随着生猪养殖业规模化和集约化发展，在封闭猪舍进行饲养时，猪缺乏紫外线的照射，无法自身合成维生素D（VD），只能从食物中摄取。生猪养殖生产中，若日粮中VD水平不足，可能导致机体钙磷代谢紊乱，从而导致佝偻等疾病的发生；若日粮中VD水平太高，又会导致机体中毒，采食量降低，甚至死亡[1-2]。因此，猪日粮中适宜的VD水平对于提高其生长性能、保持机体健康尤为重要。本文主要对VD在各生理阶段猪生产中的研究进行综述，为其在生猪养殖业中的进一步应用提供参考。1VD概述VD主要有VD2、VD3、25(OH)D3和1,25-二羟基维生素D3[1,25(OH)2D3]几种形式。VD2的前体是来自植物的麦角固醇。VD3可从食物中获取或由皮肤中7-脱氢胆固醇经紫外线照射而成，并主要以乳糜微粒的形式在小肠被吸收。吸收后的VD3在肝脏经线粒体胆固醇27-羟化酶（CYP27A1）和细胞色素P450家族2亚家族R成员1（CYP2R1）催化合成25(OH)D3[3]，25(OH)D3是血液中VD的主要形式，其浓度可反映机体VD状态。当血清25(OH)D3水平低于20 μg/L时，被认定为VD缺乏；血清中25(OH)D3水平为20~50 μg/L时，认定为充足[4]。25(OH)D3生物活性很低，经过肾脏近端肾小管上皮细胞1α-羟化酶（CYP27B1）作用合成1,25(OH)2D3，后者的活性很高，是VD发挥生理功能的主要活性形式。1,25(OH)2D3进入循环系统后，与VD结合蛋白（VDBP）结合，通过内分泌形式运输到靶组织，当释放VDBP后，1,25(OH)2D3可通过细胞膜扩散到细胞中，与高亲和力的VD受体（VDR）结合，配体受体复合物与维甲酸X受体二聚体化形成复合物，再与目的基因VD反应元件结合，进而调控目的基因的表达，这是VD发挥基因型作用的调节机制。此外，VD也可以发挥非基因型作用，其主要是通过细胞膜维生素D受体（VDR）发挥信号转导作用，包括增加肠道对钙的吸收，打开门控钙离子通道，提高成骨细胞和骨骼肌细胞钙离子的吸收等[5]。肠道对钙的吸收可以分为三步：钙通过肠上皮细胞顶端钙离子通道——瞬时感受器电位离子通道蛋白V亚族6（TRPV6）进入肠细胞；与肠细胞中钙结合蛋白（calbindin-D9k）进行结合；钙离子通过肠细胞基底膜细胞膜钙泵（PMCA1b）排出。而TRPV6和calbindin-D9k是1,25(OH)2D3在肠道的主要目标调节蛋白[6]。2VD对仔猪生长性能和免疫功能的影响猪营养需要（NRC）[7]推荐5~11 kg仔猪的VD3需要量为220 IU/kg，我国猪饲养标准[8]推荐8~25 kg保育猪的VD3需要量也为220 IU/kg。但在商业日粮中，VD3的添加水平远高于推荐标准。Flohr等[9]研究表明，新出生仔猪一次性口服40 000和80 000 IU的VD3，对断奶前以及保育阶段平均日增重（ADG）、平均日采食量（ADFI）和料重比（F/G）无显著影响；新出生7 d的仔猪口服40 000 IU/kg的VD3以及断奶后的仔猪饲喂1 378、13 780 IU/kg的VD3，同样对仔猪的生长性能无显著影响；而在断奶后的仔猪日粮中补充44 100 IU/kg的VD3能够显著降低仔猪的ADFI。也有研究发现，每天给予断奶仔猪0~15 000 IU的VD3对生长性能无显著影响，但是150 000 IU的VD3显著降低了试验前15 d仔猪的ADG，并在第12~18 d出现厌食、嗜睡等中毒症状[1]。Jang等[10]通过注射或者饮水方式给予仔猪VD3，对生长性能也无显著影响。上述结论表明，日粮中VD3添加水平增加对仔猪的生长性能无显著性影响，但是过量添加VD3不仅会增加饲料成本，还会导致仔猪出现中毒症状。