丁酸梭菌代谢产物及活菌复合制剂对断奶仔猪生长性能和肠道发育的影响
武祎凡 刘晶晶 王军军
摘 要:(目的)本研究旨在研究饲粮中添加丁酸梭菌代谢产物及活菌复合制剂(MZ)对断奶仔猪生长性能和肠道健康的影响。(方法)将192头断奶仔猪(杜×长×大,28日龄)随机分为4组,每组6个栏,每栏8头猪(公母各半):阴性对照组(CON组)饲喂基础饲粮,阳性对照组(PC组)饲喂添加4 kg/t苯甲酸的试验饲粮,试验组(MZ1组和MZ2组)分别饲喂添加1 kg/t和2 kg/t MZ的试验饲粮,试验期42 d。(结果)结果表明:与CON组相比,1)MZ1和MZ2均显著提高断奶仔猪平均日增重(Average daily gain, ADG),降低腹泻率(P<0.05),其中MZ2显著提高断奶仔猪42 d体重并降低料重比(Feed/Gain, F/G, P<0.05);2)MZ2显著提高断奶仔猪血清免疫球蛋白M含量(Immunoglobulin M, IgM, P<0.05),降低肿瘤坏死因子α(Tumor necrosis factor α, TNF-α)和白介素1β(Interleukin 1β, IL-1β)浓度(P<0.05);3)MZ2显著提高断奶仔猪空肠和回肠绒毛高度(Villus height, VH, P<0.05)和绒隐比(Villus height/Crypt depth, V/C, P<0.05),提高断奶仔猪空肠Claudin-1、Mucin-2,回肠Occludin、Claudin-1、Mucin-1和Mucin-2的基因相对表达量(P<0.05),降低空肠和回肠IL-6和IL-1β基因相对表达量(P<0.05);4)MZ2显著提高断奶仔猪回肠食糜乙酸、丙酸、丁酸和结肠食糜丁酸含量(P<0.05),提高回肠Clostridium_sensu_stricto_l、Terrisporobacter、Turicibacter和结肠Clostridium_sensu_stricto_l、Terrisporobacter、Lachnospiraceae_ND3007_group的相对丰度(P<0.05),并降低Streptococcus的相对丰度(P<0.05)。(结论)综上所述,饲粮中添加MZ能够调节肠道微生物组成,改善肠道屏障功能,促进肠道健康发育,最终提高断奶仔猪生长性能,为丁酸梭菌代谢产物及活菌复合制剂(MZ)的推广应用奠定理论基础。
关键词:丁酸梭菌代谢产物,益生菌,断奶仔猪,生长性能,腹泻率,肠道屏障功能
仔猪良好的机体状况是生猪养殖产业生产力的基础,同时直接影响规模化猪场的经济效益。仔猪在断奶早期由于肠道发育和免疫系统尚未建立成熟,易遭受病原微生物的侵害,导致仔猪肠道菌群紊乱、屏障功能受损等,常表现出生长缓慢和腹泻等问题。研究人员长期致力于探索潜在的营养调控策略,以此来缓解仔猪的断奶应激。
研究表明,断奶应激导致的肠道损伤往往会伴随着肠道菌群紊乱,进而导致肠道中短链脂肪酸(Short Chain Fatty Acids, SCFAs)含量的降低,引发机体免疫失调和对疾病的易感性。丁酸作为一类SCFAs,在维持肠道正常功能中发挥着关键作用。此外,丁酸是结肠上皮的重要能量来源,断奶后补充丁酸钠可增加哺乳仔猪断奶窝重,同时可以通过激活GPR109A促进断奶仔猪结肠紧密连接蛋白Claudin-1的表达,从而改善肠道健康。益生菌等活菌制剂已被证明可以通过维持动物肠道微生态平衡、促进SCFAs的生成来提高动物机体免疫力和生长性能。多种益生菌如屎肠球菌(Enterococcus faecium,E. faecium)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum,L. plantarum)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis,B. subtilis)等已被列入饲料添加剂品种目录(2013)。研究表明,在饲粮中添加Lactiplantibacillus argentoratensis AGMB00912可以增加断奶仔猪肠道中丁酸含量,提高有益菌Lactobacillus、Anaerobutyricum、Roseburia、Lachnospiraceae和Blautia的丰度,降低致病菌Helicobacter和Campylobacter的丰度。