何 穎（編譯）

（重慶工商大學(xué)長(zhǎng)江上游經(jīng)濟(jì)研究中心，重慶 404100；焦作禾豐飼料有限公司，河南 焦作 454150）

仔豬斷奶后腹瀉（PWD）是一種通常發(fā)生在仔豬斷奶后2 周的疾病，可以通過對(duì)豬只反復(fù)排泄松散的水樣糞便進(jìn)行診斷。這種疾病致使豬只生長(zhǎng)緩慢、脫水、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率降低，嚴(yán)重情況下可能會(huì)出現(xiàn)豬只死亡，給生豬產(chǎn)業(yè)帶來重大的經(jīng)濟(jì)損失。近年來，針對(duì)各種PWD 緩解劑和促生長(zhǎng)添加劑（例如藥物鋅制劑和抗菌物質(zhì)）都頒布了限制和禁令，因?yàn)樗鼈冊(cè)谏虡I(yè)生產(chǎn)環(huán)境中阻礙了豬只健康及生產(chǎn)性能和對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。

由于仔豬體內(nèi)蛋白水解酶不足，很難消化某些植物性蛋白。因此，在保育料中加入高可消化蛋白源，相應(yīng)日糧粗蛋白（CP）水平普遍范圍是21%～25%，這已成為一種公認(rèn)的做法。但并不是所有的日糧蛋白都能被豬只消化吸收掉，攝入的蛋白中有20%～40%被排出小腸，導(dǎo)致大腸中未消化的蛋白質(zhì)作為細(xì)菌發(fā)酵的底物，增加了氨、胺、支鏈脂肪酸、酚類和吲哚等復(fù)合物的產(chǎn)生。這些復(fù)合物對(duì)豬只微生物區(qū)系有毒性作用，影響微生物多樣性。促使豬胃腸道共生的菌群數(shù)量減少已被視作造成PWD 最重要的風(fēng)險(xiǎn)因素之一。產(chǎn)腸毒素大腸桿菌（E. coli）菌株能夠發(fā)酵未被小腸消化掉的蛋白質(zhì)，因此，調(diào)節(jié)日糧CP水平被認(rèn)為是降低仔豬腹瀉率的一種方法。多項(xiàng)研究表明降低日糧中CP 水平，將提高豬糞便的黏稠性，并減輕了豬只面對(duì)E. coli感染時(shí)產(chǎn)生PWD 的嚴(yán)重程度。

在保育日糧中可用添加纖維來改善PWD，而在斷奶后日糧中優(yōu)先考慮添加不可溶纖維來提高食糜通過率，并阻止有害菌定植。纖維素是最豐富的不可溶纖維源，因?yàn)樗侵参锛?xì)胞壁上主要的結(jié)構(gòu)多糖，可作為豬糞便的一種親水疏松劑。粗麥麩和燕麥殼被歸類為含有高不可溶纖維量的飼料原料。在日糧中添加1.5%純化纖維素可以降低剛斷奶仔豬腹瀉的發(fā)生率，這是因?yàn)槔w維素的添加可能阻斷了病原菌的黏附位點(diǎn)。當(dāng)用大腸桿菌K88+感染試驗(yàn)豬，再飼喂含4%粗麥麩的日糧時(shí)能有效降低腹瀉發(fā)生率，這是因?yàn)榇蛀滬熃档土舜竽c桿菌黏附腸道的能力。

通過調(diào)整日糧成分以降低粗蛋白，并加入不可溶纖維，被認(rèn)為是一種穩(wěn)定微生物菌群的方法。這種方法能夠促進(jìn)胃腸道中共生菌和病原菌間的平衡，使二者趨于正?；瑥亩档湍c道對(duì)疾病的敏感性，提高豬只的生產(chǎn)性能。因此，本試驗(yàn)旨在研究不同日糧粗蛋白水平下，添加或者不添加不可溶纖維源對(duì)保育豬生長(zhǎng)性能和糞便干物質(zhì)含量的影響。

1 材料和方法

曼哈頓堪薩斯州立大學(xué)動(dòng)物保護(hù)和使用委員會(huì)機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)了本試驗(yàn)中的使用協(xié)議。本研究在曼哈頓堪薩斯州立大學(xué)的隔離早期斷奶保育豬舍里進(jìn)行。每個(gè)圈舍有一個(gè)4 孔的干式自動(dòng)喂料器以及一個(gè)杯式飲水器，用以豬只自由采食和飲水。

