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研究表明,在玉米-豆粕型日粮中添加1%精氨酸可提高妊娠母猪的繁殖性能。但在实际生产中,由于精氨酸的市场价格较高,添加1%精氨酸成本过高,未获得广泛推广应用。因此,本试验拟采用在小麦-豆粕型饲粮中添加0.1%L-精氨酸盐酸盐研究其对初产母猪产仔性能的影响,并通过细胞试验研究精氨酸及其代谢产物对母猪胎盘滋养层细胞的影响及其可能机制,从而为精氨酸在母猪生产中的的科学合理应用提供理论依据。试验一:试验挑选日龄和体重相近、遗传背景一致、发情日期相接近的长×大初产母猪120头,根据体重随机分成对照组和精氨酸组,每组60头,每重复一头母猪。精氨酸组是在妊娠期第30~110天小麦-豆粕型饲粮中添加0.1%L-精氨酸盐酸盐,而对照组饲粮中添加0.17%L-丙氨酸进行等氮平衡。试验期间记录窝产仔数、活仔数、仔猪体重和分娩后的胎盘重,并检测母猪妊娠第30、70和90天血浆中游离氨基酸、雌激素、多胺、一氧化氮(NO)、氨、胰岛素样生长因子-I(IGF-1)等生理指标。试验二:通过细胞试验研究不同浓度精氨酸对母猪胎盘滋养层细胞增殖影响,在不含精氨酸的特制DMEM培养基(0 mM)的基础上对母猪胎盘滋养层细胞进行精氨酸饥饿处理6 h后,分别添加不同浓度的精氨酸(0.2、0.4、0.8、1.6、3.2 m M)培养2、4和6天,利用MTT法检测母猪胎盘滋养细胞增殖,并通过线粒体膜电位试剂盒检测早期凋亡情况,用荧光定量PCR检测细胞增殖相关基因表达,并用ELISA试剂盒检测生长因子和雌激素合成,以及western blot免疫印迹法对mTOR信号通路蛋白表达进行检测。试验三:选取试验二得到的促进母猪胎盘滋养层细胞增殖的最适精氨酸浓度,采用总一氧化氮合成酶抑制剂(L-NMMA)、多胺合成抑制剂(DFMO)、NO供体硝普钠和腐胺来验证NO和腐胺对母猪胎盘滋养层细胞增殖和基因表达的影响。利用MTT法检测母猪胎盘滋养细胞增殖,应用流式细胞仪检测细胞周期,采用荧光定量PCR检测细胞增殖相关基因表达,并用ELISA试剂盒检测生长因子的合成,以及western blot免疫印迹法对mTOR和β-catenin信号通路蛋白表达进行检测。本试验研究结果表明:1)与对照组相比,在妊娠30~110天初产母猪的小麦-豆粕型饲粮中添加0.1%L-精氨酸盐酸盐,可以显著提高初产母猪的总产仔数和产活仔数(P<0.05),其中总产仔数增加1.1头(提高11.28%),产活仔数增加1.1头(提高12.64%);显著提高妊娠第70天和90天血浆中精氨酸、鸟氨酸和NO浓度(P<0.05);显著提高妊娠第90天血浆中脯氨酸和精胺浓度(P<0.05);极显著提高IGF-I浓度(P<0.01);显著降低妊娠第90天血浆中血氨的浓度(P<0.05)。2)与对照组(0 mM精氨酸)相比,母猪胎盘滋养层细胞中添加不同浓度精氨酸(0.2、0.4、0.8、1.6和3.2 mM)显著提高第2、4和6天母猪胎盘滋养层细胞增殖(P<0.05),以0.4 mM效果最佳,并能抑制第2和4天母猪胎盘滋养层细胞早期凋亡;0.4 mM、0.8 m M和1.6 mM精氨酸显著提高第4天母猪胎盘滋养层细胞PCNA mRNA相对表达量(P<0.05);0.4 mM和0.8 mM精氨酸显著提高第4天精氨酸酶mRNA相对表达量(P<0.05);0.4 mM精氨酸显著提高第2天和第4天母猪胎盘滋养层细胞培养液中NO、EGF、雌二醇和孕酮浓度(P<0.05),并提高母猪胎盘滋养层细胞中m TOR、4EBP-1、RPS6、p-4EBP-1和p-RPS6蛋白表达(P<0.05)。3)与抑制剂添加组相比,添加硝普钠和腐胺促进第2、4、6天母猪胎盘滋养层细胞增殖;提高第2和4天母猪胎盘滋养层细胞G2+S期的百分比(P<0.05);提高第2和4天母猪胎盘滋养层细胞中PCNA、IGF-I、EGF、m TOR、β-catenin的m RNA相对表达量(P<0.05);添加腐胺第2天母猪胎盘滋养层细胞中m TOR蛋白表达量显著升高(P<0.05);添加硝普钠母猪胎盘滋养层细胞中β-catenin蛋白和p-β-catenin蛋白表达量显著升高(P<0.05);添加硝普钠和腐胺第4天母猪胎盘滋养层细胞中mTOR、β-catenin和p-β-catenin蛋白表达量均显著提高(P<0.05)。综上所述,本研究发现添加0.1%L-精氨酸盐酸盐可以提高初产母猪的产仔性能。在母猪胎盘滋养层细胞培养基中添加0.4 mM精氨酸可促进细胞增殖,抑制细胞凋亡,并提高细胞中雌激素的合成和精氨酸代谢途径相关酶的基因表达量。精氨酸能通过其代谢产物NO和腐胺可激活β-catenin和mTOR信号通路,促进母猪胎盘滋养层细胞的增殖。