丁酸梭菌(Clostridium butyricum,C. butyricum)是一种以丁酸为主要代谢产物的严格厌氧菌,已被证明可以通过恢复肠道微生物群、诱导效应T细胞分泌、增加肠道粘蛋白-2(Mucin-2)表达,以此调节肠道功能,降低腹泻率并提高生长性能。饲粮中预先补充E. faecium NCIMB 10415能够恢复大肠杆菌感染的仔猪空肠组织的屏障和运输功能。L. plantarum L47和菊粉混合物通过上调脂磷壁酸的表达减轻产肠毒素大肠杆菌诱导的断奶仔猪回肠炎症。B. subtilis也可以用于缓解DSS诱导的兔结肠炎等炎症性肠病的症状,并增加双歧杆菌等有益菌的丰度,促进肠道健康。这些益生菌能够通过刺激肠道屏障基因表达、降低促炎细胞因子释放、提高菌群多样性等,阻止病原微生物入侵。
SCFAs和益生菌在肠道中相互促进,共同维护肠道健康。目前丁酸、益生菌或益生元单独用于仔猪生长发育的益生作用已经被揭示。自1995年合生元概念提出以来,大量研究表明益生菌与益生元的组合效果优于单独使用。因此,本研究假设相较于直接添加丁酸盐,在仔猪饲粮中添加丁酸梭菌代谢物加益生菌的模式在提高仔猪生长性能和改善肠道发育方面具有更好的效果。(拟解决的关键问题)基于此,本试验使用抗腹泻效果较好的苯甲酸作为阳性对照,旨在探究在饲粮中添加不同剂量的丁酸梭菌代谢物及三种活菌制剂(E. faecium、L. plantarum、B. subtilis)对断奶仔猪生长性能、肠道屏障功能、肠道菌群的作用,为缓解断奶应激造成的仔猪腹泻及生长发育缓慢问题提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
本研究中使用的复合制剂(MZ)由丁酸梭菌代谢产物和三种益生菌复合而成,其主要成分包含可使用丁酸钙盐≥32%,屎肠球菌(有效菌数≥1.0×108 CFU/g)、植物乳杆菌(有效菌数≥1.0×108 CFU/g)、枯草芽孢杆菌(有效菌数≥2.0×108 CFU/g),由江西好实沃生物技术有限公司自主研发并提供。阳性对照组(Positive Control,PC)的主要成分是苯甲酸。
1.2 试验动物与设计
选取28日龄初始体重为7.63 kg的健康断奶仔猪(杜×长×大)192头,随机分为4组,每组6个重复,每个重复8头猪,公母各半。阴性对照组(CON组)饲喂基础饲粮,其组成和营养水平如表1所示,符合NRC(2012)对断奶仔猪的营养标准,粗蛋白(CP)参考GB/T 6432-2018测定,钙磷含量(Ca和P)参考GB/T 6436-2018、GB/T 6437-2018测定,总能量(GE)参考ISO 9831:1998测定。试验组(MZ1组、MZ2组)在基础饲粮中分别添加1 kg/t和2 kg/t的MZ,阳性对照组(PC组)在基础饲粮中添加4 kg/t的苯甲酸。试验期42 d,分为前期(1-21 d)和后期(22-42 d)两个阶段。动物实验中使用的方案已获得中国农业大学实验动物福利与动物伦理审查委员会的批准(许可编号:AW50214202-1-04)。
消化能(DE)值的计算方法参考Adeola公式:
DE (MJ/kg)=(摄入GE-粪便GE)/采食量
表1 基础饲料组成及营养水平(饲喂基础) %
|
项目 |
含量 |
|
|
0-21 d |
21-42 d |
|
|
玉米 |
61.65 |
67.06 |
|
豆粕 |
15 |
17 |
|
5 |
3 |
|
|
膨化大豆 |
6 |
6 |
|
乳清粉 |
8 |
3 |
|
豆油 |
0.35 |
0.4 |
|
磷酸氢钙 |
1.15 |
1.1 |
|
石粉 |
0.7 |
0.7 |
|
食盐 |
0.2 |
0.2 |
|
L-赖氨酸盐酸盐 |
0.61 |
0.64 |
|
DL-蛋氨酸 |
0.12 |
0.12 |
|
L-苏氨酸 |
0.22 |
0.23 |
|
L-色氨酸 |
0.5 |
0.05 |
|
预混料 |
0.5 |
0.5 |
|
营养水平 |
|
|
|
消化能 |
14.44 |
14.45 |
|
粗蛋白 |
18.98 |
18.28 |
|
钙 |
0.91 |
0.75 |
|
磷 |
0.71 |
0.63 |
1) 预混料为每千克饲粮提供: VA 12 000 IU,VD3 2 500 IU,VE 30 IU,VK3 3 mg,VB1 2.5 mg,VB2 4.0 mg,VB6 3.0 mg,VB12 12 μg,烟酸 40 mg,硫胺素 3 mg,核黄素 6 mg,泛酸 L5 mg,叶酸 0.7 mg,生物素 50 μg,铁 90.0 mg, 铜 25 mg,锌 75 mg,锰 40 mg,碘0.35 mg,硒 0.3 mg。