目前普遍认为25(OH)D3的生物效价高于VD3[11-12]，因此，25(OH)D3也被广泛用于日粮配方中。Yang等[13]和Zhang等[14]研究均表明，不同水平25(OH)D3对断奶仔猪的生长性能无显著影响。廖波[15]研究发现，日粮中添加2 200 IU/kg的25(OH)D3具有改善断奶仔猪ADG和ADFI的趋势，但差异不显著。虽然日粮中添加25(OH)D3对仔猪生长性能无显著影响，但显著增加了断奶仔猪血清中25(OH)D3水平和血液中白细胞数量，同时增强血液和支气管肺泡腔室中白细胞的吞噬能力[16]。但是也有个别研究认为，VD可改善生长性能。断奶仔猪饲喂2 500 IU/kg的VD3能够显著降低试验第12~21 d的腹泻指数，增加第1~7 d的平均日增重，提高第15~21 d的饲料利用率[17]。Zhou等[18]发现，在2 000 IU/kg VD3的基础上，再添加2 000 IU/kg的25(OH)D3能够显著提高仔猪ADG和ADFI。特别是在低钙低磷日粮中添加25(OH)D3，可显著提高断奶仔猪的ADG[19-20]。造成上述试验不同结果的原因可能与饲养管理方式、日粮组成、试验时间以及VD来源不同等因素有关。虽然大部分研究表明不同来源或水平的VD对仔猪生长性能无显著影响，但是其对仔猪机体仍具有较强的免疫调节作用，特别是对于免疫功能不完善的仔猪抵抗外源病原菌感染具有重要作用。有研究表明，断奶仔猪日粮中添加2 200 IU/kg的25(OH)D3可显著提高受轮状病毒（RV）攻毒仔猪的生长性能，同时降低仔猪的腹泻率和腹泻指数[15]。Zhao等[21]在日粮中添加5 000 IU/kg VD3也能够显著缓解RV导致的猪生长性能下降，并降低血清中白细胞介素-6（IL-6）和白细胞介素-2（IL-2）的水平。Tian等[22]认为，VD3可能通过诱导肠细胞自噬，抑制轮状病毒的复制，从而缓解病毒感染。Yang等[23]在断奶仔猪日粮中添加高剂量的25(OH)D3可显著缓解猪流行性腹泻病毒感染导致的腹泻，并且抑制肠道炎性细胞因子的表达。此外，在我国《饲料添加剂安全使用规范》中规定，25(OH)D3在配合饲料或全混合日粮中的最高添加量不得超过50 μg/kg。而有研究表明，即使日粮中添加250 μg/kg 25(OH)D3对猪的生长性能也无显著影响[24]。在实际生产中，仔猪日粮中VD的添加水平为2 200~5 000 IU/kg较为适宜。3VD对生长育肥猪生长性能和肌肉品质的影响Regassa等[25]研究发现，日粮中添加50、100 μg/kg的25(OH)D3对生长猪ADFI、ADG和F/G均无显著影响。采用25 μg/kg的25(OH)D3替代日粮中1 000 IU/kg的VD3同样对生长育肥猪的生长性能无显著影响，但是可以提高日粮中钙的消化率[26]。而最新研究表明，随着日粮中VD添加水平的增加，F/G呈降低的趋势[27]。Zhang等[28]在生长育肥猪日粮中添加50 μg/kg的25(OH)D3对ADG和ADFI无显著影响，但是显著降低了F/G。尽管大部分研究表明，VD对育肥猪生长性能影响不显著，但是其对改善猪肌肉肉色却具有积极作用。有研究表明，宰前9 d补饲50 000 IU/kg的VD3对育肥猪屠宰性能无显著影响，但降低了臀肌24 h亮度（L24 h值）[29]。Wiegand等[30]研究发现，屠宰前3 d，每天饲喂500 000 IU的VD3可显著降低屠宰后7、14 d肌肉L值，显著增加屠宰后14 d肌肉红度（a值）。而与添加50 μg/kg的VD3、25(OH)D3和VD2相比，添加50 μg/kg富含VD2的蘑菇可显著改善猪的生长性能，增加肌肉a值、降低肌肉黄度（b值）[31]。Duffy等[32]研究发现，日粮中添加50 μg/kg 25(OH)D3增加了肌肉a值和剪切力，降低了肌肉L值。