化生產(chǎn)仔豬的局限性泌乳量不足：要想使仔豬完全發(fā)揮遺傳潛力，母豬在泌乳第21d時(shí)需產(chǎn)18kg以上的乳汁（Harrell等，1993）。營(yíng)養(yǎng)組成缺陷：蛋/能比低（9～10g/MJ），有利于沉積脂肪而不是瘦肉（適應(yīng)自然條件）。仔豬蛋白質(zhì)沉積最大而脂肪沉積最小，豬乳的蛋白質(zhì)水平需要提高約50%（Williams,1995)

。豬乳缺乏鐵、銅和維生素D（自然條件下，仔豬可以通過接觸土壤和陽光而獲得這些營(yíng)養(yǎng)素），而在商業(yè)化生產(chǎn)條件下，仔豬必須在斷奶前補(bǔ)鐵，斷奶后立即添加各種維生素和礦物質(zhì)。早期斷奶：優(yōu)勢(shì)與問題

優(yōu)勢(shì)

問題

提高母豬繁殖率提高生長(zhǎng)期生產(chǎn)性能控制傳染病垂直感染仔豬食欲下降消化功能紊亂生長(zhǎng)抑制飼料利用效率低免疫力下降異常行為發(fā)生率升高斷奶日齡：12～21/21.5d

（仔豬生長(zhǎng)性能）Cwt=100磅=45.5kg斷奶日齡：8～31d

（母豬生產(chǎn)性能）斷奶到發(fā)情：4周斷奶最快，最短6天就能再次發(fā)情；

產(chǎn)仔數(shù)和產(chǎn)活仔數(shù)：隨斷奶日齡增加年產(chǎn)仔數(shù)：4周斷奶最高(Xueetal.,1993)斷奶日齡：8～42d

（母豬生產(chǎn)性能）教槽料：“媽媽的味道”母豬妊娠后期飼料中添加茴芹香料（F），出生后半數(shù)仔豬由對(duì)照組母豬（C）代乳，仔豬25d斷奶，飼喂對(duì)照和加相同香料的乳豬料，從而分為四組：CC、CF、FC、FF；香料組仔豬斷奶后采食量增加，體重增加；腹瀉率下降；爭(zhēng)斗行為減少；改善仔豬健康和福利。Oostindjer等（2010）PhysiolBehav.99:579-86.母豬=母乳？母體效應(yīng)、代謝程序化胎兒程序化（Fetalprogramming）營(yíng)養(yǎng)程序化（Nutritionalprogramming）代謝程序化（Metabolicprogramming）成年健康和疾病的發(fā)育起源（Developmentaloriginsofadulthealthanddisease）子宮內(nèi)生長(zhǎng)受阻（IUGR）人類代謝綜合征的發(fā)育起源出生重過高和過低，2型糖尿病發(fā)生率均高于正常體重組（P<0.001)(FromDabeleaetal,DiabetesCare22:944,1999)Prevalence(%)人類代謝綜合征的發(fā)育起源RateofdiabetesAdjustedforageandsex(%)(fromPettitetalLancet350:166,1997)人工喂養(yǎng)和輔助人工喂養(yǎng)的嬰兒糖尿病發(fā)生率顯著高于單純母乳喂養(yǎng)的嬰兒母親肥胖、糖尿病母體營(yíng)養(yǎng)不良,應(yīng)激,抽煙葡萄糖養(yǎng)分,pO2胎盤結(jié)構(gòu)/生理功能改變InsulinIGF-1LeptinInsulinIGF-1Leptin生長(zhǎng)過度胎兒生長(zhǎng)受阻胎兒肥胖、糖尿病風(fēng)險(xiǎn)皮質(zhì)醇母體編碼后代免疫、應(yīng)激和行為模式下丘腦-垂體-腎上腺軸（豬75胎齡時(shí)發(fā)育）調(diào)節(jié)代謝、生長(zhǎng)速度、胴體組成和肉質(zhì)調(diào)節(jié)應(yīng)激和免疫調(diào)節(jié)行為模式有其母（養(yǎng)母）必有其女：大鼠“好媽媽”、“壞媽媽”，新生仔鼠代養(yǎng)，分為四組；無論什么遺傳背景，好媽媽哺育的雌性后代也成為好媽媽；伴隨HPA軸功能的改變；伴隨表遺傳修飾的變化；這種后天獲得的表型可以遺傳表觀遺傳學(xué)簡(jiǎn)介DNA遺傳密碼（ATCG）足以編碼復(fù)雜的生命現(xiàn)象嗎？為什么DNA結(jié)構(gòu)完全相同的人和鼠表型不同？后天獲得的性狀能遺傳嗎？染色體染色質(zhì)與核小體DNAentersthenucleosomeviainteractionwiththe(H2A+H2B)dimer,windstwicearoundthetwo(H3+H4)dimersformingthecenterofthecoreandthenexitsthenucleosomeviainteractionwiththeother(H2A+H2B)dimerasshowninthenextslide….組成:1四聚體(H3-H4)22二聚體(H2a-H2b)146basepairsDNA核小體和組蛋白NucleosomeStructurewithouttheDNALuger,etal.,Nature389,251-60(1997)blue:H3;green:H4;yellow:H2A;red:H2B組蛋白游離的氨基末端是表遺傳修飾的靶點(diǎn)5’5’3’3’

