妊娠日糧中可溶性纖維對(duì)母豬妊娠期飽感和泌乳期采食量的影響及其作用機(jī)理研究.pdf

1、優(yōu)化母豬泌乳期采食量是保證高效的母豬繁殖效率和提高豬場(chǎng)盈利水平的關(guān)鍵。母豬繁殖周期是一個(gè)相互聯(lián)系，相互制約的整體過(guò)程。妊娠期營(yíng)養(yǎng)攝入水平不僅影響仔豬初生窩重，而且影響泌乳期的采食量;而泌乳期營(yíng)養(yǎng)攝入不足，則會(huì)影響母豬泌乳性能和母豬的再繁殖性能。由于母豬妊娠期能量攝入過(guò)高會(huì)降低泌乳期采食量。因此，妊娠期限飼是降低母豬能量攝入的有效途徑，但是母豬限飼后飽感得不到滿足，也會(huì)對(duì)繁殖性能產(chǎn)生負(fù)面影響。
　　已有研究表明，妊娠日糧添加纖維性原

2、料不僅可以促進(jìn)限飼母豬的飽感，還能提高泌乳期采食量，但不同來(lái)源的纖維原料添加效果很不一致，這可能與日糧纖維的理化特性和發(fā)酵性密切相關(guān)，但需要進(jìn)一步證實(shí)。此外，日糧纖維調(diào)控母豬泌乳期采食量及繁殖性能的作用機(jī)理并不清楚。基于已有研究，在保持效果的基礎(chǔ)上，研究廉價(jià)的纖維組合十分必要。
　　本研究圍繞妊娠日糧中可溶性纖維促進(jìn)母豬妊娠期飽感和提高泌乳期采食量的核心問(wèn)題，結(jié)合體外發(fā)酵技術(shù)，研究了日糧纖維的發(fā)酵特性對(duì)母豬泌乳期采食量的影響。應(yīng)用

3、16S rDNA測(cè)序技術(shù)，以腸道菌群作為靶點(diǎn)，尋找日糧引起的腸道菌群結(jié)構(gòu)變化與母豬胰島素敏感性之間的關(guān)聯(lián)，進(jìn)一步闡明了日糧纖維調(diào)控母豬泌乳期采食量的機(jī)理。運(yùn)用纖維原料協(xié)同增效的原理，篩選出與魔芋粉理化特性和發(fā)酵性一致的纖維組合，在大鼠模型中驗(yàn)證了其促進(jìn)飽感和提高泌乳期采食量的效果。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:
　　第一部分主要研究了妊娠日糧中不同來(lái)源纖維性原料的發(fā)酵特性對(duì)母豬泌乳期采食量和繁殖性能的影響。配種后，選取90頭經(jīng)產(chǎn)長(zhǎng)白母豬

4、隨機(jī)分為三組，即對(duì)照組，魔芋粉組和甜菜渣組。三種日糧等能等氮且不溶性纖維含量相同。其中兩個(gè)試驗(yàn)組與對(duì)照組的可溶性纖維含量不同，但魔芋粉組和甜菜渣組可溶性纖維含量相同。母豬妊娠期限飼，泌乳期自由采食，試驗(yàn)周期為兩個(gè)繁殖周期。妊娠日糧酶解后殘?jiān)?，用體外發(fā)酵方法檢測(cè)發(fā)酵過(guò)程中的產(chǎn)氣量和短鏈脂肪酸的含量。記錄或度量母豬采食量，繁殖性能及仔豬性能。主要結(jié)果如下:
　　1.日糧酶解后得到的殘?jiān)?，通過(guò)體外發(fā)酵，顯示魔芋粉組和甜菜渣組產(chǎn)氣量顯著高