2 動(dòng)物和日糧

共選用了360 頭閹公豬（初始體重5.0±0.1 kg）用于為期45 d 的生長(zhǎng)試驗(yàn)。仔豬在大約21 日齡時(shí)斷奶，隨后被轉(zhuǎn)移至試驗(yàn)舍，隨機(jī)分配到不同圈舍。每5 頭豬一個(gè)圈欄，每9 個(gè)圈欄分配到同一組處理日糧，一共有8 組處理日糧。各組處理日糧被平均分配在2 個(gè)完全相同的豬舍中，其中豬舍一有4 組重復(fù)的處理日糧，豬舍二有4 組重復(fù)。日糧處理設(shè)計(jì)為2×4 因子試驗(yàn)，主效應(yīng)為粗蛋白和纖維源，粗蛋白水平包括21%和18%，纖維源包括無纖維、4%粗麥麩、1.85%燕麥殼和1.55%纖維素。21% CP 日糧含有1.40%標(biāo)準(zhǔn)回腸可消化賴氨酸（SID Lys）被用于階段1，含1.35% SID Lys 被用于階段2，而18% CP 日糧含有1.25% SID Lys 被同時(shí)用于階段1 和階段2（表1 和表2）。根據(jù)Millet 等人（2018）按照SID Lys 可消化CP 水平6.35%的最大比值來配制日糧，維持用以非必需氨基酸合成可接受的含氮量。因此，18%CP 日糧中降低SID Lys 是用以維持Lys 可消化CP 比值。采用飼料級(jí)氨基酸配制所有日糧，獲得相近的必需SID 氨基酸與SID Lys 比值。

在試驗(yàn)開始之前，分析粗麥麩、燕麥殼和纖維素的ADF、NDF、不可溶纖維、可溶纖維和總?cè)占Z纖維含量。分別使用Ankom 技術(shù)的方法12 和13 分析樣品ADF、NDF 含量。使用Ankom 日糧纖維分析儀測(cè)定不可溶和可溶日糧纖維含量。用可溶和不可溶日糧纖維之和計(jì)算總?cè)占Z纖維（表1）。

表1 原料的分析化學(xué)纖維組成 %

配制燕麥殼日糧和纖維素日糧，其含有的不可溶纖維總量與4%粗麥麩日糧相同。與對(duì)照日糧相比，在高CP 日糧和低CP 日糧中添加特定纖維源，增加了日糧中不可溶纖維含量1.4 個(gè)百分點(diǎn)。本研究選擇添加4%粗麥麩是基于前人研究工作，Molist 等 人（2010，2011）指出4%粗麥麩對(duì)于保育豬生產(chǎn)性能沒有負(fù)效應(yīng)，而過高纖維日糧能夠負(fù)面影響能量和營(yíng)養(yǎng)素利用。處理日糧分為2 個(gè)階段提供：階段1 為斷奶后0—10 d，階段2 為斷奶后10—24 d（表2 和表3）。從斷奶后24—45 d均飼喂含19.9% CP 和7.5%不可溶纖維的處理日糧。飼料配方中使用的原料營(yíng)養(yǎng)值及其SID系數(shù)均來自NRC（2012）。日糧中均未添加抗生素或者藥理學(xué)濃度鋅制劑。

表2 階段1 日糧成分（飼料干物質(zhì)計(jì)算）

表3 階段2 日糧成分（飼料干物質(zhì)計(jì)算）

所有處理日糧均在位于曼哈頓堪薩斯州立大學(xué)的Tom Avery 家禽研究農(nóng)場(chǎng)中配制生產(chǎn)，屬于玉米-豆粕型基礎(chǔ)日糧。試驗(yàn)日糧中含有的粗麥麩、燕麥殼和纖維素的平均粒徑分別為1 041、1 168和101 μm。 選 取ANSI ／ ASAE S319.2 法測(cè)定粒徑大小，并采用Kalivoda 等人（2017）推薦的流動(dòng)劑和振動(dòng)篩Ro-tap 13。第一階段飼喂顆粒料，第二階段飼喂粉料。試驗(yàn)結(jié)束后飼喂的相同日糧采用顆粒料。在試驗(yàn)日糧打包階段收集所有日糧樣品，每組處理日糧中每三袋飼料抽取一袋采集亞樣本，合并成一個(gè)均質(zhì)樣本。在進(jìn)行二次抽樣并提交分析，測(cè)定干物質(zhì)、CP、ADF、粗纖維和NDF 含量之前，樣品被保存在-20℃。