1.3 消化能为计算值,其余为实测值。
1.4 饲养管理和样品采集
试验期间仔猪自由采食和饮水,严格遵守猪场饲养管理制度,按照农场的常规程序对仔猪进行消毒,免疫和驱虫。在试验第21d、42 d,采集仔猪新鲜粪便和前腔静脉的血液样本。粪便样本在液氮中快速冷冻,保存在-80℃冰箱,用于微生物分析;血液样本离心后获得血清,保存在-20℃冰箱,用于血液生化指标分析。在试验第42d,每栏随机选择一头仔猪进行屠宰和取样。屠宰后采集回肠、空肠组织固定在4%多聚甲醛中,用于进行形态学分析;采集回肠、空肠肠段,保存在-80℃冰箱,用于基因表达的分析;采集回肠、结肠食糜,保存在-80℃冰箱,用于SCFAs含量和微生物的分析。
1.5 生长性能和腹泻率
在第21 d和第42 d,分别称量仔猪体重和每个重复(栏)余料重量,并计算仔猪在0-21 d和22-42 d期间的平均体重(BW)、日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)和料重比(F/G)。采用视觉评估法观察仔猪腹泻情况。每天早晨7:30到晚上21:30连续观测仔猪排粪情况(粪便颜色、形状、排粪次数),对每猪每次排出的粪便进行记载和感观评分,统计腹泻个体数并计算腹泻率。腹泻评分标准:条形或粒形粪便(0分);软粪、成形(1分);稠状、成形、粪水无分离现象(2分);液状、不成形、粪水有分离现象(3分)。将得分为2分和3分者确定为腹泻。腹泻率计算公式如下:
腹泻率(%)= 仔猪腹泻头数总和 / 仔猪头数 × 试验天数 × 100
1.6 血液生化指标分析
血清生化指标由全自动生化分析仪(江苏泽成生物技术有限公司CLS880)测定,包括总蛋白(TP),白蛋白(ALB),球蛋白(GLB),血糖(GLU)、尿素氮(UREA)、谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST);免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)和免疫细胞因子(IL-1β、IL-6、IL-10和TNF-α)均采用市售猪ELISA试剂盒(Elabscience Bio,武汉)进行检测。
1.7 肠道组织形态学分析
取出4%多聚甲醛固定的肠道样品,经脱水、透明、包埋、冷却凝固和修正后制成包埋蜡块,再依次经过切片、漂浮和烤片制成切片,进行H&E染色后,用显微镜观察和测定绒毛高度(VH)和隐窝深度(CD),计算绒毛高度与隐窝深度的比值(V/C)。
1.8 肠道食糜SCFAs含量分析
称取500 mg回肠、结肠食糜制备原液,移入10 ml离心管中,用8 mL超纯水充分混合并振荡1-2 min。吸取160 μL 原液到新的10 mL离心管中,补超纯水7.84 mL到8 mL,振荡混匀。用2 mL注射器取稀释液,过滤膜(0.22 μm)装入进样瓶。测定SCFAs(乙酸、丙酸、丁酸)含量。
1.9 实时荧光定量PCR
采用Trizol法(Aidlab Bio,中国)提取肠道组织总RNA,测定浓度和纯度。使用RNA反转录试剂盒SynScript™ III cDNA Synthesis Mix将1 μg总RNA逆转录成cDNA(TSINGKE Bio,中国)。使用2×TSINGKE®Master qPCR混合物(SYBR Green I)(TSINGKE Bio,中国)在Light Cycler System(Roche,美国)上进行实时荧光定量PCR(RT-qPCR)测定。数据按照2-ΔΔCt方法计算基因的相对表达量。以β-肌动蛋白(β-actin)作为参考基因,测定肠道屏障功能相关基因包括紧密连接蛋白-1(Claudin-1)、闭合蛋白(Occludin)、闭锁小带蛋白-1(ZO-1)、粘蛋白-1(Mucin-1)、粘蛋白-2(Mucin-2),炎症细胞因子相关基因包括白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-10(IL-10)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α),RT-qPCR的引物(表2)由擎科生物技术有限公司合成。
表2 目标基因引物序列
|
基因 |
引物序列 |
|
紧密连接蛋白-1 |