基因表達(dá)的表遺傳調(diào)控核小體重塑DNA甲基化組蛋白修飾基于RNA的調(diào)節(jié)機(jī)制DNA上核小體的重新配置

核小體重塑Originalobservationsofmethylcytosine:Plants&Animals:Wyatt,Nature166237-8(1950)Bacteria&Phage:DunnandSmith,Nature175336-7(1955)5’5’3’3’CH3|CH3|CH3|CH3|CH3|CGCGCGCGCGCGCGCGCGCGCH3|CH3|CH3|CH3|CH3|CytosineCytosine5-MethylcytosineDNMT1-“maintenance”methytransferase(methylatestheunmethylatedstrandofhemimethylatedDNA)

DNA甲基化Originalidentificationofhistonemethylationandacetylation:Allfrey,ProcNatlAcadSciUSA51:786-94(1964)H3K27me3=3methylsonlysine27ofH3Methylation–mono,di,trimethylationpossible

組蛋白修飾GeneactivationcorrelatedwithH3-K9acetylation

GenesilencingassociatedwithH3-K9methylation

組蛋白修飾與轉(zhuǎn)錄活性的關(guān)系H2A~16states

H2B~64states

H3~900states

H4~120states每個(gè)核小體有2x4個(gè)組蛋白，每個(gè)核小體所含的信息量：

162x642x9002x1202=1.2x1016每個(gè)哺乳動(dòng)物細(xì)胞有~107核小體“Code”or“Language”?

組蛋白密碼復(fù)雜性的計(jì)算轉(zhuǎn)錄后基因沉默(PTGS)miRNAs(~22-ntlong).siRNAs=smallinterferingRNAs(21-23ntlong)piRNA=Piwi-interactingRNA(26-31ntlong)轉(zhuǎn)錄水平基因沉默(TGS)SamesiRNAsinduceDNAmethylation,histonemethylation,nucleosomeremodeling.不同的表遺傳機(jī)制交互作用，產(chǎn)生各種表現(xiàn)型，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生反應(yīng)，并將獲得的性狀傳遞給下一代。在一定的條件下，這種表遺傳導(dǎo)致的性狀可以被逆轉(zhuǎn)。

基于RNA的調(diào)節(jié)機(jī)制具有轉(zhuǎn)錄活性的DNA（上）不具有轉(zhuǎn)錄活性緊密的染色質(zhì)（下）。Transcriptionallyactivechromatinisassociatedwithacetylatedhistones,whereasinactivechromatinhasmethylatedDNAandde-acetylatedhistones,aswellasotherhistonemodificationsthatarenotshown.基因表達(dá)表遺傳調(diào)節(jié)：豬的個(gè)性（翻背試驗(yàn)）豬的個(gè)性（迷宮試驗(yàn)）中國(guó)二花臉和梅山豬體型小，生長(zhǎng)慢性成熟早，產(chǎn)仔數(shù)多體脂含量高瘦肉率低肌內(nèi)脂肪含量高性情溫和，母性好比利時(shí)皮特蘭豬體型大，生長(zhǎng)快瘦肉率高應(yīng)激綜合征和PSE肉發(fā)生率高性情暴躁母性較差豬的品種特性與表遺傳品種3-days10-days17-days二花臉3.36±0.22Aa1.98±0.19Ab1.76±0.24Ab皮特蘭8.00±0.40Ba5.58±0.51Bb4.21±0.40Bc皮X二6.17±1.85Ca5.26±0.23Bb3.66±0.25Bc二花臉豬性情溫順，抗應(yīng)激；血液皮質(zhì)醇水平高，應(yīng)激狀態(tài)下HPA軸反應(yīng)低；GR基因啟動(dòng)子表遺傳標(biāo)記不同；母豬營(yíng)養(yǎng)改變HPA活性和表遺傳。反思？？？