随着我国畜牧业养殖规模的不断扩大,蛋白质资源紧缺和氮排放污染的问题日益凸显。低蛋白饲粮具有蛋白质水平低和氮利用率高的特点,是缓解上述问题的一种有效营养策略。研究表明,生长猪的饲粮粗蛋白质（CP）水平与NRC（2012）营养需要标准比,下降3-4个百分点,同时补充必需氨基酸并不会影响猪的正常生长性能。然而,当饲粮CP水平进一步下降（极低蛋白）,即使补充了必需氨基酸和非必需氨基酸,猪的生长性能仍会受影响;而在这种极低蛋白饲粮中补充完整蛋白质,猪的机体代谢参数会得到部分修正,但生长性能依然无法恢复到正常水平。这表明,氮营养不仅是氨基酸平衡的问题。饲粮中的蛋白质不仅给动物提供所需的氨基酸,其在胃肠道中释放的肽对胃肠道生理功能也具有重要的调节作用。那么,在这种极低蛋白饲粮中补充肽源是否能改善猪的生长,以及肽源补充对胃肠道生理功能的调控是怎样的?此外,营养素的消化道化学感应在胃肠道消化生理功能中发挥着重要作用,而肽感应受体在整个消化道中表达丰富,那么低蛋白饲粮条件下,肽源的补充是否会增强消化道化学感应?这些问题目前仍不清楚。因此,本试验以猪为研究对象,通过回肠瘘管手段,研究了低蛋白饲粮补充肽源对猪的氮代谢和生长的影响;通过在低蛋白饲粮中补充不同形式的氮营养素,研究了肽源补充对胃酸分泌和胃肠传输等胃肠生理功能的调控以及肽源补充下的氮营养素胃化学感应机制。1低蛋白饲粮补充酪蛋白酶解物对生长猪的生长性能和氮利用的影响本试验旨在研究低蛋白饲粮中补充酪蛋白酶解物（HC,肽源）对猪的生长性能、氮平衡和肠道氮供应的影响。试验选用35±2日龄阉公猪24头,进行回肠末端瘘管安装手术,等猪完全恢复健康后,称重（初始体重17.95±0.47kg,63±2日龄）并被随机分配到三个饲粮处理组中,包括对照组（16%CP,Control）,低蛋白饲粮组（13%CP,LAA）和低蛋白饲粮补充酪蛋白酶解物组（13%CP,LCH）,三组饲粮用晶体氨基酸平衡必需氨基酸和非必需氨基酸,正式试验期28天。在试验期第21-25天期间,进行氮平衡试验。第1天和第29天称重,每天记录采食量,第29天上午采血并屠宰采样。结果表明,与LAA比,LCH提高了（P＜0.05）猪的平均日采食量和平均日增重（ADG）;与对照组比,LCH增加了（P＜0.05）ADG。与对照组比,LAA和LCH都降低了（P＜0.05）氮摄入、血清尿素氮、粪氮和总的氮排放,有降低尿氮的趋势（P＜0.1）,增加了（P＜0.05）表观氮利用率;LCH比LAA具有更高的氮摄入和氮沉积（P＜0.05）。与LAA 比,LCH增加了（P＜0.05）回肠CP和氨基酸的流速,且与对照组无显著差异。然而,回肠CP和AA的流量在LAA和LCH组间无显著差异,但都低于对照组（P＜0.05）。综上,低蛋白饲粮补充HC提高了猪的采食量和体增重,增加了回肠氮供应量和体氮沉积,改善了猪的生长。2酪蛋白酶解物对生长猪消化道化学感应和胃酸分泌的调控本试验研究了 HC对口腔和胃的氮营养素感应受体表达和胃酸分泌及其激活信号路径的影响。选用16头初始体重为19.09±0.61 kg的生长猪,随机分配到两个饲粮处理组中,两组饲粮分别添加完整酪蛋白（IC）和HC,试验期28天。在第29天早上,采血并屠宰采集舌背、胃体和胃窦组织,以及胃和空肠食糜,用于分析胃肠氮营养感应体的表达、胃肠激素变化以及胃酸分泌相关调控路径变化。结果表明,与IC比,HC上调了（P＜0.05）舌背、胃体和胃窦部位的肽感应受体GPR92、氨基酸感应受体T1R1和肽/氨基酸共同感应受体CaSR的mRNA和（或）蛋白表达水平。HC增加了（P＜0.05）胃腔中游离盐酸的浓度,降低了（P＜0.05）胃腔pH值。而且,HC增加了（P＜0.05）胃体部位的泌酸细胞（壁细胞）数量和质子泵H+,K+-ATPase活力,同时伴随着质子泵活化的胞外刺激物乙酰胆碱、组胺和胃泌素浓度以及胃体组织上它们各自的受体H2R、CCK2R和M3R表达水平的增加（P＜0.05）,以及胞内信号物质cAMP、PKA、PKC和CaMKⅡ水平的上升（P＜0.05）。此外,HC也增加了（P＜0.05）猪胃蛋白酶活力并降低了（P＜0.05）胃腔中微生物蛋白的浓度。这些结果表明,与IC比,HC增强了猪消化道化学感应,激活了胃质子泵活化的信号路径,增加了胃泌酸细胞数量,促进了胃酸分泌,提高了胃蛋白酶的活力。3酪蛋白酶解物对生长猪胃菌群结构的影响胃菌群与胃生理功能关系密切。上一章的研究表明,HC促进了胃酸分泌,这对胃菌群结构有重要影响。本试验进一步研究了HC补充的情况下,猪胃不同位点菌群结构及功能的变化。选取16头生长猪（初始体重为19.09±0.61kg）,随机分配到两个饲粮处理组,分别饲喂添加IC或HC的饲粮,试验期28天。在第29天上午屠宰,分别采集胃食糜、胃体组织和胃窦组织,用于分析胃不同位点的菌群结构。