不同來源纖維對(duì)哺乳期仔豬腸道菌群結(jié)構(gòu)和宿主代謝的影響.pdf

1、日糧中的纖維是一類宿主不能消化的食物成分，它被后腸中的微生物發(fā)酵，進(jìn)而調(diào)節(jié)腸道菌群的結(jié)構(gòu)和代謝，改善宿主健康。關(guān)于日糧中纖維對(duì)宿主的影響，以往的動(dòng)物試驗(yàn)多側(cè)重于對(duì)斷奶后或肥育期動(dòng)物生產(chǎn)性能及生理指標(biāo)的影響，作為消化系統(tǒng)發(fā)育重要時(shí)期的哺乳期卻很少受到關(guān)注。本論文以哺乳期仔豬為對(duì)象，研究不同來源纖維對(duì)哺乳期仔豬腸道菌群結(jié)構(gòu)和宿主代謝的影響。研究了不同來源纖維對(duì)哺乳期仔豬空、回腸道組織的發(fā)育以及后段腸道微生物短鏈脂肪酸和乳酸含量的影響，并觀察

2、仔豬后腸腸壁和腸道內(nèi)容物的菌群結(jié)構(gòu)和數(shù)量變化以及不同來源纖維作用下哺乳期仔豬后段腸道菌群與丁酸產(chǎn)生途徑的相關(guān)關(guān)系。本論文同時(shí)采用基于核磁共振(NMR)的代謝組學(xué)方法，研究探討了純纖維（中性洗滌纖維在98％以上）對(duì)仔豬腸道菌群代謝和宿主代謝的影響。
　　1不同來源纖維對(duì)哺乳期仔豬腸道組織形態(tài)和短鏈脂肪酸濃度的影響
　　本試驗(yàn)研究了飼喂不同來源纖維對(duì)哺乳期仔豬腸道組織發(fā)育和短鏈脂肪酸濃度的影響。選擇產(chǎn)期相近、胎次相似的十二窩的杜

3、×長×大初生仔豬，按常規(guī)哺乳期飼養(yǎng)管理，按窩隨機(jī)分為四組:對(duì)照組，苜蓿組，麩皮組和純纖維（中性洗滌纖維含量占98％以上）組，每組三窩，每窩10-11頭，哺乳仔豬在7日齡開始飼喂開食料，開食料分對(duì)照組和處理組日糧:對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)日糧，苜蓿組在基礎(chǔ)日糧中添加1.3％的苜蓿草粉，麩皮組在基礎(chǔ)日糧中添加2.92％的小麥麩，純纖維組日糧在基礎(chǔ)日糧中添加1％純纖維。所有仔豬在23日齡進(jìn)行斷奶，于斷奶當(dāng)天每窩隨機(jī)抽取一頭仔豬屠宰，取空腸和回腸進(jìn)行組織

4、學(xué)觀察，取盲腸，近、遠(yuǎn)端結(jié)腸內(nèi)容物進(jìn)行短鏈脂肪酸濃度分析。結(jié)果顯示，與對(duì)照組相比，處理組空腸絨毛高度均增加，空腸絨毛高度/隱窩深度上升;處理組的回腸絨毛高度增加，隱窩深度加深，絨毛高度/隱窩深度上升，并且苜蓿組與對(duì)照組相比回腸絨毛高度/隱窩深度差異顯著(P＜0.05)。與7日齡相比，23日齡的處理組仔豬空、回腸絨毛高度降低幅度顯著低于對(duì)照組（P＜0.05）。麩皮組仔豬近端結(jié)腸內(nèi)容物中總短鏈脂肪酸(SCFAs)和乙酸的濃度與對(duì)照組相比顯著

5、升高(P＜0.05);處理組后段腸道的乳酸含量均高于對(duì)照組。相關(guān)性分析顯示，丙酸和丁酸產(chǎn)量和不同來源纖維的組成呈顯著相關(guān)性。結(jié)果提示，處理組日糧促進(jìn)了哺乳期仔豬小腸形態(tài)的發(fā)育，減輕固體飼料對(duì)腸道絨毛的影響，因此可對(duì)哺乳期仔豬腸道組織有所改善。同時(shí)，后腸內(nèi)容物中丙酸、丁酸的產(chǎn)量和不同來源纖維的組成有顯著的相關(guān)性。
　　2基于DGGE、定量PCR和基因芯片技術(shù)研究不同來源纖維對(duì)哺乳期仔豬后腸黏膜和內(nèi)容物的菌群組成以及數(shù)量的影響