在試驗(yàn)第10、17、24 和45 天稱量豬和喂料器，測(cè)定平均日增重（ADG）、平均日飼料采食量（ADFI）和料重比（G ∶F）。在試驗(yàn)第10、17、24 和45 天，通過直腸觸診從每個(gè)圈舍中選取3 頭相同的豬采集糞樣。糞樣采集后裝入干凈、獨(dú)立的拉鏈儲(chǔ)存袋，被存放于-20℃直到用于糞便干物質(zhì)分析。將不同時(shí)間收集的每一個(gè)圈舍糞樣混合一起，在高溫?zé)犸L(fēng)箱中55℃烘干48 h。按照以下方法測(cè)定糞便干物質(zhì)含量：（樣品烘干48 h 重量-坩堝重量）/（最初濕樣重量-坩堝重量）×100%。

采用2×4 析因排列的完全隨機(jī)設(shè)計(jì)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)。以圈欄作為試驗(yàn)單元，從R 中l(wèi)me4 函數(shù)包使用lmer 函數(shù)計(jì)算。在模型說明中，豬舍作為隨機(jī)效應(yīng)，處理日糧作為固定效應(yīng)。測(cè)定主效應(yīng)CP 水平和纖維源，以及二者互作效應(yīng)。采用重復(fù)測(cè)量陳述法和豬舍的隨機(jī)效應(yīng)，分析糞樣干物質(zhì)含量。處理間差異顯著用P＜0.05 表示，略微差異用0.05 ＜P＜0.10 表示。

3 微生物群落分析

在試驗(yàn)第24 和45 天采集糞樣并儲(chǔ)存于-20℃，用于之后的微生物群落分析。使用Omega Mag Bind Soil 96 孔試劑盒提取DNA。我們做了以下修改：簡(jiǎn)而言之，在前人Yu和Morrison（2004）以及Paz 等人（2018）所述的純化步驟之前加入一個(gè)沉淀步驟。

采用凝膠電泳評(píng)估提取的DNA 質(zhì)量，得到的DNA 保存于-20℃，以供進(jìn)一步分析。根據(jù)前人Kozich 等人（2013）所述，采用針對(duì)V4 片段特異性的通用條碼引物，擴(kuò)增16s rRNA 的V4 片段，設(shè)置25 個(gè)反應(yīng)。PCR 反應(yīng)試劑的準(zhǔn)備中，包含0.625 單位Terra PCR Direct Polymerase Mix、1×Terra PCR Direct Buffer、0.4 uM indexed primers 和20-50 ng DNA。在96 孔基因擴(kuò)增儀中進(jìn)行擴(kuò)增，設(shè)置條件如 下：98 ℃，2 min；98 ℃，30 s，25 個(gè)循環(huán)；58℃，30 s；68℃，45 s；68 ℃，4 min（延伸階段）。根據(jù)NGS 標(biāo)準(zhǔn)化96 孔試劑盒使用手冊(cè)，在加入洗脫緩沖液之前額外增加5 min 高速旋轉(zhuǎn)，對(duì)擴(kuò)增子進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。得到的擴(kuò)增子混合并通過Denovix 熒光高敏試驗(yàn)測(cè)定其濃度。使用Agilent BioAnalyzer 2000進(jìn)一步分析準(zhǔn)備好的序列文庫(kù)。所有文庫(kù)均采用250 bp 配對(duì)末端測(cè)序策略進(jìn)行測(cè)序，根據(jù)操作說明使用Illumina Miseq 平 臺(tái) 和V2500 循 環(huán)測(cè)序試劑盒。測(cè)序運(yùn)行包括8 個(gè)負(fù)對(duì)照，以及一個(gè)陽性對(duì)照用以確保合適的測(cè)序深度和讀取閾值。本研究中沒有刪減微生物樣本。