F: AAGGACAAAACCGTGTGGGA |
|
R: CTCTCCCCACATTCGAGATGATT |
|
|
闭合蛋白 |
F: CAGTGGTAACTTGGAGGCGT |
|
R: CCGTCGTGTAGTCTGTCTCG |
|
|
闭锁小带蛋白-1 |
F: GCCATCCACTCCTGCCTAT |
|
R: CGGGACCTGCTCATAACTTC |
|
|
粘蛋白-1 |
F: GTGCCGACGAAAGAACTG |
|
R: TGCCAGGTTCGAGTAAGAG |
|
|
粘蛋白-2 |
F: CTGTGTGGGGCCTGACAA |
|
R: AGTGCTTGCAGTCGAACTCA |
|
|
白细胞介素-1β |
F: CGTCTGCGATGATGACCCAA |
|
R: AGCACCAGGGCTTTTTCATCT |
|
|
白细胞介素-6 |
F: ACCGGTCTTGTGGAGTTTCA |
|
R: GGTGGTGGCTTTGTCTGGAT |
|
|
白细胞介素-10 |
F: CGGCGCTGTCATCAATTTCT |
|
R: GGCTTTGTAGACACCCCTCTC |
|
|
肿瘤坏死因子-α |
F: TTATCGGCCCCCAGAAGGAA |
|
R: CGACGGGCTTATCTGAGGTT |
|
|
β-肌动蛋白 |
F: TGGAACGGTGAAGGTGACAG |
|
R: CTTTTGGGAAGGCAGGGACT |
1.10 微生物16S rRNA测序
使用QIAamp R Fast DNA Stool Mini Kit(Qiagen,德国)提取结肠食糜的总基因组DNA。使用2 %琼脂糖凝胶电泳检测扩增产物,使用AxyPrep DNA凝胶提取试剂盒(Axygen Bio,美国)纯化,并通过Qubit 2.0荧光计(Thermo Fisher Scientific,美国)定量。将纯化的PCR产物合并为等摩尔量,并在Illumina HiSeq 2 500平台上测序,产生300 bp的配对末端读数。基于Illumina HiSeq高通量测序平台对16S rRNA基因V3-V4区(338F(ACTCCTACGGGAGGCAGCAG)和806R(GGACTACHVGGGT-WTCTAAT)进行PCR扩增、文库构建和测序,获得了具有代表性的扩增序列变异(ASVs)序列。相关分析过程在美吉生物云平台上进行。
1.11 数据统计分析
试验数据经过Excel处理后,采用SPSS26.0统计软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA),并用Duncan氏法进行多重比较。使用GraphPad Prism 9.4软件进行图片制作。P<0.05表示有统计学意义。
2 结 果
2.1 丁酸梭菌代谢产物及活菌复合制剂对断奶仔猪生长性能和腹泻率的影响
由表3可知,与CON组相比,MZ2组能够显著提高断奶仔猪42 d的体重(P<0.05)。在0-21 d,MZ1组、MZ2组和PC组对断奶仔猪的ADFI、ADG和F/G均没有显著影响(P>0.05),但均能显著降低腹泻率(P<0.05)。在22-42 d,MZ2组能够显著提高断奶仔猪ADG(P<0.05),显著降低断奶仔猪F/G(P<0.05)和腹泻率(P<0.05)。在0-42 d,MZ1组和MZ2组均能显著提高断奶仔猪的ADG(P<0.05),其中MZ2组能够显著降低断奶仔猪F/G(P<0.05)和腹泻率(P<0.05)。而与PC组相比,仅MZ2组能够显著提高断奶仔猪42 d的体重(P<0.05),并显著提高22-42 d、0-42 d的ADG(P<0.05),显著降低F/G(P<0.05)。MZ1组与PC组之间无显著差异(P>0.05)。
表3 丁酸梭菌代谢产物及活菌复合制剂对断奶仔猪生长性能和腹泻率的影响
|
项目 |
时间 |
分组 |
标准差 |
P值 |
||||||
|
CON |
MZ1 |
MZ2 |
PC |
|||||||
|
体重/kg |
0 d |
7.61 |
7.66 |
7.68 |
7.51 |
0.25 |
0.895 |
|||
|
21 d |
16.95 |
17.33 |
17.36 |
16.85 |
0.41 |
0.499 |
||||
|
42 d |
29.51b |
30.38ab |
31.40a |
29.93b |
0.61 |
