試驗目的 本研究的目的是研究日糧中補充低聚木糖（XOS）替代金霉素（CTC）對斷奶仔豬生長、腸道形態(tài)、腸道微生物群和后腸短鏈脂肪酸（SCFA）含量的影響。 試驗設計 試驗選取180頭平均初始體重（BW）為8.84±0.25 kg的健康斷奶仔豬（杜洛克長白豬，28日齡斷奶），隨機分為3組（每組4個重復，每個重復15頭豬）：對照組（CON組，基礎日糧）、XOS組（XOS 500組，基礎日糧+500 mg/kg XOS）和陽性對照組（CTC組，基礎日糧+100 mg/kg CTC），試驗所用低聚木糖純度為95%。試驗期共28天。 試驗結果 （1）生長性能 如圖1所示，為了評估XOS對斷奶仔豬生長性能的影響，測量了仔豬的體重和平均日采食量（ADFI），并計算了平均日增重（ADG）和飼料增重比（F：G）。 CTC組和XOS500組仔豬在第1-28天的體重和日增重均高于CON組（P<0.05）。與CON組相比，CTC組和XOS500組在第1-28天的F：G也有顯著改善（P<0.05）。然而，在CTC組和XOS500組之間，斷奶仔豬的生長性能指標沒有顯著差異。不同飲食組的ADFI無差異。
（2）回腸和盲腸形態(tài) 飲食治療對腸道特征的影響如圖2所示。 XOS500組可增加回腸中的絨毛高度和絨隱比（絨毛高度和隱窩深度的比值）（P<0.05）。回腸中的絨隱比隨著金霉素治療而增加（P<0.05）。同時，與CTC組和CON組相比， XOS500組顯著增加了盲腸隱窩中杯狀細胞的數(shù)量（P<0.05）。 （3）回腸與盲腸菌群的比較 如圖3A和圖3B所示，根據(jù)Chao1指數(shù)和Shannon指數(shù)（P<0.01），與相應回腸樣本相比，盲腸樣本中的微生物群落豐富度和多樣性存在顯著差異，表明盲腸微生物群落比回腸微生物群落更為多樣化。 此外，如圖3C所示，使用Bray-Curtis矩陣距離的PCoA圖（細菌群落按腸道聚類）清楚地顯示了回腸和盲腸之間不同的細菌群落結構（R=0.70，P=0.001）。 如圖3D所示，所有存在差異的細菌都顯示在回腸和盲腸的LEfSe的分類圖中。從內(nèi)到外的圓圈分別代表從門到屬的不同細菌。插入圓圈中的黃點表明，不同飲食處理之間的細菌數(shù)量沒有顯著差異。LEfSe結果表明，回腸和盲腸微生物群之間在所有分類水平上有38個細菌分支存在差異（LDA>4.0）。 （4）回腸菌群 如圖4A和圖4B所示，本研究通過分析Chao1指數(shù)和Shannon指數(shù)來評估α多樣性。 CTC組的Chao1和Shannon指數(shù)均顯著低于CON組。然而，XOS500組顯著增加了觀察物種的回腸細菌指數(shù)，即Chao1和Shannon指數(shù)。使用Bray-Curtis距離矩陣和主成分分析（PCoA）評估β多樣性。很明顯，XOS500組中的微生物群可以與CON組分離。 如圖4C和圖4D所示，CTC組的微生物群并沒有與CON組微生物群分離開。在門水平上，各組回腸中的厚壁菌門占優(yōu)勢。在屬水平上，主要屬是乳酸桿菌屬。XOS500組中乳酸桿菌的相對豐度顯著高于CON組和CTC組（P<0.01），而CTC組和XOS500組中梭狀芽孢桿菌、大腸桿菌和埃希桿菌-志賀菌屬的相對豐度顯著降低。 （5）盲腸菌群 如圖5A和圖5B所示，使用各組的OTU數(shù)計算Chao1指數(shù)和Shannon指數(shù)，然后在三種飲食處理之間進行比較。結果表明，在本研究中，XOS500組的Chao1指數(shù)和Shannon指數(shù)顯著高于CON組和CTC組。 如圖5C所示，為了確定微生物群落之間的相似性，我們比較了三種飲食處理的盲腸內(nèi)容物樣本的Bray-Curtis距離。很明顯，XOS500組中的微生物群與CTC組和CON組分離。PCoA的第一軸解釋了35.51%的細菌多樣性變化，而第二軸解釋了10.66%。在這些組中，盲腸細菌門的相對豐度沒有觀察到顯著差異。在屬水平上，XOS500組的乳桿菌相對豐度顯著高于CON組和CTC組。同時，與對照組相比，添加CTC可以顯著降低乳酸菌的相對豐度。 然而，如圖5D所示，與CON組相比，XOS500組和CTC組的仔豬表現(xiàn)出較低的梭狀芽孢桿菌和土孢桿菌屬的相對豐度。與CTC組和CON組相比，XOS500組的丁酸鹽產(chǎn)生屬的經(jīng)黏液真桿菌和糞桿菌呈增加趨勢（0.05<P<0.1），而三組之間未觀察到顯著差異。 （6）盲腸特異菌群的qPCR絕對定量分析 為了確定qPCR的絕對定量，從乳酸桿菌、梭狀芽孢桿菌和土孢桿菌的基因組DNA生成核酸標準。繪制Ct值作為細胞濃度的函數(shù)，該圖顯示了每微升拷貝數(shù)（拷貝數(shù)/微升）與Ct值之間的預期線性關系。 圖6顯示，XOS500組中乳酸桿菌的絕對定量為7.23×109拷貝/g盲腸樣本，約為CON組（約2.01×109拷貝/g盲腸樣本）的2.6倍。然而，添加CTC顯著降低了乳酸桿菌的絕對數(shù)量（約1.18×109拷貝/克盲腸樣本）。此外，與CON組相比，XOS500組和CTC組顯著降低了梭狀芽孢桿菌和土孢桿菌的絕對數(shù)量（P<0.01）。 （7）盲腸中的短鏈脂肪酸（SCFA） 如圖7所示，為了進一步確定由于飲食治療而觀察到的微生物變化是否也影響腸道功能，測量了短鏈脂肪酸（SCFA）濃度。在盲腸中，最豐富的SCFA是醋酸鹽、丙酸鹽和丁酸鹽。與對照組相比，XOS500組顯著降低了盲腸食糜中的醋酸鹽濃度，并增加了總SCFA、丙酸鹽和丁酸鹽濃度（P<0.05）。CTC組丙酸鹽濃度顯著高于CON組（P<0.05）。然而，XOS500組和CTC組之間的SCFA濃度沒有顯著差異。 試驗結論 日糧中補充XOS或CTC可以提高生長性能，改善腸道形態(tài)，并通過改變整體微生物結構和代謝物來調(diào)節(jié)特定細菌的相對豐度。 XOS500組的仔豬乳酸菌數(shù)量的增加和梭狀芽孢桿菌、志賀氏桿菌和土孢桿菌豐度的減少可能是促進仔豬生長的一個因素。 因此，XOS有可能成為現(xiàn)代畜牧業(yè)中斷奶仔豬飼料中抗生素的替代品。
參考文獻： 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. |