使用DADA2 軟件對(duì)測(cè)序輸出生成的fastq 文件進(jìn)行后續(xù)分析。與運(yùn)算分類單元（OTU）法相比，使用該軟件的目的是為了減少假陽性序列。因此，使用擴(kuò)增子序列突變體（ASV）而不是OTU。所有分析步驟使用R 語言（v1.1.463）中系統(tǒng)分析包v1.26.1 進(jìn)行操作。篩除掉低質(zhì)量讀值（Q 得分≥30）。結(jié)合相同序列來識(shí)別“唯一”的序列，并通過測(cè)定誤碼率來評(píng)估讀值質(zhì)量。組裝正向和反向讀值來生成序列。進(jìn)行質(zhì)量過濾來移除掉帶有模糊堿基、錯(cuò)誤序列長(zhǎng)度、嵌合體的片段。采用SILVA 參考比對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)v138 進(jìn)行分類，采用MOTHUR(v.1.42.1)生成系統(tǒng)進(jìn)化樹。將生成的系統(tǒng)進(jìn)化樹、序列表、印射文件和分類表合并在一起生成一個(gè)“系統(tǒng)分類對(duì)象”，用于后續(xù)分析。另外，使用陰性對(duì)照來去除掉可能由試劑引發(fā)的污染。因此，按照前人所述使用decontam 文件包來移除掉這些“污染”。同樣的，使用一個(gè)來自已知模擬群的陽性對(duì)照，據(jù)此輸入識(shí)別讀值豐度。再將任何被鑒定為小于459 讀值的片段移除掉。最后，移除掉43 或更少樣本中識(shí)別的ASVs，以確保去掉虛假的分類單元。

使用R 語言擴(kuò)展包“vegan”中所發(fā)現(xiàn)的adonis 函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。使用加權(quán)UniFrac 矩陣進(jìn)行PERMANOVA 分析，該矩陣確定了影響微生物群落結(jié)構(gòu)的因素。用于PERMANOVA 的模型包括CP、纖維含量、處理和采樣時(shí)間的主效應(yīng)。在R 語言中，使用觀察的ASVs 和Chao1 值來研究α 多樣性。另外，秩和檢驗(yàn)用于評(píng)估所有的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異性。采用本杰明誤差校正法的DESeq2 區(qū)分不同日糧CP 含量之間存在的差異性ASVs。所有顯著性均用P＜0.05 表示。

4 結(jié)果

4.1 生長(zhǎng)性能

在整個(gè)45 d 生長(zhǎng)性能研究中，并未觀察到CP 和纖維源之間有相互作用（表4）。與飼喂18% CP 日糧處理組相比，給仔豬飼喂21% CP日糧能夠提高第0 ～10 天ADG、第10 天 體 重（BW） 和G ∶F（P＜0.05）。 在 第10 ～24 天 觀察日糧CP 水平相似的影響，與飼喂21% CP 日糧處理組仔豬相比，飼喂18% CP 日糧降低仔豬ADG（P=0.020）， 且G ∶F 更 差（P=0.023）。在試驗(yàn)階段1 和階段2，并未觀察到任何纖維源之間存在仔豬生長(zhǎng)性能差異的證據(jù)。

表4 纖維源和粗蛋白（CP）對(duì)保育豬生產(chǎn)性能的影響

在整個(gè)試驗(yàn)階段（0 ～24 d），與飼喂18% CP 日糧仔豬相比，飼喂21% CP 日糧能夠提高仔豬ADG和G ∶F（P＜0.05）。同時(shí)能夠提高仔豬生長(zhǎng)性能，表現(xiàn)在第24 天BW 更重（P=0.002）。第24 ～45 天飼喂相同處理后日糧，未發(fā)現(xiàn)先前飼喂的任何CP 水平或者纖維源在生長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)上存在差異。從全程來看（0 ～45 d），與飼喂18% CP 日糧仔豬相比，飼喂21% CP 日糧在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)提高了仔豬ADG 和末重（P＜0.05）。纖維源對(duì)保育豬生長(zhǎng)性能無顯著影響。

對(duì)于糞便干物質(zhì)（DM）百分比，并未發(fā)現(xiàn)CP 水平和纖維源之間相互作用（表5）。與那些飼喂無纖維日糧處理組相比，飼喂纖維素日糧處理組的仔豬在第10 天和24 天時(shí)糞便DM 增加（P＜0.006）。在第45 天時(shí)，從0 ～24 d 飼喂21%或18% CP 處理組的仔豬之間，以及飼喂不同纖維源處理組的仔豬糞便DM 之間，均未發(fā)現(xiàn)顯著差異。

