氨基酸可以通过信号作用影响蛋白质的合成,在泌乳动物的研究表明,单一必需氨基酸对哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1(mTORC1)信号途径有不同影响,因而对乳蛋白的合成有不同的调控作用。尚未在生长动物系统研究单一必需氨基酸影响mTORC1信号途径的差异性,鉴于在生长反刍动物开展该研究存在的经济和技术上的困难,本课题以模式动物生长大鼠为试验动物,观察单一必需氨基酸对肌肉组织mTORC1信号途径及生长性能的影响。1.生长速度-蛋白摄入量响应曲线:为获得大鼠生长速度-蛋白摄入量响应曲线,在2%~26%范围内,按4%步幅设计7种不同粗蛋白(CP)水平日粮,测定大鼠生长速度、蛋白摄入量,为减小摄入能量差异所带来的影响,将非蛋白摄入所占的能量作为固定效应,利用数据拟合获得该曲线。由美国AIN-93G标准确定正对照组日粮蛋白水平为18%,由获得的曲线确定与正对照体增重有差异显著(P<0.05)时的日粮蛋白水平为6%,分别作为后续试验的高蛋白对照日粮和低蛋白添加单一必需氨基酸日粮。2.低蛋白日粮添加单一必需氨基酸试验:分别以18%(HP)和6%(LP)CP日粮为正负对照,试验处理分别为LP+单一必需氨基酸,共12个试验组。单一必需氨基酸添加量为按酪蛋白构成,该必需氨基酸在HP与LP日粮的含量差,各必需氨基酸添加量在1.52~11.0 g/kg干物质之间,添加后的日粮CP水平在6.15%~7.10%之间。与负对照LP比较,LP日粮添加组氨酸(His)、异亮氨酸(Ile)、赖氨酸(Lys)、苏氨酸(Thr)和色氨酸(Trp)显著提高了大鼠的体增重(P<0.01),但仍显著低于正对照(HP)。与负对照组相比,LP日粮添加Lys和His组大鼠的采食量显著升高(P<0.05)。试验组的内脏重量与正对照组相比显著降低(P<0.05),但与负对照相比无显著差异。与负对照组相比,低蛋白添加Lys组胴体重有显著提高,添加Thr组和四肢重有显著提高。除添加精氨酸(Arg)和苯丙氨酸(Phe)组外,其他试验组的血浆氨基酸浓度随添加的氨基酸种类而变化,添加Arg和Phe组的血浆氨基酸浓度不受试验处理的影响。试验组中受影响较大的非必需氨基酸(NEAA)有丙氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、丝氨酸和半胱氨酸(P<0.05),这表明添加单一必需氨基酸会使氨基酸失衡,可能会使肝脏氨基酸代谢增加。低蛋白添加Lys和Thr组与负对照组相比,mTOR及其下游信号蛋白P70 S6K1的磷酸化水平显著升高(P<0.05),与正对照组相比也有显著差异(P<0.05)。与正对照组相比,低蛋白添加His、Lys和Thr组4EBP1蛋白磷酸化程度显著降低(P<0.05),但各试验组之间没有显著差异。低蛋白添加His与负对照组相比,mTOR和P70S6K磷酸化程度没有显著差异。结果表明,添加Lys和Thr会促进骨骼肌mTOR信号通路磷酸化,可能通过mTOR刺激骨骼肌蛋白合成促进生长发育。结论:1.降低饲料中粗蛋白含量可以降低大鼠机体蛋白质合成代谢水平,提高饲料中氮的利用效率。2.与蛋白水平为6%的日粮相比,添加His、Lys、Thr、Ile和Trp可以提高生长大鼠体增重,提高氮的利用效率。3.Lys和Thr可能通过mTOR通路刺激骨骼肌蛋白合成,对生长起到正调控的作用。