有研究表明，饮水中添加700 000 IU/L的VD3能够显著增加猪血清和肌肉中α-生育酚的水平，显著降低硫代巴比妥酸值（TBARS）[33]，其结果表明，VD对肌肉肉色的改善作用可能与其具有较强的抗氧化能力有关。因此，在屠宰前，短期补饲高剂量的VD可以作为改善肌肉肉色的一种营养方式。4VD对种猪繁殖性能的影响目前，关于VD对公猪繁殖性能的研究文献相对较少。黄洋等[34]发现，VD可显著缓解过氧化氢导致的猪睾丸间质细胞氧化损伤，增加细胞睾酮的分泌。魏冬芹等[35]研究表明，与同等水平（50 μg/kg）VD3相比，种公猪日粮中添加25(OH)D3可有效改善精子的形态和运动能力。董洪俊[36]研究发现，日粮中添加2 000 IU/kg的VD3，可通过改善公猪机体VD状态，促进精子VDR和VD代谢酶基因的表达，促进生殖激素分泌，并且提高精液营养物质含量，从而改善精液品质。在妊娠和哺乳阶段，由于胎儿生长和产奶的需要，导致母猪对钙的需求量增加，这种额外的需求可能会动员机体骨骼钙的释放，极易造成骨骼的钙流失，从而导致跛行甚至是骨折。骨骼问题也是商业条件下母猪被淘汰的主要原因之一，对养猪业造成巨大损失。而VD可以增加血液中钙和磷的水平，促进骨骼矿化。因此，日粮中VD水平及母猪机体VD状态就显得格外重要。Weber等[37]发现，母猪妊娠和泌乳日粮中添加25(OH)D3可以增加妊娠后期血液中骨原胶联（crosslaps）的水平，表明25(OH)D3改善了母猪骨骼状态，减少骨周转。而血清中碱性磷酸酶活性也被认为是骨形成的指标之一[38]。研究发现，在母猪日粮中添加50 μg/kg的 25(OH)D3可以增加母猪妊娠后期以及哺乳期血清中碱性磷酸酶的活性，促进钙的吸收[39-40]，表明25(OH)D3促进了母猪的骨形成；同时还显著增加了新生仔猪骨强度和骨密度。因此，日粮中添加足量水平的VD可以促进母猪骨形成，改善母猪骨骼状态。仔猪出生时，由于体内25(OH)D3水平较低，极易造成VD缺乏。之前研究认为，母猪乳汁中几乎不含VD。母体更多是通过脐带血将VD代谢产物传递给新生儿，很少通过乳汁进行传递[39-41]，因此新生仔猪体内VD水平很大程度上依赖在母体胎儿时期的储备。但是后来研究发现，随着日粮中VD3添加水平的增加，显著增加母猪乳汁中VD3和仔猪血清中25(OH)D3的水平[42]。Flohr等[43]发现，增加哺乳母猪日粮中的VD水平可显著增加仔猪血清中25(OH)D3的浓度，表明VD可通过乳汁传递给仔猪。在后备母猪日粮和妊娠母猪日粮中添加50 μg/kg 25(OH)D3，显著增加母猪及其胎儿血浆中25(OH)D3的水平[11]。不论是VD3还是25(OH)D3，当添加量达到50 μg/kg时，就可以满足妊娠母猪的VD需要，促进VD在胎儿组织中的积累，保持后代正常的骨骼矿化和生长，其中25(OH)D3的作用更加有效[44]。VD除了满足母猪和仔猪的骨骼矿化外，其对母猪繁殖性能和泌乳性能也具有一定的积极作用。研究发现，在后备母猪和妊娠母猪日粮中添加50 μg/kg 25(OH)D3可显著增加窝仔数[11]。Zhou等[39]也有类似发现，在妊娠和哺乳期日粮中添加50 μg/kg的25(OH)D3可显著增加活产仔数和总产仔数。Weber等[37]在连续4胎试验中发现，与母猪日粮中添加200 IU/kg VD3和50 μg/kg 25(OH)D3相比，添加2 000 IU/kg的VD3处理组仔猪哺乳期ADG显著增加；而与添加2 000 IU/kg的VD3处理组相比，添加50 μg/kg的25(OH)D3显著增加了仔猪初生重和窝重。