6、　　本研究利用PCR/DGGE、基因芯片和定量PCR技術(shù)，分析不同來源纖維對(duì)新生仔豬23日齡后腸黏膜和內(nèi)容物的菌群組成以及數(shù)量的影響。選擇產(chǎn)期相近、胎次相似的十二窩的杜×長×大初生仔豬，按常規(guī)哺乳期飼養(yǎng)管理，按窩隨機(jī)分為四組:對(duì)照組，苜蓿組，麩皮組和純纖維（中性洗滌纖維含量占98％以上）組，每組三窩，每窩10-11頭，哺乳仔豬在7日齡開始飼喂開食料，開食料分對(duì)照組和處理組日糧:對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)日糧，苜蓿組在基礎(chǔ)日糧中添加1.3％的苜蓿草粉

7、，麩皮組在基礎(chǔ)日糧中添加2.92％的小麥麩，純纖維組日糧在基礎(chǔ)日糧中添加1％純纖維所有的仔豬在23日齡時(shí)斷奶，每窩隨機(jī)屠宰一頭后收集盲腸、近端結(jié)腸和遠(yuǎn)端結(jié)腸黏膜和內(nèi)容物樣品進(jìn)行分析。對(duì)后腸黏膜樣品DGGE數(shù)據(jù)進(jìn)行冗余分析(RDA)，結(jié)果表明，苜蓿組，麩皮組和純纖維組仔豬盲腸黏膜菌群結(jié)構(gòu)均有顯著的變化（P對(duì)照組=0.044），麩皮組仔豬近端結(jié)腸黏膜菌群結(jié)構(gòu)有顯著變化（P麩皮組=0.006）。定量PCR結(jié)果顯示，近、遠(yuǎn)結(jié)腸黏膜樣品中，與對(duì)照

8、組相比，處理組具有較高的Firmicutes、ClostridiumclusterⅩⅣa、ClostridiumclusterⅣ和Lactobacillus基因拷貝數(shù)和百分比含量。后腸黏膜樣品中，所有纖維處理組均降低了Bacteroides的基因拷貝數(shù)量?；蛐酒Y(jié)果顯示麩皮處理組的仔豬盲腸菌群有顯著的變化（P麩皮組=0.04），純纖維組仔豬近端結(jié)腸菌群有顯著變化（P純纖維=0.02）。與對(duì)照組相比，纖維處理組的仔豬內(nèi)容物中具有較高的F

9、irmicutes、ClostridiumclusterⅩⅣa、ClostridiumclusterⅣ和Lactobacillus和較低的Bacteroides基因拷貝數(shù)。通過對(duì)日糧纖維中性洗滌纖維結(jié)構(gòu)與腸道菌群的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，在后腸黏膜與內(nèi)容物樣品中酸性洗滌纖維含量與Bacteroides基因拷貝數(shù)有顯著的負(fù)相關(guān)，在后腸內(nèi)容物中，酸性洗滌纖維含量與ClostridiumclusterⅩⅣa基因拷貝數(shù)呈正相關(guān)。本研究結(jié)果顯示，不同來源

10、纖維對(duì)仔豬后段腸道黏膜和內(nèi)容物菌群組成以及數(shù)量均產(chǎn)生影響。
　　3不同來源纖維作用下哺乳期仔豬后段腸道菌群與丁酸產(chǎn)生途徑的相關(guān)關(guān)系的研究
　　利用定量PCR技術(shù)研究不同來源纖維作用下哺乳期仔豬后段腸道菌群與丁酸產(chǎn)生途徑的相關(guān)關(guān)系。選擇產(chǎn)期相近、胎次相似的十二窩的杜×長×大初生仔豬，按常規(guī)哺乳期飼養(yǎng)管理，按窩隨機(jī)分為四組:對(duì)照組，苜蓿組，麩皮組和純纖維（中性洗滌纖維含量占98％以上）組，每組三窩，每窩10-11頭，哺乳仔豬在7