表5 保育豬日糧中纖維源和粗蛋白（CP）對(duì)糞便干物質(zhì)的影響

4.2 糞便微生物分析

經(jīng)過質(zhì)量過濾，得到144 個(gè)樣本數(shù)據(jù)，含有6 493 511 個(gè)讀值和平均每個(gè)樣品45 093 個(gè)讀值。這些讀值被分為405 個(gè)ASV。僅對(duì)第24 天樣本進(jìn)行進(jìn)一步分析，因?yàn)樵谶@之后所有仔豬飼喂相同處理日糧。值得注意的是，在第24 天和第45 天收集的糞便樣品之間存在顯著差異（P＜0.001）。此外，所有處理組都使用主坐標(biāo)分析（PCoA），使用加權(quán)UniFrac 矩陣顯示第24 天和第45 天之間差異。

為了確保讀取深度不會(huì)影響微生物菌群變化，細(xì)化讀值以確保后續(xù)α 多樣性分析的深度均勻。研究第24 天糞便微生物菌落結(jié)構(gòu)的差異性，用以了解日糧中CP 和纖維含量的差異影響。采用α 多樣性指標(biāo)（包括ASVs 和Chao1），評(píng)估第24 天不同日糧處理組之間微生物菌群組成變化，并未發(fā)現(xiàn)CP 和纖維含量有差異影響（圖1）。為了進(jìn)一步分析，所有樣品使用R 語言中“transform sample counts”函數(shù)進(jìn)行分配。

圖1 第24 天不同日糧處理組之間微生物菌群組成變化

為了研究整體差異，使用加權(quán)UniFrac 矩陣測(cè)定第24 天日糧中纖維和CP 含量是否對(duì)微生物菌落結(jié)構(gòu)差異性造成影響（圖2），并未觀察到二者之間存在差異性影響。使用加權(quán)UniFrac 矩陣運(yùn)行PERMANOVA，表明在CP 含量之間存在顯著差異（P=0.023），但纖維含量與處理之間并無顯著差異（分別為P=0.352 和P=0.672）。

圖2 第24 天不同日糧處理組之間微生物菌群組成變化（使用加權(quán)UniFrac 矩陣）

考慮到糞便微生物菌群組成隨著CP 含量變化而變化，進(jìn)一步評(píng)估18% 和21% CP 日糧之間ASVs 差異。使用R 語言中提供的DESeq2 功能包確定出5 個(gè)不同ASVs。通過熱圖觀察兩個(gè)CP 含量之間的差異（圖3）。簡(jiǎn)而言之，AVS48 梭菌科在18% CP 日糧處理中表現(xiàn)出更高豐度，而在21% CP日糧中表現(xiàn)出較低的類群豐度。同樣，ASV53 克里斯滕森菌科在18%和21% CP 日糧之間也表現(xiàn)出相似的關(guān)系。但ASV28 乳酸桿菌卻在21% CP 相關(guān)日糧中表現(xiàn)出更高豐度，在18% CP 日糧處理中豐度較低。

圖3 通過熱圖觀察兩個(gè)CP 含量日糧之間微生物豐度的差異

5 討論

飼喂添加單體必需氨基酸的低蛋白日糧能減少豬只腹瀉頻率、減輕嚴(yán)重程度。給飼喂低蛋白日糧的豬只攻毒一種能引發(fā)PWD 的大腸桿菌菌株——K88。糞便中干物質(zhì)含量增加是由于未消化營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入大腸的總量降低。大腸中高水平未消化營(yíng)養(yǎng)素將作為微生物發(fā)酵底物，促進(jìn)病原微生物繁衍。低蛋白日糧提高短鏈脂肪酸的產(chǎn)生，這有助于共生微生物菌群建立，同時(shí)也減少了與某些致病性感染相關(guān)的炎癥反應(yīng)。在無抗日糧或低鋅低銅日糧中，目前降低日糧粗蛋白水平是減少仔豬腹瀉率唯一有效方法。在本研究中，使用糞便干物質(zhì)來評(píng)估處理對(duì)仔豬腹瀉發(fā)生的影響。在試驗(yàn)第17 天時(shí)，與飼喂21% CP 日糧處理相比，飼喂18% CP 日糧仔豬的糞便干物質(zhì)百分比更高（分別為21.1%和23.9%）。為了驗(yàn)證這些研究結(jié)果，Heo 等人（2009）發(fā)現(xiàn)與飼喂25.6% CP 日糧豬只相比，飼喂17.5% CP 日糧豬只的糞便干物質(zhì)含量增加。