0.017 |
||||
|
平均日采食量/g |
0-21 d |
672.22 |
678.77 |
680.67 |
675.47 |
12.21 |
0.906 |
|||
|
22-42 d |
1 079.25 |
1 093.49 |
1 111.24 |
1 094.93 |
26.35 |
0.687 |
||||
|
0-42 d |
875.74 |
886.13 |
895.95 |
885.20 |
18.37 |
0.750 |
||||
|
平均日增重/g |
0-21 d |
445.19 |
460.12 |
460.71 |
445.21 |
9.10 |
0.137 |
|||
|
22-42 d |
598.12b |
621.33b |
668.80a |
622.50b |
11.88 |
< 0.001 |
||||
|
0-42 d |
521.65c |
540.72b |
564.76a |
533.85bc |
9.05 |
0.001 |
||||
|
料重比 |
0-21 d |
1.51 |
1.47 |
1.47 |
1.52 |
0.03 |
0.256 |
|||
|
22-42 d |
1.81a |
1.75a |
1.66b |
1.75a |
0.03 |
0.002 |
||||
|
0-42 d |
1.67a |
1.63a |
1.58b |
1.65a |
0.02 |
0.001 |
||||
|
腹泻率/% |
0-21 d |
7.04a |
5.95b |
4.76d |
5.26c |
0.23 |
< 0.001 |
|||
|
22-42 d |
4.66a |
4.76a |
3.87b |
3.97b |
0.31 |
0.001 |
||||
|
0-42 d |
5.85a |
5.36a |
4.32b |
4.61b |
0.26 |
0.001 |
||||
行内统计差异用不同字母表示(P<0.05)。下表同。
2.2 丁酸梭菌代谢产物及活菌复合制剂对断奶仔猪血清生化和抗氧化指标的影响
由表4可知,与对照组相比,MZ2组和PC组对断奶仔猪血液生化指标TP、ALB、GLB、UREA、GLU、AST、ALT均无显著影响(P>0.05)。MZ2组和PC组能显著提高断奶仔猪免疫球蛋白IgM的水平(P<0.05),并有提高IgA水平的趋势(0.05 < P<0.10),对IgG无显著影响(P>0.05)。MZ2组和PC组能显著降低断奶仔猪血清中TNF-α、IL-1β浓度(P<0.05),对IL-6、IL-10无显著影响(P>0.05)。
表4 丁酸梭菌代谢产物及活菌复合制剂对断奶仔猪血清生化指标和细胞因子水平的影响
|
项目 |
分组 |
标准差 |
P值 |
|||||
|
CON |
MZ2 |
PC |
||||||
|
总蛋白 /(g/L) |
57.90 |
57.27 |
57.84 |
2.99 |
0.974 |
|||
|
白蛋白 /(g/L) |
31.78 |
31.94 |
31.70 |
1.34 |
0.984 |
|||
|
球蛋白 /(g/L) |
26.12 |
25.34 |
26.14 |
3.03 |
0.956 |
|||
|
尿素氮 /(g/L) |
2.32 |
2.09 |
1.99 |
0.43 |
0.744 |
|||
|
血糖 /(mmol/L) |
5.41 |
5.62 |
5.34 |
0.37 |
0.752 |
|||
|
天冬氨酸转移酶/(U/L) |
52.09 |
49.02 |
49.33 |
9.07 |
0.936 |
|||
|
丙氨酸转移酶/(U/L) |
50.08 |
50.83 |
48.86 |
5.23 |
0.937 |
|||
|
免疫球蛋白A/(g/L) |
1.12 |
1.29 |
1.25 |
0.07 |
0.071 |
|||
|
免疫球蛋白M/(g/L) |
0.88b |
1.03a |
1.02a |
0.05 |
0.006 |
|||
|
免疫球蛋白G/(g/L) |
9.48 |
9.62 |
9.54 |
0.16 |
0.225 |
|||
|
肿瘤坏死因子-α /(ng/L) |
62.73a |
54.36b |
55.98b |
2.99 |
0.031 |
|||
|
白细胞介素-1β /(ng/L) |
