试验目的

 研究了XOS对肉鸡肠道pH和盲肠微生物多样性的影响。

试验设计

 试验选取1日龄爱拔益加（AA）肉鸡540只，随机分成5组，每组6个重复，每个重复18只，试验期42天，试验分组如表1所示。

 从玉米芯中提取的XOS纯度20%，抗生素为土霉素钙（土霉素有效含量为10%）。

 基础饲粮参照爱拔益加肉鸡营养需要配制，为玉米-豆粕型饲粮，其组成及营养水平如表2所示。

试验结果

（1）低聚木糖对肉鸡肠道pH的影响

 由表3所示，与对照组相比，添加XOS对肉鸡肠道pH无显著影响（P>0.05）。

（2）低聚木糖对肉鸡盲肠微生物多样性的影响

 测序结果：由表4可知，每个样品至少产生77284条 Clean Reads，平均产生77645条Clean Reads。样品平均序列长度达到410 bp以上，GC含量占比达到53%，Q20占比达到97%以上，Q30占比达到94%以上，可以得知，本试验的测序结果质量较高。

 各样品中各等级的物种类型数目：对丰度小于0.005%的OTU进行筛除并在界（Kindom）、门（phylum）、纲（class）、目（order）、科（family）、属（genus）和种（species）水平上统计四个组的肠道微生物菌群中各等级的物种类型数目。由表5可知，四个组共有1个界、12个门、18个纲、24个目、48个科、136个属和153个种。

 盲肠微生物菌群OTU水平Veen图分析：Venn图是选用相似性97%以上的OTU进行分析，可以看出组间共有和特有物种数目。如图1所示，本试验共检测到605个OTU，其中共有549个OTUs，150 mg/kg XOS组和450 mg/kg XOS组特有2个 OTUs，300 mg/kg XOS组特有3个OTUs。

 盲肠微生物Alpha多样性：由表6所示，与对照组相比，150 mg/kg XOS组和300 mg/kg XOS组的Ace指数和Chao1指数显著增加（P<0.05），肉鸡盲肠微生物的Ace指数、Chao1指数随XOS添加水平增加呈二次显著增加（P<0.05），XOS各试验组的Shannon指数显著增加（P<0.05）。

 盲肠微生物Beta多样性：采用PCoA图分析各组间肉鸡肠道菌群多样性的组间差异性，结果如图2所示。可以看出，各组内圆点距离较近，组内相似性较大。

 盲肠微生物门水平物种组成：肉鸡盲肠微生物门水平前十种菌门的物种分布如图3所示。各试验组主要以厚壁菌门（Firmicutes）；拟杆菌门（Bacteroidetes）；疣微菌门（Verrucomicrobia）；变形菌门（Proteobacteria）；放线菌门（Actinobacteria）；互养菌门（Synergistetes）；无壁菌门（Tenericutes）；蓝藻细菌门（Cyanobacteria）；迷踪菌门（Elusimicrobia）；Kiritimatiellaeota 为主，其中优势菌门是厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidetes），占微生物群落总数的80%以上。如图4所示，与对照组相比，300 mg/kg XOS组和450 mg/kg XOS组的厚壁菌门（Firmicutes）相对丰度呈二次和线性显著减少（P < 0.05），XOS各试验组的拟杆菌门（Bacteroidetes）相对丰度和Firmicutes与Bacteroidetes的比例均呈线性和二次显著增加（P < 0.05）。

 盲肠微生物属水平物种组成：肉鸡盲肠微生物属水平前30位菌属的物种分布如图5所示。从图中可以看出，各组的前30位微生物总和占比80%以上。图6所示，与对照组相比，300 mg/kg XOS组和450 mg/kg XOS组的拟杆菌属（Bacteroides）和别样杆菌属（Alistipes）相对丰度呈二次和线性显著上升（P＜0.05），150 mg/kg XOS组和300 mg/kg XOS组的瘤胃球菌属UCG-014（Ruminococcaceae_UCG-014）相对丰度二次显著上升（P<0.05），XOS各试验组的考拉杆菌属（Phascolarctobacterium）和互养菌属（Synergistes）相对丰度二次和线性显著上升（P<0.05）。

