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哺乳期仔猪补充低聚木糖可促进哺乳期和保育期纤维降解性肠道细菌种群的生长
发布时间 : 2022.11.11
低聚木糖 哺乳仔猪 肠道菌群



试验目的

 本试验旨在研究哺乳期仔猪补充低聚木糖(XOS)对哺乳期和保育期仔猪影响

试验设计

 将907日龄,体重在2.91 ± 0.42 kg商业公猪和母猪(长白猪×大白猪×杜洛克猪)随机分为2组,每组45头。从哺乳期的第7天到第27天,对照组(CONn=45)的仔猪每天单独服用5 mL水,而试验组(XOSn=45)的仔猪从第7天到第14口服5 ml含有30 mg XOS的溶液,从第15天到第27天口服5 ml含有60 mg XOS的溶液在断奶(28)时,所有仔猪均饲喂相同的预混日粮。

 试验期为33d7-d40试验所用低聚木糖纯度为35%。

试验结果

1生产性能

 添加XOS对仔猪生长性能的影响见表1。体重(BW)和平均日增重(ADG)在所有研究期间或总体上均无负面影响(P>0.05)

  

2微生物群落结构和生物多样性

 质量控制后,从60个粪便样本中,每个样本平均产生19210±9042个高质量读数。

 表2总结了观察到的OTUShannon指数所测得的微生物群落α多样性。在处理和取样天数之间未观察到交互作用。

 在最后一个采样日,观察到的OTUShannon指数的丰富度值都较高(P<0.001)。此外,添加XOS的仔猪在将处理作为主要因素进行分析时显示出更多的OTUP=0.019)。

 利用Bray-Curtis距离在OTU水平上进行Beta多样性分析,发现菌群结构从d27d40发生了变化(P<0.001)。没有差异归因于作为主要影响的处理。然而,配对的PERMANOVA结果显示,XOSCONd40上的多样性组成有所不同(P=0.076)。基于BrayCurtis距离矩阵的主成分分析(PCoA)显示了对应于两个采样日的独特聚类(图1)。

 

 

3肠道微生物群的组成

 观察到的主要门和科的相对丰度如图2所示。主要门是厚壁菌(58%)和拟杆菌(22%),其次是真古菌(6%)、变形杆菌(5%)和放线菌(5%),共占粪便微生物的96%。在科水平上,主要类群为瘤胃球菌科(24%)、白芍科(11%)和拉氏螺旋菌科(11%)。

 从d27d40,厚壁菌的相对丰度从51%增加到64%P<0.001),而拟杆菌的数量减少(26%18%P=0.475)。随着年龄的增长,变形杆菌的相对丰度降低(8%1%P<0.001),放线菌的相对丰富度增加(2%6%P<0.0001)。在科水平上,发现了四个优势类群的增加,包括瘤胃球菌科(P=0.01)、丹参科(P<0.001)、拉氏螺旋菌科(P=0.004)和普雷沃菌科(P<0.001)。与此同时,拟杆菌科的相对丰度显著下降(P<0.001)。

 计算了该分类群的对数2倍变化,该分类群在科和属水平上显示出显著的组间差异(图3)。在第27天,与CON仔猪相比,XOS补充促进了螺杆菌科、甲氧基亲甲科、糖链菌科、真杆菌科和螺旋菌科的繁殖。在属水平上,与CON仔猪相比,幽门螺杆菌、甲烷甲基假丝酵母菌、瘤胃球菌科UCG-013、普雷沃特菌7、白芍科UCG-009、罗姆布西亚、丹参科UCG-004Olsenella、瘤胃杆菌5、瘤胃菌1和瘤胃杆菌9增加(P<0.05)。

 相反,XOS组的Blautia属显著低于CON组(P=0.030)。在第40天,补充XOS加了杆菌科分类单元以及Romboutsia属、拟杆菌属、塞内加尔杆菌属、厌氧杆菌属、桑耶拉菌属、瘤胃梭状芽孢杆菌6和拉氏螺菌科NK4A136组(P<0.05)。添加XOS的仔猪中阿加索杆菌属的相对丰度较低(P=0.034)。

 

 

 4肠道微生物群的功能预测

 利用基于16S rRNA基因扩增子序列的PICRUSt2预测肠道微生物群的功能能力。所有预测路径的热图表示显示了d27d40之间微生物群落功能潜力的主要差异,而CONXOS动物之间的差异很小(图4)。

 对两个治疗组之间路径代谢数据丰度差异的更深入分析表明,349条路径中的186条从d27显著变化为d40,而补充XOS分别在2740天龄时显著改变了349条中的3条和24条路径的相对丰度。有趣的是,结果显示,在补充XOS的动物中,在d40时,CENTFERMPWY途径(也称为“丙酮酸发酵制丁酸”)增加(P=0.045

 

5短链脂肪酸分析

 表3总结了第27天和第40天粪便样本中的SCFA40日龄仔猪粪便中的总SCFA、乙酸、丙酸、丁酸、乳酸和挥发性脂肪酸浓度较高(P<0.001)。

 

 试验结

 在哺乳期向仔猪补充低剂量(30-60 mg/d)的XOS能促进后肠中纤维降解和SCFA产生菌群的增长。当所有仔猪都处于相同的饮食和环境中时,仅在哺乳期补充XOS的效果仍在保育期观察到,这表明XOS会长期影响不同微生物群的建立

 


参考文献:

Francesc González-Solé, David Solà-Oriol, Yuliaxis Ramayo-Caldas, Maria Rodriguez-Prado, Gemma González Ortiz, Michael R. Bedford, José Francisco Pérez. Supplementation of xylo-oligosaccharides to suckling piglets promotes the growth of fiber-degrading gut bacterial populations during the lactation and nursery periods[J]. Scientific Reports, 2022, Vol.12(1): 1-13.