308.60a |
264.05b |
272.07b |
13.94 |
0.014 |
|||
|
白细胞介素-6 /(ng/L) |
56.82 |
50.72 |
53.31 |
3.90 |
0.319 |
|||
|
白细胞介素-10 /(ng/L) |
26.13 |
25.04 |
23.52 |
1.78 |
0.364 |
|||
2.3 丁酸梭菌代谢产物及活菌复合制剂对断奶仔猪肠道形态、屏障功能和炎症细胞因子表达的影响
由图1可知,CON组的断奶仔猪空肠和回肠绒毛完整性较差,排列相对松散,MZ2组和PC组的断奶仔猪空肠和回肠绒毛结构完整,排列整齐,无明显组织学损伤。由表5可知,与CON组相比,在断奶仔猪空肠内,MZ2组能够显著提高VH(P<0.05)和V/C(P<0.05),PC组能够显著提高V/C(P<0.05),MZ2组和PC组对CD无显著影响(P>0.05)。在断奶仔猪回肠内,MZ2组能够显著提高VH(P<0.05)和V/C(P<0.05),PC组能够显著提高VH(P<0.05),MZ2组和PC组对CD无显著影响(P>0.05)。
由图3可知,相较于CON组,MZ2组和PC组均能显著降低空肠和回肠中IL-6的基因相对表达量(P<0.05),且MZ2组能显著降低空肠和回肠中IL-1β的基因相对表达量(P<0.05)。MZ2组还能显著降低回肠中TNF-α的基因相对表达量(P<0.05),但对空肠中TNF-α的基因相对表达量无显著影响(P>0.05)。与CON组相比,MZ2组和PC组对提高空肠和回肠中IL-10的基因相对表达量均无显著影响(P>0.05)。
表5 丁酸梭菌代谢产物及活菌复合制剂对断奶仔猪空肠形态的影响
|
项目 |
分组 |
标准差 |
P值 |
||||||
|
CON |
MZ2 |
PC |
|||||||
|
空肠 |
绒毛高度 /μm |
579.93b |
626.89a |
603.21ab |
15.65 |
0.029 |
|||
|
隐窝深度 /μm |
197.78 |
190.08 |
193.77 |
5.83 |
0.439 |
||||
|
绒毛高度/隐窝深度 |
2.94b |
3.30a |
3.12a |
0.09 |
0.003 |
||||
|
回肠 |
绒毛高度 /μm |
565.10b |
646.07a |
612.23a |
16.44 |
0.001 |
|||
|
隐窝深度 /μm |
191.70 |
181.14 |
187.51 |
7.09 |
0.351 |
||||
|
绒毛高度/隐窝深度 |
2.97b |
3.58a |
3.27ab |
0.16 |
0.005 |
||||

图1 丁酸梭菌代谢产物及活菌复合制剂对断奶仔猪肠道绒毛形态结构的影响

图2 丁酸梭菌代谢产物及活菌复合制剂对断奶仔猪肠道完整性的影响
行内统计差异用不同字母表示(P<0.05)。下图同。

图3 丁酸梭菌代谢产物及活菌复合制剂对断奶仔猪肠道免疫细胞因子的影响
2.4 丁酸梭菌代谢产物及活菌复合制剂对断奶仔猪肠道SCFAs含量和微生物的影响
由图4可知,与CON组相比,MZ2组和PC组能够显著升高断奶仔猪空肠食糜乙酸、丙酸的含量(P<0.05),MZ2组能够显著升高空肠食糜丁酸的含量(P<0.05)。在断奶仔猪结肠中,MZ2和PCMZ2组和PC组能够显著升高丁酸的含量(P<0.05),对乙酸和丙酸的含量无显著影响(P>0.05)。
由图5基于物种上主坐标分析(PCoA)结果可知,与CON组相比,MZ2组能够显著增加断奶仔猪回肠和结肠微生物多样性(P<0.05),并且改变微生物的组成(图6)。由图7多级物种线性判别分析效应大小分析(LEfSe)结果和图8属水平上Kruskal-Wallis秩和检验的多重比较结果可知,MZ2组显著提高了断奶仔猪回肠中狭义梭状芽孢杆菌属(Clostridium_sensu_stricto_l)、特里斯孢菌(Terrisporobacter)、苏黎世杆菌属(Turicibacter)的相对丰度与结肠中Clostridium_sensu_stricto_l、Terrisporobacter、毛螺菌科ND3007群(Lachnospiraceae_ND3007_group)的相对丰度(P<0.05),并能显著降低回肠和结肠中Streptococcus的相对丰度(P<0.05),与CON组和PC组相比存在显著差异。

图4 丁酸梭菌代谢产物及活菌复合制剂对断奶仔猪肠道短链脂肪浓度的影响

