复合益生菌对猪生长性能、腹泻率、肠道菌群及代谢产物和猪舍氨气浓度的影响

发布时间：2023/02/27 浏览次数：1778

【概要】：

益生菌是指被摄入体内后对宿主（如动物或人类）有正面效益的具有生物活性的微生物，具有平衡肠道微生物群、改善肠道健康、加强肠道免疫功能、促进营养物质消化利用和提高动物生长性能等特点，目前已经成为“替抗”产品的重要研究对象。研究发现，饲喂复合益生菌能提高断奶仔猪的采食量，抑制胃肠道中有害菌的繁殖，对胃肠道有积极正面的影响（钟晓霞等，2020；王磊等，2021）。

但现在有关益生菌对猪群胃肠道菌群调控作用的研究报道还相对较少，其促进猪只生长、改善胃肠道功能的机理还有待进一步的研究。因此，本文旨在研究添加复合益生菌对猪生长性能、腹泻率和猪舍氨气浓度的影响，并采用高通量测序和非靶向代谢组学技术对试验组和对照组的肠道菌群和代谢产物差异进行分析，以期为益生菌作用机理提供数据支撑。

01材料与方法

1.1 复合益生菌

本试验所用的复合益生菌主要活性成分及含量见表1。

表1 复合益生菌组成

1.2 试验设计

选取1000头45日龄同一批次的健康仔猪，根据体重和性别平均分为2组，分别为对照组和试验组，其中对照组饲喂基础饲粮（营养成分表见表2），试验组饲喂添加了0.01%复合益生菌的基础饲粮（每1000kg基础饲粮混合100g复合益生菌），整个试验期为30d，试验期间对照组和试验组每日饲粮饲喂量相同，猪群自由饮水。

表2 基础饲粮组成及营养水平（风干基础）

如表3所示，从对照组和试验组分别选取480头仔猪，将其按组别安置于独立猪舍中饲养，每组仔猪平均分为16个重复，每重复30头，每日早上6点测定各猪舍中的氨气浓度；各组从16个重复中随机挑选3个重复，每日观察各组猪只的腹泻情况。将对照组和试验组剩余的20只仔猪，共同安置于另一栋猪舍中饲养，每组仔猪平均分为4个重复，每重复5头，用于猪只生长性能、肠道菌群及代谢产物的研究。

表3 试验设计与分组

注：*用于腹泻情况观察的猪只随机挑选于用于氨气浓度检测的猪舍，即从16个重复组中随机挑选3重复。

02结果

2.1 猪舍氨气浓度

试验期最后一周各组猪舍内的氨气浓度如图1所示，可以看出与对照组相比，基础饲料中添加复合益生菌能显著降低猪舍内的氨气浓度（p<0.01）。

图1 复合益生菌对猪舍内氨气浓度的影响

2.2 仔猪腹泻情况

如图2所示，对照组和试验组的仔猪腹泻率分别为7.926%、6.074%，即复合益生菌能减少仔猪腹泻的发生（p>0.05）。

图2 复合益生菌对仔猪腹泻的影响

2.3 生长性能

如图3所示，饲粮中添加复合益生菌能显著提高仔猪的终末体重（p<0.05）、平均日增重（p<0.05），降低仔猪料重比（p<0.05）。

图3 复合益生菌对仔猪生长性能的影响

2.4 肠道菌群丰度变化

在基础饲粮中添加复合益生菌对仔猪肠道菌群门水平和属水平的菌群丰度的影响分别如图4和图5所示，从图中可以看出，与对照组相比，试验组拟杆菌门的丰度显著上升（p<0.05），厚壁菌门/拟杆菌门的比值显著下降（p<0.05）；试验组的链球菌属和大肠杆菌属的丰度都表现出一定的下降趋势（p>0.05）。

图4 仔猪十二指肠肠道菌群门水平下优势菌群丰度分布

图5 仔猪十二指肠肠道菌群属水平下优势菌群丰度分布

2.5 肠道菌群差异分析

采用LEFSe方法对试验组和对照组进行差异性分析，分析结果如图6所示，当LDA大于2时，得到41种不同的微生物类群，与对照组相比，试验组的拟杆菌门、拟杆菌目、柄杆菌目、弯曲杆菌目、瘤胃球菌科、氨基酸球菌科、芽孢杆菌科和颤杆菌科以及普雷沃氏菌属、月形单胞菌属和布劳特氏菌属等菌群的相对丰度上升。

图6 仔猪十二指肠肠道菌群差异性分析

2.6 肠道菌群α多样性分析

对仔猪十二指肠的肠道菌群进行高通量测序，共获得有效序列数528038个，按照97%序列相似性聚类生成操作分类单元（Operational taxon, OTU）1301个，如图7所示，其中属于试验组独有的OUT有324个，对照组184个。将各序列进行组间α多样性分析，如图8所示，试验组的Shannon指数显著高于对照组（p<0.05），即饲喂复合益生菌的试验组仔猪的肠道微生物多样性优于对照组。

图7 仔猪十二指肠肠道菌群Venn图

图8 复合益生菌对仔猪肠道菌群α多样性的影响

2.7 肠道菌群β多样性分析

运用主坐标分析法（Principal co-ordinates analysis, PCoA）对两组肠道菌群进行β多样性分析，分析结果见图9，从图中可以看出各组点相互聚集且试验组和对照组点之间有明显的界线，由此可知饲喂复合益生菌具有调节肠道微生物菌群的功效。

图9 复合益生菌对仔猪肠道菌群β多样性的影响

2.8 胃肠道代谢组分析

如图10所示，试验组和对照组的代谢物质在正、负离子模式下相互分开并且互相聚集，由此可知向仔猪日粮中添加复合益生菌能使肠道中的代谢物质发生一定变化。对这些差异代谢物质进行KEGG富集，相关结果见图11，从图中可以看出，这些差异物质主要富集在组氨酸代谢、磷信号通路、腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）信号通路、瞬时受体电位（TRP）通道等。