结果表明,与IC 比,HC显著减少了（P＜0.05）胃食糜和胃体中的总菌数量,但不影响胃窦部位的总菌数。在菌群α多样性方面,与IC比,HC组的菌群丰富度指数（Chao和Ace）在胃食糜中降低（P＜0.05）,而在胃窦中则增加（P＜0.05）;HC组的多样性指数（Inv-Simpson和Shannon）在胃体和胃窦处均显著增加（P＜0.05）。而且,PCoA的结果表明,IC和HC组的菌群结构在胃体和胃窦中均显著区分开（AMOVAP＜0.05）。在优势菌属组成方面,与IC比,HC增加了（P＜0.05）胃体和胃窦处多个菌属的相对丰度,并减少了这两个位点的有害菌-弯曲菌属的相对丰度（P＜0.05）。PICRUSt结果表明,与IC 比,HC增强了胃体和胃窦的菌群碳水化合物代谢（P＜0.05）。以上结果表明,与IC 比,HC改变了猪黏膜胃菌群结构,增加了胃体和胃窦菌群多样性,减少了弯曲菌属等有害菌的丰度,提高了菌群碳水化合物代谢。4酪蛋白酶解物对生长猪胃肠道传输功能和肠道养分流量的影响胃肠道养分传输是胃肠道生理功能的重要方面。本试验采用回肠瘘管猪模型,研究了 HC对猪胃肠道传输功能和肠道养分流量的影响。选用35±2日龄的健康阉公猪16头,进行回肠末端瘘管安装手术,等完全恢复后（63±2日龄）,随机分为两组（n=8）,开始正式试验（初始体重为19.09±0.61kg）,分别饲喂添加IC和HC的饲粮,试验期28天。在第22-26天期间,收集粪样和回肠食糜,用于分析肠道养分流量和流速。在第29天,采集胃肠组织和血清用于分析胃肠道传输功能。结果表明,与IC比,HC增加了（P＜0.05）血清和胃体组织中的胃饥饿素浓度以及相关基因表达,增加了（P＜0.05）胃体组织中Cajal间质细胞（ICC）的marker蛋白c-kit的mRNA和蛋白表达水平以及ICC的数量,增加了（P＜0.05）胃体肌肉层厚度,这些结果表明胃肠道传输功能增强。在养分流量方面,与IC 比,HC增加了（P＜0.05）回肠干物质（DM）、有机物（OM）、粗纤维（CF）、无氮浸出物（NFE）、粗灰分和淀粉的流速和流量,增加了（P＜0.05）粪样CF的外排。此外,DM、OM、NFE以及淀粉的后肠消失量在HC组也增加（P＜0.05）。以上结果表明,相比于IC,HC增强了猪胃饥饿素信号,促进了胃体起搏细胞ICC和肌肉层的生长,增强了胃肠道传输功能,提高了回肠养分（特别是碳水化合物）的流量。5酪蛋白酶解物对生长猪回肠和粪样的营养底物组成和菌群响应的影响肠道营养底物的可利用性是影响肠道菌群组成与代谢的关键因素。上一章结果表明,HC提高了回肠养分流量,而养分流量与底物可利用性关系密切。本试验研究了HC对回肠和粪样营养底物的可利用性、菌群结构及其代谢产物的影响。选用35±2日龄的健康阉公猪16头,进行回肠末端瘘管安装手术,等完全恢复后（63±2日龄）,随机分为两组（n=8）,开始正式试验（初始体重为19.09±0.61 kg）,分别饲喂添加IC和HC的饲粮。在试验第4周的回肠和粪样流量测定试验时,收集回肠食糜和粪样,用于测定营养底物、菌群组成及其代谢物的测定,以研究营养底物与菌群响应的关系。结果表明,与IC比,HC显著提高了（P＜0.05）回肠NFE、淀粉和总碳水化合物的浓度,降低了（P＜0.05）回肠CP和总氮的浓度,提高了（P＜0.05）回肠底物碳氮比;HC对粪样营养底物水平无显著影响。在菌群结构方面,与IC 比,HC提高了（P＜0.05）回肠OTU数和多样性指数（Inv-Simpson和Shannon）,而降低了（P＜0.05）粪样的OTU数、丰富度指数（Ace和Chao）和多样性指数（Inv-Simpson和Shannon）。在菌群组成方面,与IC比,HC主要显著提高了（P＜0.05）回肠优势菌属中的链球菌属（Streptococcus）和大肠杆菌-志贺菌属（Escherichia-Shigella）的相对丰度。在菌群代谢物方面,与IC比,HC显著提高了（P＜0.05）回肠乳酸、丙酸和总短链脂肪酸水平,降低了（P＜0.05）回肠生物胺水平;HC提高了（P＜0.05）粪样的丁酸、戊酸和总短链脂肪酸的浓度,降低了（P＜0.05）粪样氨的浓度。此外,HC还提高了（P＜0.05）空肠和回肠的绒毛高度。以上结果表明,HC对猪小肠营养底物和菌群响应的影响更明显,提高了回肠底物碳水化合物水平,增加了简单碳水化合物利用菌（链球菌属）的相对丰度,并提高了微生物碳水化合物代谢产物（乳酸和短链脂肪酸）的水平,改善了小肠形态。综上所述,本研究表明,在低蛋白饲粮条件下,补充酪蛋白酶解物可以刺激猪口腔和胃的氮营养化学感应,增强胃酸分泌和胃肠传输功能,增强胃肠道微生物碳水化合物代谢,改善小肠形态,并提高采食量、小肠养分流量和机体氮沉积量,促进猪的生长。