研究發(fā)現(xiàn)降低日糧CP 水平對(duì)保育豬生長(zhǎng)性能的影響有好有壞。在本研究中，與飼喂21% CP 日糧仔豬相比，飼喂18% CP 且低SID Lys 日糧的仔豬在整個(gè)試驗(yàn)階段的ADG 和D:F 不斷降低，末重降低了0.7 kg。本研究結(jié)果與Wellock 等人（2006）研究結(jié)果一致，該作者發(fā)現(xiàn)當(dāng)日糧粗蛋白水平從23%降低到18%時(shí)，豬只生長(zhǎng)性能下降，但兩個(gè)處理之間SID Lys 水平有差異。Nyachoti 等 人（2006） 和Opapeju等人（2008）采用21%～17% CP并添加單體氨基酸日糧飼喂豬只。Nyachoti 等人（2006）在所有處理日糧中維持1.40% SID Lys 水平不變，而Opapeju 等人（2008）維持1.35% SID Lys 水平。Nyachoti 等人（2006）發(fā)現(xiàn)飼喂小于等于19% CP日糧能降低豬只生長(zhǎng)性能，Opapeju等人（2008）也發(fā)現(xiàn)降低日糧CP水平會(huì)降低豬只生長(zhǎng)性能。降低日糧CP 可能會(huì)受到下一個(gè)限制性氨基酸的未知需要限制，這些氨基酸要么是必不可少的，要么是可有可無的。相比之下，Reynoso 等人（2004）研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)日糧CP水平從21.2%降低到18.4%，并不會(huì)降低豬只生長(zhǎng)性能。Le Bellego和Noblet（2002） 以 及Heo 等 人（2008）分別在體重12 kg 和6.1 kg仔豬上發(fā)現(xiàn)相似的結(jié)果，即CP 水平對(duì)生長(zhǎng)性能沒有影響。Htoo 等人（2007）評(píng)估CP 含量時(shí)發(fā)現(xiàn)，分別設(shè)置20% CP 為低蛋白日糧，24%CP 為高蛋白日糧，二者在生長(zhǎng)性能上沒有差異。上述通過降低日糧CP 的比較研究呈現(xiàn)出相反結(jié)果，可能是因?yàn)樽胸i斷奶日齡、初始體重差異，以及日糧CP 含量被分類為高低不同，或者是不同處理日糧的SID Lys 是否平衡。本研究中，在所有日糧中SID 必需氨基酸：SID Lys 比值相似的情況下，飼喂18%CP 日糧降低仔豬生長(zhǎng)性能被認(rèn)為是由于SID Lys 缺乏所導(dǎo)致的。根據(jù)Millet 等人（2018）建議，日糧配制為SID Lys ∶可消化CP 最大水平6.35%，以維持合成非必需氨基酸所需氮的可接受量，因此降低18% CP 日糧中SID Lys 含量，以維持SID Lys ∶可消化CP 比值。

本研究在試驗(yàn)第24 ～45 天飼喂同一種足量CP 水平日糧，以保證生長(zhǎng)最優(yōu)。第一階段飼喂18% CP和飼喂21% CP 日糧的仔豬在第二階段生長(zhǎng)性能相似。前人研究表明，在飼喂一段時(shí)間粗蛋白和氨基酸缺乏日糧之后，再飼喂足量CP 和氨基酸日糧能使豬之前的生長(zhǎng)降低在斷奶后立即得到補(bǔ)償。Stein 和Kil（2006）的研究結(jié)果支持這個(gè)結(jié)論，仔豬斷奶后飼喂2 周低蛋白日糧，之后在下一階段飼喂足量CP 日糧時(shí)，可以達(dá)到相似的整體生長(zhǎng)性能。相比之下，我們?cè)囼?yàn)的豬只并未獲得補(bǔ)償效應(yīng)，而飼喂18% CP 日糧豬只的全程ADG 更低，從而導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)束時(shí)末重降低。

植物碳水化合物分為單糖、雙糖、寡糖以及多糖，其中非淀粉多糖（NSP）和木質(zhì)素是植物細(xì)胞壁的主要成分，也被定義為膳食纖維。纖維的定義是在豬消化系統(tǒng)中未被酶水解的任何植物碳水化合物。膳食纖維根據(jù)其溶解特性被進(jìn)一步分類為可溶性纖維和不可溶性纖維。斷奶后日糧中可溶性NSP 的主要作用是增加腸道黏性，隨著食糜的通過速率的降低，延長(zhǎng)食糜在腸道中的停留時(shí)間，進(jìn)而增加有害微生物定植。可溶性纖維和不可溶性纖維的差異可能是由于二者之間物理化學(xué)性質(zhì)的不同。不溶性纖維不易發(fā)酵，產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸較少。因此能夠增加糞便容積并降低通過速率，阻止有害菌定植和增殖?？稍跀嗄毯蟮谋Ｓ占Z中選擇使用不可溶纖維來減少PWD 發(fā)生率，然而如果在斷奶后直接飼喂可溶性纖維，可能會(huì)增加腸道的感染風(fēng)險(xiǎn)。

