试验目的 本研究的目的是研究日粮中补充低聚木糖（XOS）替代金霉素（CTC）对断奶仔猪生长、肠道形态、肠道微生物群和后肠短链脂肪酸（SCFA）含量的影响。 试验设计 试验选取180头平均初始体重（BW）为8.84±0.25 kg的健康断奶仔猪（杜洛克长白猪，28日龄断奶），随机分为3组（每组4个重复，每个重复15头猪）：对照组（CON组，基础日粮）、XOS组（XOS 500组，基础日粮+500 mg/kg XOS）和阳性对照组（CTC组，基础日粮+100 mg/kg CTC），试验所用低聚木糖纯度为95%。试验期共28天。 试验结果 （1）生长性能 如图1所示，为了评估XOS对断奶仔猪生长性能的影响，测量了仔猪的体重和平均日采食量（ADFI），并计算了平均日增重（ADG）和饲料增重比（F：G）。 CTC组和XOS500组仔猪在第1-28天的体重和日增重均高于CON组（P<0.05）。与CON组相比，CTC组和XOS500组在第1-28天的F：G也有显著改善（P<0.05）。然而，在CTC组和XOS500组之间，断奶仔猪的生长性能指标没有显著差异。不同饮食组的ADFI无差异。
（2）回肠和盲肠形态 饮食治疗对肠道特征的影响如图2所示。 XOS500组可增加回肠中的绒毛高度和绒隐比（绒毛高度和隐窝深度的比值）（P<0.05）。回肠中的绒隐比随着金霉素治疗而增加（P<0.05）。同时，与CTC组和CON组相比， XOS500组显著增加了盲肠隐窝中杯状细胞的数量（P<0.05）。 （3）回肠与盲肠菌群的比较 如图3A和图3B所示，根据Chao1指数和Shannon指数（P<0.01），与相应回肠样本相比，盲肠样本中的微生物群落丰富度和多样性存在显著差异，表明盲肠微生物群落比回肠微生物群落更为多样化。 此外，如图3C所示，使用Bray-Curtis矩阵距离的PCoA图（细菌群落按肠道聚类）清楚地显示了回肠和盲肠之间不同的细菌群落结构（R=0.70，P=0.001）。 如图3D所示，所有存在差异的细菌都显示在回肠和盲肠的LEfSe的分类图中。从内到外的圆圈分别代表从门到属的不同细菌。插入圆圈中的黄点表明，不同饮食处理之间的细菌数量没有显著差异。LEfSe结果表明，回肠和盲肠微生物群之间在所有分类水平上有38个细菌分支存在差异（LDA>4.0）。 （4）回肠菌群 如图4A和图4B所示，本研究通过分析Chao1指数和Shannon指数来评估α多样性。 CTC组的Chao1和Shannon指数均显著低于CON组。然而，XOS500组显著增加了观察物种的回肠细菌指数，即Chao1和Shannon指数。使用Bray-Curtis距离矩阵和主成分分析（PCoA）评估β多样性。很明显，XOS500组中的微生物群可以与CON组分离。 如图4C和图4D所示，CTC组的微生物群并没有与CON组微生物群分离开。在门水平上，各组回肠中的厚壁菌门占优势。在属水平上，主要属是乳酸杆菌属。XOS500组中乳酸杆菌的相对丰度显著高于CON组和CTC组（P<0.01），而CTC组和XOS500组中梭状芽孢杆菌、大肠杆菌和埃希杆菌-志贺菌属的相对丰度显著降低。 （5）盲肠菌群 如图5A和图5B所示，使用各组的OTU数计算Chao1指数和Shannon指数，然后在三种饮食处理之间进行比较。结果表明，在本研究中，XOS500组的Chao1指数和Shannon指数显著高于CON组和CTC组。 如图5C所示，为了确定微生物群落之间的相似性，我们比较了三种饮食处理的盲肠内容物样本的Bray-Curtis距离。很明显，XOS500组中的微生物群与CTC组和CON组分离。PCoA的第一轴解释了35.51%的细菌多样性变化，而第二轴解释了10.66%。在这些组中，盲肠细菌门的相对丰度没有观察到显著差异。在属水平上，XOS500组的乳杆菌相对丰度显著高于CON组和CTC组。同时，与对照组相比，添加CTC可以显著降低乳酸菌的相对丰度。 然而，如图5D所示，与CON组相比，XOS500组和CTC组的仔猪表现出较低的梭状芽孢杆菌和土孢杆菌属的相对丰度。与CTC组和CON组相比，XOS500组的丁酸盐产生属的经黏液真杆菌和粪杆菌呈增加趋势（0.05<P<0.1），而三组之间未观察到显著差异。 （6）盲肠特异菌群的qPCR绝对定量分析 为了确定qPCR的绝对定量，从乳酸杆菌、梭状芽孢杆菌和土孢杆菌的基因组DNA生成核酸标准。绘制Ct值作为细胞浓度的函数，该图显示了每微升拷贝数（拷贝数/微升）与Ct值之间的预期线性关系。 图6显示，XOS500组中乳酸杆菌的绝对定量为7.23×109拷贝/g盲肠样本，约为CON组（约2.01×109拷贝/g盲肠样本）的2.6倍。然而，添加CTC显著降低了乳酸杆菌的绝对数量（约1.18×109拷贝/克盲肠样本）。此外，与CON组相比，XOS500组和CTC组显著降低了梭状芽孢杆菌和土孢杆菌的绝对数量（P<0.01）。 （7）盲肠中的短链脂肪酸（SCFA） 如图7所示，为了进一步确定由于饮食治疗而观察到的微生物变化是否也影响肠道功能，测量了短链脂肪酸（SCFA）浓度。在盲肠中，最丰富的SCFA是醋酸盐、丙酸盐和丁酸盐。与对照组相比，XOS500组显著降低了盲肠食糜中的醋酸盐浓度，并增加了总SCFA、丙酸盐和丁酸盐浓度（P<0.05）。CTC组丙酸盐浓度显著高于CON组（P<0.05）。然而，XOS500组和CTC组之间的SCFA浓度没有显著差异。 试验结论 日粮中补充XOS或CTC可以提高生长性能，改善肠道形态，并通过改变整体微生物结构和代谢物来调节特定细菌的相对丰度。 XOS500组的仔猪乳酸菌数量的增加和梭状芽孢杆菌、志贺氏杆菌和土孢杆菌丰度的减少可能是促进仔猪生长的一个因素。 因此，XOS有可能成为现代畜牧业中断奶仔猪饲料中抗生素的替代品。
参考文献： Yuxia Chen, Yining Xie, Ruqing Zhong, Lei Liu, Changguang Lin, Lin Xiao, Liang Chen, Hongfu Zhang, Yves Beckers, Nadia Everaert. Effects of Xylo-Oligosaccharides on Growth and Gut Microbiota as Potential Replacements for Antibiotic in Weaning Piglets[J]. Frontiers in microbiology, 2021, Vol.12: 641172. |