5、于對(duì)照組(P＜0.05)，魔芋粉組主要屬于快速發(fā)酵部分，而甜菜渣組則屬于慢速發(fā)酵部分。魔芋粉組產(chǎn)氣過(guò)程中的(FRD0)1顯著低于對(duì)照組和甜菜渣組(P＜0.05)。在快速發(fā)酵部分，魔芋粉組發(fā)酵所用(T1/2)1顯著低于甜菜渣組(P＜0.05)，而對(duì)照組與甜菜渣組沒(méi)有差異。魔芋粉組體外發(fā)酵產(chǎn)生的乙酸、丁酸和總短鏈脂肪酸顯著地高于其它兩組(P＜0.01)。
　　2.與對(duì)照組相比，在妊娠90天時(shí)，魔芋粉組母豬顯著地提高了采食后4h血漿中乙

6、酸、丙酸、丁酸及總酸的濃度(P＜0.05);同時(shí)顯著地降低了血漿中游離脂肪酸的濃度。此外，魔芋粉組母豬顯著地提高了胰島素敏感指數(shù)(homestasis modelassessment-insulin sensitivity, HOMA-IS);顯著地降低了胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)(P＜0.05)。甜菜渣組和對(duì)照組差異不顯著。
　　3.與對(duì)照組相比，魔芋粉組母豬顯著地提高了整個(gè)泌乳期的采食量，相應(yīng)地，顯著地提高了仔豬平均日增

7、重及斷奶窩重(P＜0.05)，而甜菜渣組并未出現(xiàn)同樣的效果。
　　第二部分進(jìn)一步研究了魔芋粉日糧對(duì)母豬腸道微生物、便秘、乳成分、泌乳期采食量及繁殖性能的影響。配種后，選取72頭經(jīng)產(chǎn)大白母豬隨機(jī)分為兩個(gè)組，即對(duì)照組和魔芋粉組。兩種日糧等能等氮，不溶性纖維含量相同，而可溶性纖維含量不同。試驗(yàn)周期為連續(xù)兩個(gè)繁殖周期。妊娠期限飼，泌乳期自由采食。分娩前后5天，記錄母豬糞便形態(tài)并評(píng)分，同時(shí)記錄母豬每天便秘情況。記錄或度量母豬采食量，繁殖性能

8、及仔豬性能。主要結(jié)果如下:
　　1.日糧處理對(duì)母豬體重、背膘、斷奶至發(fā)情間隔、糞便含水量、初乳和常乳的乳脂、乳糖及總干物質(zhì)以及免疫球蛋白沒(méi)有影響。魔芋粉組母豬提高了分娩前1天，分娩后4天，5天的糞便評(píng)分(P＜0.05)，有降低便秘發(fā)生率的趨勢(shì)(87.1％ vs69.2％，P=0.09)。魔芋粉日糧顯著地提高了母豬初乳中的乳蛋白和去脂干物質(zhì)(P＜0.05)。此外，魔芋粉組極顯著提高了泌乳母豬產(chǎn)后4天糞便中乳酸桿菌(P＜0.001)的

9、數(shù)量，并降低了產(chǎn)氣莢膜梭菌的數(shù)量(P＜0.001)。
　　2.魔芋粉日糧顯著地提高了母豬泌乳期采食量和仔豬平均日增重及斷奶窩重(P＜0.05)。
　　第三部分應(yīng)用16S rDNA測(cè)序技術(shù)探討了魔芋粉日糧調(diào)控母豬腸道菌群對(duì)其泌乳期采食量及繁殖性能的機(jī)理。該研究的試驗(yàn)樣品來(lái)源于第二部分的試驗(yàn)。于妊娠10天、60天、90天、109天、分娩當(dāng)天、泌乳3天、7天、21天采食后2h采集血液測(cè)定氧化應(yīng)激標(biāo)志物，并在妊娠10天、109天、泌

10、乳3天及7天餐前和采食后4h采集血液測(cè)定HOMA值、短鏈脂肪酸、游離脂肪酸及促炎因子。在妊娠109天和泌乳21天收集糞便并提取DNA進(jìn)行16S rDNA測(cè)序，結(jié)合生物信息學(xué)分析，主要結(jié)果如下:
　　1.相對(duì)于妊娠前期，母豬血清中硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid reactivesubstances，TBARS)，活性氧(reactive oxygen species，ROS)及8-羥基脫氧鳥(niǎo)苷（8-hydrox