本研究以4%粗麥麩日糧為標(biāo)準(zhǔn)，配制相同不可溶纖維含量的日糧（日糧中添加燕麥殼含量為1.85%，添加纖維素含量為1.55%）。從前人〔基于Molist 等人（2010，2011）研究結(jié)果〕研究中選擇粗麥麩含量4%作為標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)其對(duì)保育豬生長(zhǎng)性能沒有負(fù)面影響，并能減少豬只由感染大腸桿菌所引發(fā)的胃腸道紊亂現(xiàn)象。纖維素作為親水性的糞便填充劑，是一種主要的不溶性纖維源。Molist 等人（2010）認(rèn)為粗麥麩可阻斷大腸桿菌對(duì)腸道上皮的黏附，與飼喂無燕麥殼日糧的斷奶仔豬相比，飼喂燕麥殼日糧能降低仔豬腹瀉發(fā)生率。Jha 和Berrocoso（2015）將麥麩和燕麥殼視作為主要的不溶性纖維源。

斷奶后日糧中的高水平纖維被認(rèn)為會(huì)導(dǎo)致消化率和采食量降低，纖維來源、類型、木質(zhì)化程度和添加水平差異是造成所觀察到反應(yīng)不一致的原因。Mateos 等人（2006）推薦6 ～12 kg 仔豬飼喂6% NDF；Pascoal 等人（2012）給仔豬飼喂含11% NDF 的日糧并不會(huì)降低其生長(zhǎng)性能。本研究中，添加纖維和提供不可溶NSP 的纖維源在整個(gè)45 d 試驗(yàn)期對(duì)生長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)并沒有任何影響。Molist 等人（2010）研究支持這些結(jié)論，添加4%粗麥麩對(duì)感染大腸桿菌豬只的生長(zhǎng)并不會(huì)有任何改善或者負(fù)面影響。Pascoal 等人（2012）也發(fā)現(xiàn)當(dāng)日糧粗纖維平衡時(shí)，即日糧分別添加1.5%純化纖維素、3%大豆皮或者9%柑橘渣，對(duì)豬生長(zhǎng)性能沒有影響。本研究中，不溶性纖維在第一階段的添加范圍為6.4%～5.8%，第二階段添加范圍為8.5%～8.0%。與Pascoal 等人（2012）相比，本研究中不溶性纖維含量似乎更低。Kim 等人（2008）給未攻毒的斷奶仔豬飼喂添加2%燕麥殼的大米或小麥的基礎(chǔ)日糧，發(fā)現(xiàn)添加燕麥殼并不會(huì)影響生長(zhǎng)性能。與我們結(jié)果相反，Gerritsen 等人（2012）以5%麥麩和10%燕麥殼的形式給豬飼喂15%不溶性纖維日糧，與飼喂高可消化蛋白日糧和標(biāo)準(zhǔn)谷物日糧豬只相比，能提高采食量和飼料效率。Chen 等人（2020）在一項(xiàng)研究中分別以1%木質(zhì)纖維素和1%菊粉作為不溶性纖維源和可溶性纖維源，在仔豬斷奶后和保育階段后2 周內(nèi)立即單獨(dú)以及聯(lián)合飼喂。該作者的結(jié)論是，不溶性纖維對(duì)于斷奶后直接飼喂有益，能夠改善生長(zhǎng)性能。有趣的是，在保育后期飼喂兩種纖維組合日糧能提高豬生長(zhǎng)性能，這被認(rèn)為是因?yàn)樽胸i對(duì)營(yíng)養(yǎng)物消化率和微生物功能提高。但還需要進(jìn)一步研究來確定不溶性纖維添加水平，以引起一致的生長(zhǎng)性能結(jié)果。