  盲肠微生物组间差异性分析：通过对各组肉鸡盲肠菌群进行LEfSe分析（LDA>4）如图7所示，从菌群结构上看，各组之间存在明显差异。在属水平上，对照组富集了克里斯滕森菌属R-7群（Christensenellaceae_R_7_group）、瘤胃球菌属NK4A214群（Ruminococcaceae_NK4A214_group）、艾克曼菌属（Akkermansia）。150 mg/kg XOS组富集了瘤胃球菌属UCG-014（Ruminococcaceae_UCG_014）。300 mg/kg XOS组富集了欧陆森氏菌属（Olsenella）、乳杆菌属（Lactobacillus）和互养菌属（Synergistes）。450 mg/kg XOS组富集了普氏粪杆菌属（Faecalibacterium）、考拉杆菌属（Phascolarctobacterium）、脱硫弧菌属（Desulfovibrio）。

盲肠微生物菌群功能预测：肉鸡盲肠内微生物菌群差异如图8所示。采用PICRUST预测肉鸡盲肠微生物菌群的功能，在KEGG通路的Level_3上两组之间丰度具有显著性差异的功能分类使用误差线图进行表示，由图可知，与对照组相比，150 mg/kg XOS组盲肠内微生物菌群功能富集在牛磺酸与亚牛磺酸代谢（Taurine and hypotaurine metabolism）和α-亚麻酸代谢（alpha-Linolenic acid metabolism）这两条代谢途径。

（3）肉鸡肠道物理屏障功能相关指标与盲肠微生物菌群关联分析

 为了进一步研究盲肠微生物与肠道屏障功能的相关性，我们选取对照组和150 mg/kg XOS组的盲肠微生物属水平前20种菌群相对丰度与第三章试验中回肠肠道形态、回肠紧密连接蛋白mRNA相对表达量指标进行Spearman相关性分析，结果如图9所示。

 回肠Occludin相对表达量与拟杆菌属（Bacteroides）、脱硫弧菌属（Desulfovibrio）和互养菌属（Synergistes）呈显著正相关关系（P<0.05）。回肠Occludin相对表达量与瘤胃球菌属NK4A214群（Ruminococcaceae_NK4A214_group）呈显著负相关关系（P<0.05）。回肠Claudin-1相对表达量与瘤胃球菌转矩群（[Ruminococcus]_torques_group）、毛形菌属（Lachnoclostridium）呈显著正相关关系（P<0.05）。

 回肠ZO-1相对表达量与瘤胃球菌转矩群（[Ruminococcus]_torques_group）呈极显著正相关关系（P<0.01），与瘤胃球菌属UCG-014（Ruminococcaceae_UCG−014）呈显著正相关关系（P<0.05）。回肠ZO-1相对表达量与欧陆森氏菌属（Olsenella）呈显著负相关关系（P < 0.05）。

 回肠绒毛高度与拟杆菌属（Bacteroides）呈极显著正相关关系（P<0.01），与考拉杆菌属（Phascolarctobacterium）呈显著正相关关系（P<0.05）。回肠绒毛高度与普氏粪杆菌属（Faecalibacterium）呈显著负相关关系（P<0.05）。回肠绒隐比与拟杆菌属（Bacteroides）呈显著正相关关系（P<0.05），与艾克曼菌属（Akkermansia）呈显著负相关关系（P<0.05）。

试验结论

 添加XOS可显著提高肉鸡的生长性能和免疫功能及提高营养物质的吸收利用， 同时提高了肉鸡盲肠微生物多样性，降低了Firmicutes和Bacteroidetes的比例，增加了产生SCFAs相关菌属，例如Bacteroides、Ruminococcaceae_UCG-014等菌属的相对丰度，通过关联分析发现，XOS增加了与肉鸡回肠物理屏障功能增强呈正相关菌属的相对丰度。添加XOS调节了肠道菌群结构，促进了肠道微生物稳态。XOS在肉鸡饲粮中适宜添加剂量为150mg/kg。

参考文献：

李玥.低聚木糖对肉鸡生长性能、屠宰性能、免疫功能和肠道功能的影响[D].河南农业大学,2022.