11、y-deoxyguanosine，8-OHdG）水平在妊娠后期，分娩當(dāng)天，泌乳期顯著上升(P＜0.05)。在分娩當(dāng)天，魔芋粉組母豬顯著地提高了血清中谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-Px)的濃度，降低了ROS，8-OHdG的水平(P＜0.05)，有降低泌乳21天GSH-Px，泌乳3天ROS水平的趨勢(shì)（P＜0.1）。
　　2.在妊娠109天采食后4h，魔芋粉組母豬顯著地提高了血漿中乙酸、丁酸及

12、總酸的濃度（P＜0.05），相反地，顯著地降低了血漿中游離脂肪酸的濃度(P＜0.05)。同時(shí)，魔芋粉組降低了母豬妊娠109天血清中TNF-α的水平(P＜0.05)。相對(duì)于妊娠前期，泌乳期母豬胰島素敏感性降低（P＜0.05）。飼喂魔芋粉日糧母豬降低了HOMA-IR值，升高了HOMA-IS值(P＜0.05)。
　　3.收集40個(gè)母豬糞樣通過(guò)RDP數(shù)據(jù)庫(kù)共比對(duì)到28個(gè)門，其中占總操作分類單元(operational taxonomic

13、unit，OTU)1％的有9個(gè)門。厚壁菌門為第一優(yōu)勢(shì)門(38.69％)，依次為蛋白菌門(17.12％)擬桿菌門(16.95％)。母豬飼喂魔芋粉日糧顯著地提高了厚壁菌門，降低了擬桿菌門的豐度(P＜0.0001)。母豬飼喂魔芋粉日糧顯著地提高了羅氏菌屬（Roseburia），瘤胃球菌屬（Ruminococcus），乳酸桿菌（Lactobacillus）及Akkermansia（P＜0.0001）的豐度;顯著地降低了普氏菌屬(Prevotel

14、la)，擬桿菌屬（Bacteroides）和綠彎菌屬（Chloroflexi）的豐度(P＜0.0001)。
　　4.主坐標(biāo)分析顯示泌乳期母豬聚集較好，個(gè)體間離散程度較小;而妊娠母豬分布較散，個(gè)體間離散程度大，這提示著妊娠母豬微生物菌群結(jié)構(gòu)差異大，意味著妊娠日糧處理對(duì)母豬腸道微生物群落結(jié)構(gòu)有顯著影響。
　　5.將關(guān)鍵腸道菌群與母豬代謝指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)結(jié)果顯示Akkermansia豐度與HOMA-IR呈顯著負(fù)相關(guān)（r=-0

15、.61，P＜0.05），與HOMA-IS（r=0.63，P＜0.05）和乙酸（r=0.62，P＜0.05）呈顯著正相關(guān)。Clostridium-Ⅺ與8-OHdG呈顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.74，P＜0.05）。Bacteroides與丁酸（r=0.64，P＜0.05）和總SCFA（r=0.73，P＜0.05）呈顯著正相關(guān)，與FFA呈顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.64，P＜0.05）。初乳中IgG分別與Roseburia（r=0.80，P＜0.05）

16、和Blautia（r=0.84，P＜0.05）呈顯著正相關(guān)。
　　第四部分應(yīng)用纖維原料協(xié)同增效原理，篩選出與魔芋粉理化特性和發(fā)酵性一致的纖維組合添加到大鼠日糧，研究了纖維的水合特性和發(fā)酵性調(diào)控飽感的效果及其可能作用機(jī)理。32只SD大鼠隨機(jī)分到四個(gè)日糧處理:分別為對(duì)照組，魔芋粉組，纖維組合1及纖維組合2。日糧的水結(jié)合力和吸水膨脹力依次為纖維組合1＞魔芋粉組＞纖維組合2＞對(duì)照組。測(cè)定了胃腸道食糜的理化性質(zhì)以及盲腸內(nèi)容物的發(fā)酵性，通過(guò)飽

