母猪饲粮纤维在后肠促进褪黑素生成进而提高繁殖性能的机制研究

Exogenous melatonin can reduce the occurrence of intrauterine growth retardation and improve reproductive performance. Melatonin is a powerful and effective free radical scavenger, antioxidant and immunoregulator that can enter the fetus through the placenta and is beneficial to the growth and development of the fetus. Melatonin is produced in the pineal gland and some tissues and is produced by the production of serotonin by tryptophan metabolism. Melatonin in the gastrointestinal tract produces the largest amount. Intestinal microorganisms can produce short-chain fatty acids by breaking down the fiber, releasing signals for transmission to the intestinal chromaffin cells, promoting serotonin synthesis, which may promote the production of melatonin; fibers maintain the homeostasis of the intestinal environment, which can promote the growth of beneficial microorganisms and intestinal mucosal stability, and a large number of intestinal micro-organisms and lymphocytes located in the intestinal mucosa can synthesize melatonin. Studies have shown that the addition of fiber to the sow during gestation can improve reproductive performance, among which most of the effects similar/correlated with the effects of melatonin. Local pig breeds in China are more tolerant to roughage than the introduced pigs, have better adaptability to adverse environments, and have strong fertility. Fiber intake may also play a very important role. This effect may be related to melatonin. Therefore, we speculate that sows fed fiber can promote melatonin production in the lower gut and the synthesized melatonin can improve reproductive performance.

外源褪黑素的添加可以减少宫内发育迟缓的发生，提高繁殖性能。褪黑素作为一种强有效的自由基清除剂，抗氧化剂和免疫调节剂，可以通过胎盘进入胎儿体内，有利于胎儿的生长发育。褪黑素在松果体和某些组织中产生，通过色氨酸代谢生成的血清素来合成，同时褪黑素生成量最大的器官是胃肠道。肠道微生物可以通过发酵纤维产生短链脂肪酸，释放信号给肠嗜铬细胞促进血清素合成，进而可能促进褪黑素的生成；纤维维护了肠道内环境稳态，这可以促进有益微生物的生长和肠道黏膜的稳定，而大量的肠道微生物和位于肠道黏膜上的淋巴细胞可以合成褪黑素。研究表明纤维在母猪妊娠期添加可以提高繁殖性能，其中大部分效果跟褪黑素的作用相似/相关。我国地方猪种相对于引进猪种，更耐粗饲，对不良环境有更好的适应能力，繁殖力强。纤维的摄入量可能也起着非常重要的作用，这种作用可能与褪黑素有关。因此，我们推测母猪饲喂纤维，在后肠可以促进褪黑素的生成进而提高繁殖性能。

项目的背景：引起宫内发育迟缓猪的一个重要的原因是胎盘功能紊乱。研究表明外源褪黑素对于改善胎盘功能、提高繁殖性能的发挥有着重要的作用。褪黑素是通过色氨酸代谢生成的血清素来生成的。胃肠道的肠嗜铬细胞、微生物、食物和淋巴细胞都是胃肠道褪黑素的来源。褪黑素作为昼夜节律的调节器，自由基清除剂，抗氧化剂和免疫调节器，在妊娠和胎儿发育中起到重要作用。肠道微生物可以通过分解纤维产生短链脂肪酸，释放传递信号给肠嗜铬细胞，增加色氨酸羟化酶1的表达，促进血清素合成合成，从而促进结肠5-羟色胺生成；丙酸和丁酸能在体外刺激肠嗜铬细胞生产血清素。血清素是合成褪黑素的前体物质，肠道嗜铬细胞是胃肠道内血清素和褪黑素合成的主要场所。.主要研究内容：纤维对大鼠繁殖性能、血清素和褪黑素合成与分泌的影响；肠道微生物介导纤维调控大鼠血清素、褪黑素合成与分泌的影响；妊娠母猪日粮添加纤维或褪黑素对母猪繁殖性能的影响.重要结果：高纤维连续饲喂3胎可以改善新生仔鼠窝内变异系数、母体-胎盘氧化还原状态和胎盘结构功能；高纤维连续饲喂3胎改变了肠道微生物组成，提高结肠SCFAs浓度，促进结肠血清素的分泌以及胎盘褪黑素的生成；抗生素处理显著降低结肠微生物多样性和SCFAs，抗生素处理显著降低繁殖性能，而三丁酸甘油酯的添加可以部分改善繁殖性能，三丁酸甘油酯能够促进后肠血清素的合成与分泌，且在微生物存在的条件下效果更佳，TB改善繁殖性能与其调控胎盘血清素、褪黑素有关，纤维改善繁殖性能与肠道微生物和丁酸调节血清素合成分泌以及血清素、褪黑素功能有关；与低纤组相比，添加纤维可以显著降低IUGR发生率，提高胎盘重量，改善母猪-仔猪-胎盘氧化还原状态和胎盘线粒体功能，母猪摄入高纤维改善胎儿发育和胎盘功能与其促进胎盘褪黑素的生成和功能发挥有关。.关键数据及其科学意义：高纤维的添加降低了IUGR发生率13个百分点，这说明纤维的添加极大改善了繁殖性能。