图5 断奶仔猪肠道微生物多样性

图6 断奶仔猪肠道微生物组成
回肠Ileum:Clostridium_sensu_stricto_1:狭义梭状芽孢杆菌属1;Streptococcus:链球菌属;Lactobacillus:乳杆菌属;Escherichia-Shigella:志贺-埃希菌属;Terrisporobacter:特里斯孢菌;Actinobacillus:放线杆菌属;Turicibacter:苏黎世杆菌属;Prevotella:普雷沃氏菌属;Faecalibacterium:普拉梭菌属;Mycoplasma:支原体属;Dialister:戴阿利斯特杆菌属;Agathobacter:琼脂杆菌;Romboutsia:罗姆布茨菌属;unclassified_o_Lactobacillales:未分类乳酸菌目;Enterococcus:肠球菌属;unclassified_k_norank_d_Bacteria:未分类细菌;Bacillus:芽孢杆菌属;Blautia:布劳特氏菌属;Subdoligranulum:罕见小球菌属;Veillonella:韦荣氏球菌属;Others:其他。
结肠Colon:Lactobacillus:乳杆菌属;Escherichia-Shigella:志贺-埃希菌属;Streptococcus:链球菌属;Clostridium_sensu_stricto_1:狭义梭状芽孢杆菌属1;norank_f_norank_o_Clostridia_UCG-014:梭状芽胞杆菌属UCG-014;Blautia:布劳特氏菌属;Subdoligranulum:罕见小球菌属;Terrisporobacter:特里斯孢菌;Agathobacter:琼脂杆菌;Christensenellaceae_R-7_group:克里斯滕氏菌科_R-7群;norank_f_Muribaculaceae:未分类鼠李糖乳杆菌科;UCG-002:未分类UCG-002;norank_f_norank_o_RF39:未分类RF39;UCG-005:未分类UCG-005;norank_f_Eubacterium_coprostanoligenes_group:产粪甾醇真杆菌属;Coprococcus:粪球菌属;Faecalibacterium:普拉梭菌属;Rikenellaceae_RC9_gut_group:理研菌科RC9肠道群;Lachnospira:毛螺菌属;unclassified_f_Lachnospiraceae:未分类毛螺菌科;Others:其他。

图7 断奶仔猪肠道微生物LEfSe多级物种差异判别分析
回肠Ileum:o_Lactobacillales:乳杆菌目;c__Bacilli:芽孢杆菌纲;f_Streptococcaceae:链球菌科;g_Streptococcus:链球菌属;c_Clostridia:梭菌纲;o_Clostridiales:梭菌目;f_Clostridiaceae:梭菌科;g_Clostridium_sensu_stricto_1:狭义梭状芽孢杆菌属1;o__Peptostreptococcales-Tissierellales:消化链球菌目;f_Peptostreptococcaceae:消化链球菌科;g_Terrisporobacter:特里斯孢菌;f_Erysipelatoclostridiaceae:丹毒杆菌科;o_Erysipelotrichales:丹毒杆菌目;g_Turicibacter:苏黎世杆菌属;g_Lactococcus:乳球菌属;f_Micrococcaceae:微球菌科;o_Micrococcales:微球菌目;g_Rothia:罗氏菌属。
结肠Colon:o_Lactobacillales:乳杆菌目;c__Bacilli:芽孢杆菌纲;o_Clostridiales:梭菌目;f_Clostridiaceae:梭菌科;g_Clostridium_sensu_stricto_1:狭义梭状芽孢杆菌属1;o__Peptostreptococcales-Tissierellales:消化链球菌目;f_Peptostreptococcaceae:消化链球菌科;g_Terrisporobacter:特里斯孢菌;g_Lachnospiraceae_NK4B4_group:毛螺菌科NK4B4群;g_Streptococcus:链球菌属;f_Streptococcaceae:链球菌科。
