試驗(yàn)?zāi)康?/span> 研究XOS對(duì)生長肥育豬腸道微生物組成和代謝產(chǎn)物含量的影響，強(qiáng)調(diào)其抗生素替代效應(yīng)，并確認(rèn)其在生長肥育豬飼糧中的最佳添加劑量和添加階段。 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)選取杜×長×大三元雜交豬80頭（體重為30 kg左右），公、母各半，隨機(jī)分為8組，每組10頭（10個(gè)重復(fù)），每欄飼養(yǎng)1頭。1）對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)飼糧（CN組）；2）抗生素組在基礎(chǔ)飼糧中添加0.04 kg/t速大肥和0.2 kg/t抗敵素（AB組）；3）30~65 kg體重階段100、250和500 g/t的XOS添加組：于30~65 kg體重階段，分別在基礎(chǔ)飼糧中添加100、250和500 g/t的XOS，在66~100 kg體重階段均飼喂基礎(chǔ)飼糧（GP組）；4）30~100 kg體重階段100、250和500 g/t的XOS添加組：于30~100 kg體重階段分別在基礎(chǔ)飼糧中添加100、250和500 g/t的XOS（GFP組）。約170日齡，試驗(yàn)豬體重達(dá)100 kg左右時(shí)屠宰采樣。各試驗(yàn)組使用的基礎(chǔ)飼糧，均參照美國NRC（2012）豬營養(yǎng)需求標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配制，不添加抗生素，其組成及營養(yǎng)水平見表1。試驗(yàn)所用XOS含量≥35%。試驗(yàn)期間按商業(yè)養(yǎng)豬場規(guī)范進(jìn)行飼養(yǎng)管理。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)（平均體重達(dá)到 100 kg，約170天）空腹稱重，每組隨機(jī)選取8頭試豬（公、母各半），心臟放血處死，屠宰后取中段結(jié)腸內(nèi)容物樣品，-20℃保存?zhèn)溆谩?/span>
試驗(yàn)結(jié)果 （1）XOS對(duì)肥育豬結(jié)腸內(nèi)容物中腸道菌群組成的影響 從46份腸道內(nèi)容物樣本中共測得2487651個(gè)原始序列。經(jīng)過濾和質(zhì)量控制，獲得了1805687個(gè)清潔序列數(shù)據(jù)。在97%序列一致性閾值下，所有有效讀取序列都被聚集到OTU中。所有樣本的稀疏曲線均達(dá)到接近平臺(tái)期，表明采樣深度和測序覆蓋度適合進(jìn)行進(jìn)一步數(shù)據(jù)分析。 在門水平上，從豬腸道內(nèi)容物樣品中共鑒定出24個(gè)門，其中厚壁菌門、變形菌門、擬桿菌門和軟壁菌門是所有組別中的優(yōu)勢菌門（平均相對(duì)豐度>1%）。如圖1所示，在飼糧中添加抗生素可增加變形菌門的相對(duì)豐度、降低厚壁菌門的相對(duì)豐度，而在生長育肥期添加XOS則可引起厚壁菌門相對(duì)豐度的增加和變形菌門相對(duì)豐度的降低。此外，抗生素組和生長育肥期添加100 g/t XOS組之間厚壁菌門的相對(duì)豐度存在顯著差異。在屬水平上，共鑒定出320個(gè)菌屬，以乳桿菌、枸櫞酸桿菌、普雷沃菌、不動(dòng)桿菌和Turicibacter為主。如表2所示，所有組別中最豐富的菌屬為乳桿菌屬，在生長育肥期添加100 g/t的XOS有增加乳桿菌相對(duì)豐度的趨勢，但在抗生素組表現(xiàn)出降低趨勢（圖2)。相反，抗生素組中檸檬酸桿菌的相對(duì)豐度增加，但生長育肥期添加100 g/t的XOS組中檸檬酸桿菌的相對(duì)豐度降低。
（2）XOS對(duì)肥育豬結(jié)腸內(nèi)容物中微生物菌群多樣性的影響 為了評(píng)估結(jié)腸內(nèi)容物中細(xì)菌群落的多樣性、豐富度和系統(tǒng)發(fā)育多樣性，計(jì)算了所有樣本的幾種 α 多樣性指標(biāo)。結(jié)果表明，對(duì)照組和XOS添加組之間的 α 多樣性指標(biāo)（包括觀察到的物種數(shù)、Chao 1、優(yōu)勢度、PD全樹、Shannon和Simpson等指數(shù)）均無顯著差異（表3），而生長育肥期250 g/t的XOS添加組與抗生素組的Shannon指數(shù)差異顯著（P<0.05）（圖3A）?；谖醇訖?quán)UniFrac距離矩陣的PCoA將所有重復(fù)的腸道內(nèi)容物樣本聚集在同一熱圖內(nèi)，它們與其他處理組相比表現(xiàn)出更明顯的差異（圖3B）。在生長育肥豬添加組中，雖然三個(gè)劑量組之間存在樣本重疊，但觀察到了聚集趨勢，提示100 g/t的XOS添加組和250 g/t的XOS組之間腸道菌群結(jié)構(gòu)具有更明顯的相似性。在生長期添加組中，100 g/t的XOS添加組和500 g/t的XOS添加組均有明顯的聚集趨勢，不同處理組之間可見相互遠(yuǎn)離的趨勢。在相同的XOS添加劑量下，聚類發(fā)生在XOS添加的不同階段，并且不同階段添加的差異較大?？傊?，在生長期添加XOS可能是改變腸道菌群結(jié)構(gòu)的主要因素，而添加劑量發(fā)揮的作用不顯著。