17、感行為學(xué)，餐模式分析評(píng)估了纖維對(duì)大鼠飽腹感和飽感的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　1.日糧處理對(duì)大鼠體重及體增重沒(méi)有影響。纖維組合1和魔芋粉組顯著地降低了大鼠平均日采食量和累積采食量（P＜0.05）。
　　2.通過(guò)飽感行為學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，纖維組合1和魔芋粉組顯著地降低了采食時(shí)間(P＜0.05)，促進(jìn)了飽感轉(zhuǎn)折點(diǎn)的出現(xiàn)，降低了1h累積采食量(P＜0.05)。在餐模式分析中，與對(duì)照組相比，盡管日糧處理對(duì)采食速率，每餐采食

18、量及每餐采食持續(xù)時(shí)間沒(méi)有影響，纖維組合1和魔芋粉組通過(guò)顯著地降低采食次數(shù)，延長(zhǎng)采食間隔(P＜0.05)，從而降低了全天采食量(P＜0.05)。
　　3.盡管結(jié)腸重量在四個(gè)組之間沒(méi)有差異。但與對(duì)照組相比，纖維組合1和魔芋粉組顯著地提高了盲腸內(nèi)容物含水量(P＜0.05)，從而顯著提高盲腸新鮮食糜重量（P＜0.05）。此外，與對(duì)照組相比，纖維組合1和魔芋粉組顯著提高了胃食糜水結(jié)合力及吸水膨脹力（P＜0.05）。值得注意的是，胃食糜水結(jié)合

19、力(r=-0.44，P＜0.05)和吸水膨脹力（r=-0.37，P＜0.05）分別與大鼠平均日采食量呈顯著負(fù)相關(guān)。與對(duì)照組相比，纖維組合1和魔芋粉組有降低胃食糜滯留時(shí)間的趨勢(shì)(P=0.09)。纖維組合1、魔芋粉組及纖維組合2組顯著地提高了丙酸的濃度(P＜0.05)，魔芋粉組顯著地提高了總酸的濃度(P＜0.05)。日糧處理對(duì)血液中飽感激素(GLP-1，PYY)及回腸末端組織飽感基因(GLP-1，PYY)表達(dá)量沒(méi)有影響。
　　第五部分

20、研究了母鼠妊娠日糧中纖維組合的水合特性和發(fā)酵性對(duì)泌乳期采食量的影響及其可能作用機(jī)理。48只SD雌鼠隨機(jī)分配到四個(gè)日糧處理:分別為對(duì)照組，魔芋粉組，纖維組合1及纖維組合2。日糧的水結(jié)合力和吸水膨脹力依次為纖維組合1＞魔芋粉組＞纖維組合2＞對(duì)照組。通過(guò)葡萄糖耐受試驗(yàn)（Glucose tolerance test，GTT)和胰島素耐受試驗(yàn)(Insulin tolerance test, ITT)評(píng)估了日糧纖維對(duì)妊娠母鼠胰島素敏感性的影響。主要

21、研究結(jié)果如下:
　　1.日糧處理對(duì)母鼠體重沒(méi)有影響。與對(duì)照組相比，纖維組合1顯著提高了泌乳13、15、16、17和18天的采食量(P＜0.05)，相應(yīng)地，纖維組合1顯著提高了仔鼠1-21天平均日增重及21天窩重(P＜0.05)。魔芋粉組和纖維組合2提高了仔鼠平均日增重，但差異不顯著。
　　2.盡管血糖濃度在ITT沒(méi)有變化，然而在GTT中，與對(duì)照組相比，魔芋粉組和纖維組合1有降低葡萄糖注射后15min(P=0.05)，30mi

22、n（P=0.06），60min(P=0.14)，90min(P=0.11)及120min(P=0.11)的血糖濃度的趨勢(shì)，并且顯著降低了血糖AUC的面積(P＜0.05)。相對(duì)于對(duì)照組，盡管空腹血糖，胰島素水平?jīng)]有變化，但魔芋粉組和纖維組合1顯著地降低了HOMA-IR值。
　　本研究的主要結(jié)論為:
　　1.妊娠日糧添加魔芋粉提高了母豬泌乳期采食量，改善了仔豬生長(zhǎng)性能。其可能機(jī)理是:一方面，快速發(fā)酵的魔芋粉日糧升高了母豬血液中S