Upadhaya等[45]也有类似发现，在妊娠和泌乳母猪日粮中额外添加50 μg/kg的 25(OH)D3显著增加了产活仔数、仔猪ADG和断奶重；断奶后，在基础日粮中添加50 μg/kg的25(OH)D3可显著提高不同处理母猪后代仔猪的ADG和ADFI[46]。Lauridsen等[47]分别比较了不同剂量VD3和25(OH)D3在头胎母猪和经产母猪生产中的作用，结果发现，添加高剂量的VD可显著减少经产母猪的死胎数，并推荐母猪日粮中VD3添加水平为1 400 IU/kg。在妊娠后期和哺乳期，每日补充200 μg的25(OH)D3可显著增加仔猪哺乳期的体增重[48]。也有研究发现，与哺乳母猪日粮中添加800、9 600 IU/kg的VD3水平相比，添加2 000 IU/kg的母猪后代生长性能表现更佳；同时，与800 IU/kg的VD3处理组水平相比，日粮中添加50 μg/kg的25(OH)D3哺乳母猪后代的ADG更高；并且50 μg/kg的25(OH)D3组的后代比9 600 IU/kg组的后代具有更高的末重和胴体重[49]。然而也有研究认为，在妊娠母猪日粮中添加不同水平的VD3（308、617、1 324 IU/kg），对母猪的繁殖性能与其仔猪的生长性能及新生仔猪骨矿化无显著影响，但可增加母猪血清和乳汁中VD3水平[42]。Flohr等[43]研究发现，在母猪妊娠和哺乳料中添加800、2 000、9 600 IU/kg的VD3和50 μg/kg的25(OH)D3，对母猪繁殖性能、断奶前仔猪生长性能均无显著影响。虽然目前关于VD对母猪繁殖性能的研究结论不尽一致，但是其增加母体和胎儿血液中25(OH)D3的水平无争议，因此可能还需要商业化大规模的研究证实VD对母猪繁殖性能和泌乳性能的影响。根据后备母猪和经产母猪的相关研究结果，母猪日粮中VD的添加水平不低于2 000 IU/kg。5母体补充VD对胎儿肌肉发育的影响有研究表明，VD在骨骼肌的形成中具有重要作用。与2 500 IU/kgVD3相比，在母猪日粮中补充500 IU/kg VD3+50 μg/kg 25(OH)D3能够增加胎儿90 d时的背最长肌的肌纤维数量，该处理组胎儿的成肌细胞增殖和分化能力也更强[50]。Zhou等[51]也发现，在妊娠和哺乳母猪日粮中，额外添加50 μg/kg的25(OH)D3显著增加了新生仔猪和断奶仔猪背最长肌的肌纤维数量，并且增加断奶时仔猪腰大肌和背最长肌的肌纤维横截面积。但是也有研究认为，在母猪妊娠和哺乳料中添加800、2 000、9 600 IU/kg的VD3和50 μg/kg 的25(OH)D3，对新生仔猪肌纤维大部分指标无显著影响；但是与添加9 600 IU/kg 的处理组相比，添加25(OH)D3显著增加了半腱肌初级肌纤维横截面积[43]。此外，妊娠日粮的不同VD水平也会影响后代肌肉品质。Guo等[52]研究发现，随着母猪日粮VD3水平的增加（200、800和3 200 IU/kg），其后代150 d日龄时，肌肉具有更高的大理石纹评分和颜色评分以及更低的滴水损失和剪切力。而随着后期肌肉存储时间增加，同样体现出高水平VD3处理的肌肉具有更低的剪切力及肌肉L值和b值，以及更高的肌肉a值和系水力[53]。上述结果表明，母猪日粮中添加VD对仔猪肌肉发育的结果并不完全相同，还需要进一步研究母体补充不同来源和水平VD对胎儿肌肉发育的影响。6展望虽然日粮中添加VD对猪生长性能及繁殖性能研究不尽一致，但是普遍认为随着VD添加剂量的增加，显著增加了机体本身及后代血液中VD水平。而机体中高水平的VD对于改善动物机体免疫、抵抗病原微生物感染具有重要作用。但是过高水平的VD又会导致机体中毒，因此适宜剂量的VD添加对于动物的健康生长极其重要。而在特定病原微生物感染状况下，VD的最适添加水平还需要进一步研究；同时，还需要大规模的商业试验验证母体补充VD对其繁殖性能及后代生长性能的影响。