11、日齡開始飼喂開食料，開食料分對(duì)照組和處理組日糧:對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)日糧，苜蓿組在基礎(chǔ)日糧中添加1.3％的苜蓿草粉，麩皮組在基礎(chǔ)日糧中添加2.92％的小麥麩，純纖維組日糧在基礎(chǔ)日糧中添加1％純纖維，所有仔豬在23日齡進(jìn)行斷奶，于23日齡每窩隨機(jī)抽取一頭屠宰，每窩屠宰一頭后收集盲腸，近端結(jié)腸和遠(yuǎn)端結(jié)腸的黏膜和內(nèi)容物進(jìn)行分析。研究結(jié)果顯示，在后腸黏膜和內(nèi)容物樣品中，與對(duì)照組相比，純纖維組均具有較高的丁酸輔酶A-輔酶A轉(zhuǎn)移酶的基因拷貝數(shù)，通過皮爾遜

12、相似性分析發(fā)現(xiàn)，在后腸內(nèi)容物樣品中丁酸激酶的基因拷貝數(shù)與Bacteroides基因拷貝數(shù)有顯著的正相關(guān)(P＜0.01)，在后腸黏膜和內(nèi)容物樣品中丁酸輔酶A-輔酶A轉(zhuǎn)移酶的基因拷貝數(shù)與ClostridiumclusterⅩⅣa基因拷貝數(shù)也呈正相關(guān)(P＜0.01)。本研究結(jié)果顯示，不同來源纖維處理的仔豬后段腸道菌群數(shù)量與丁酸產(chǎn)生途徑具有一定的相關(guān)關(guān)系。
　　4日糧中添加純纖維對(duì)仔豬血漿、尿液和結(jié)腸內(nèi)容物中代謝物組成的影響
　　利

13、用核磁共振(1H-NMR)方法分析對(duì)照組和純纖維組仔豬血漿、尿液和近遠(yuǎn)端結(jié)腸內(nèi)容物中代謝物組成的空間分布情況。選擇產(chǎn)期相近、胎次相似的六窩的杜×長×大初生仔豬，按常規(guī)哺乳期飼養(yǎng)管理，按窩隨機(jī)分為兩組:對(duì)照組，和純纖維（中性洗滌纖維含量占98％以上）組，每組三窩，每窩10-11頭，哺乳仔豬在7日齡開始飼喂開食料，開食料分對(duì)照組和純纖維組日糧:對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)日糧，純纖維組日糧在基礎(chǔ)日糧中添加1％純纖維，于23日齡每窩隨機(jī)抽取一頭屠宰，每窩屠

14、宰一頭后收集血漿、尿液以及結(jié)腸內(nèi)容物。主成分分析(PCA)得分圖譜結(jié)果顯示，23日齡哺乳期仔豬對(duì)照組和純纖維組血漿樣本可以被完全分開。荷載圖結(jié)果表明，通過1H-NMR分析，哺乳期仔豬血漿中大量代謝產(chǎn)物可被檢測(cè)（獨(dú)立或重疊峰）。與對(duì)照組相比，純纖維組血漿中的油脂，N-乙酰糖蛋白，低密度脂蛋白和極低密度脂蛋白的含量降低，乳酸，乙醇，甘氨酸，肌酸，丙氨酸，甘油，葡萄糖，高密度脂蛋白含量升高。PCA得分圖顯示，23日齡哺乳期仔豬對(duì)照組和純纖維組

15、尿液樣品可被完全分開。荷載圖結(jié)果表明，與對(duì)照組相比純纖維組中苯丙氨酸，琥珀酸和乙酰乙酸的含量降低，賴氨酸，乳酸，馬尿酸，氧化三甲胺，肌酐，肌酸，膽堿，糖，氨基酸的含量升高。PCA得分圖譜結(jié)果顯示，對(duì)照組和純纖維可以完全區(qū)分開。荷載圖結(jié)果顯示，對(duì)照組和處理組，大量代謝產(chǎn)物水平產(chǎn)生變化。與對(duì)照組相比，近端結(jié)腸中的酪氨酸，膽固醇，乳酸，N-乙酰糖蛋白的含量升高，賴氨酸，異亮氨酸，丙酸的含量降低。遠(yuǎn)端結(jié)腸中的丁酸，琥珀酸，N-乙酰糖蛋白，乙酸，