（3）結(jié)腸內(nèi)容物中微生物生物標(biāo)志物的篩選 利用LefSe分析來鑒定與不同劑量XOS處理相關(guān)的結(jié)腸細(xì)菌生物標(biāo)志物（圖4）。在本研究中，綱水平上，對(duì)照組梭狀芽孢桿菌和擬桿菌的相對(duì)豐度增加；相反，抗生素組變形菌門中γ-變形菌和Deltaproteobacteria、厚壁菌門中梭狀芽孢桿菌和丹毒桿菌、放線菌門中Coriobacteriia以及擬桿菌門中Bacteroidia相對(duì)豐度升高。生長期100 g/t的XOS添加組厚壁菌門中丹毒桿菌和放線菌門中棒狀桿菌的相對(duì)豐度增加。另外，對(duì)生長期250 g/t的XOS添加組中這些細(xì)菌綱的微生物生物標(biāo)志物也進(jìn)行了鑒定，發(fā)現(xiàn)放線菌、γ-變形菌和Deltaproteobacteria的豐度顯著高于其他組，而500 g/t的XOS添加組中的優(yōu)勢菌主要為噬細(xì)胞菌屬、水霉屬、疣孢霉屬、桿菌屬、放線菌屬和Deltaproteobacteria。而厚壁菌門中的梭菌（P=0.021）、Planctomycetes門中的Planctomyces（P=0.018）和Proteobacteria門中的Betaproteobacteria（P=0.005）在生長育肥期100 g/t的XOS添加組中具有較高的豐度，而250 g/t的XOS添加組中有顯著變化的微生物生物標(biāo)志物均來源于Proteobacteria門，包括桿菌綱和 α-變形桿菌綱。生長育肥期500 g/t的XOS添加組的優(yōu)勢菌種為 β-變形菌綱、α-變形菌綱、γ-變形菌綱、放線菌綱、梭狀芽孢桿菌綱和疣微菌綱。 （4）環(huán)境因子對(duì)結(jié)腸內(nèi)容物中微生物群落的影響 用置換試驗(yàn)進(jìn)行RDA分析，確定不同因子與腸道微生物群落結(jié)構(gòu)的相關(guān)性。RDA分析前進(jìn)行的DCA分析結(jié)果顯示，第一軸的軸長小于3（圖3-5）。RDA分析結(jié)果顯示，XOS劑量（包括無添加、低劑量、中劑量和高劑量4個(gè)水平）（r2=0.5789，P<0.001）和添加方式（包括無抗生素添加、持續(xù)添加抗生素、生長期添加、生長育肥期添加4 種方式）（r2=0.5153，P<0.001）顯著改變了腸道微生物群落的結(jié)構(gòu)。在所有檢測的特定環(huán)境因子中，無抗生素添加、高劑量XOS添加和生長期XOS添加與微生物群落結(jié)構(gòu)顯著相關(guān)，其次是中劑量XOS添加、持續(xù)添加抗生素和無添加。關(guān)于各因子之間的相關(guān)性，XOS的中、低劑量與高劑量呈負(fù)相關(guān)，而生長育肥期XOS的添加與生長期XOS的添加呈負(fù)相關(guān)。 （5）XOS對(duì)肥育豬結(jié)腸內(nèi)容物中代謝產(chǎn)物含量的影響 通過測定SCFA來評(píng)估XOS添加是否改變了某些腸道微生物的發(fā)酵和代謝特性。結(jié)果表明，與基礎(chǔ)飼糧組相比，生長育肥期添加100 g/t的XOS顯著增加了乙酸（P=0.031）和總直鏈脂肪酸含量（P=0.049）（圖6A），而對(duì)其他直鏈脂肪酸和支鏈脂肪酸含量的影響不大（P>0.05）。另外，未發(fā)現(xiàn)XOS添加劑量與各種SCFAs產(chǎn)生之間存在相關(guān)性（P>0.05）。 生物胺（如1，7-庚基二胺、尸胺、腐胺、色胺、酪胺、亞精胺和精胺）是潛在有害代謝途徑的生物標(biāo)志物。通過檢測生物胺含量，評(píng)價(jià)了機(jī)體的氨基酸代謝情況。在抗生素組、GP250組、GP500組和GFP100組中，觀察到1，7-庚烷二胺的濃度顯著降低（P<0.05）（圖6B），尤其是GFP100組中1，7-庚烷二胺濃度達(dá)到最低水平，表明XOS具有抑制氨基酸脫羧的能力。 結(jié)論 30~100 kg體重階段在飼糧中添加100 g/t的XOS可顯著降低結(jié)腸微生物群落的 α 多樣性、大腸桿菌等致病菌的相對(duì)豐度和1，7-庚二胺含量，并增加結(jié)腸中乙酸、直鏈脂肪酸和總SCFA的含量以及乳酸桿菌等有益菌的相對(duì)豐度；其添加劑量和添加時(shí)間均影響結(jié)腸微生物的群落構(gòu)成。
參考文獻(xiàn)： 潘杰.低聚木糖對(duì)豬生產(chǎn)性能的調(diào)控作用及機(jī)制研究[D].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué),2020.
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