雖然纖維源不會(huì)影響生長(zhǎng)性能，但是在試驗(yàn)階段0 ～24 d，不溶性纖維源或者纖維添加水平可能會(huì)影響豬糞便干物質(zhì)含量。這是因?yàn)榕c飼喂無纖維日糧相比，飼喂纖維素日糧會(huì)增加豬糞便干物質(zhì)含量。根據(jù)Jha 和Berrocoso（2015），粗麥麩含有7.2%纖維素，燕麥殼含有8.2%纖維素。因此，本研究中糞便干物質(zhì)含量的提高可能歸因于纖維素的作用，而不是不溶性纖維。與粗麥麩和燕麥殼日糧相比，給豬只飼喂纖維素日糧含有的纖維素水平更高。Chen 等人（2020）發(fā)現(xiàn)飼喂1%木質(zhì)素日糧的仔豬斷奶后前兩周腹瀉率降低，而飼喂不溶性纖維源的豬只回腸中有益菌乳酸桿菌增加。Pascoal 等人（2012）報(bào)道了相似結(jié)果：給豬飼喂1.5%純化纖維素日糧能夠改進(jìn)腸道微生物，從而降低腹瀉率。

日糧是腸道微生物組成的主要驅(qū)動(dòng)因素，在調(diào)節(jié)宿主生理和代謝方面發(fā)揮著重要作用。在Zhang 等人（2020）綜述中，就預(yù)判了斷奶仔豬更容易因飼料中不可消化蛋白含量增加而使腸道微生物發(fā)生變化，這可能對(duì)健康不利，因?yàn)閿嗄套胸i腸道中細(xì)菌組成仍在發(fā)育階段。在本研究中，擬通過研究不同處理組之間腸道微生物組成差異，是否可以檢測(cè)出引起PWD 的微生物結(jié)構(gòu)變化的物質(zhì)。利用α和β 多樣性測(cè)定方法研究不同處理組間微生物菌落結(jié)構(gòu)差異，并采用加權(quán)UniFrac 矩陣，發(fā)現(xiàn)在試驗(yàn)第24 天時(shí)不同CP 日糧處理組間存在顯著差異（P=0.023）。在研究菌群豐度時(shí)，不同處理組之間（CP 含量或纖維含量）差異不顯著。Zhang等人（2020）綜述中的各項(xiàng)研究表明，當(dāng)提供高蛋白水平日糧時(shí)，會(huì)增加微生物豐度和多樣性。然而，在本研究中并未看到相同結(jié)論。同樣，該綜述作者認(rèn)為微生物菌落的豐度和多樣性越高，對(duì)菌落就越有益，也越具有保護(hù)性。但是，他們后來也聲稱應(yīng)該謹(jǐn)慎地解讀這些結(jié)果。

為了觀察不同CP 含量處理組之間的差異，研究了不同ASVs以檢測(cè)18% 和21% CP 日糧相關(guān)微生物組成差異，確定了5 個(gè)不同ASVs，其中80% 與梭狀芽胞桿菌相關(guān)。當(dāng)CP 含量為18%時(shí)，ASV48 梭菌科和ASV53 克里斯滕森菌科的豐度較高。有趣的是，日糧中CP 含量為18%且不含纖維源時(shí)，ASV48 梭菌科豐度高。如前所述，我們確實(shí)發(fā)現(xiàn)了低CP 和高纖維飼喂仔豬表現(xiàn)出糞便評(píng)分降低的相互作用。這可能表明存在與我們所鑒定差異菌落相關(guān)的反應(yīng)。不幸的是，我們雖然確實(shí)看到了這些菌落類群之間的差異，但還不能進(jìn)一步分類每個(gè)梭狀芽胞桿菌類群的種屬是什么。Alou 等人（2018）報(bào)道稱梭菌屬是人類腸道中最具代表性的類群之一。因此在本研究中，我們并不能進(jìn)一步說明ASV48 梭菌科是有益還是有害，以及它在飼料不同CP 含量中的作用。

另外，我們發(fā)現(xiàn)ASV228 乳酸桿菌科在21% CP 相關(guān)日糧中豐度更高。有趣的是，Pieper 等人（2012）指出降低CP 對(duì)乳酸桿菌數(shù)量沒有影響。因此，乳酸桿菌被視作有益菌，反過來能夠保護(hù)腸道阻止病原體過度生長(zhǎng)。然而，本研究中我們?cè)诘虲P 處理組中看到了相反效應(yīng)，ASV228 乳酸桿菌科在18% CP 中豐度降低?？傊谘芯课⑸锝M成時(shí)，日糧CP 水平條件的影響似乎不一致。

綜上所述，降低飼料粗蛋白水平會(huì)降低仔豬生長(zhǎng)性能，然而在試驗(yàn)處理階段我們發(fā)現(xiàn)降低粗蛋白對(duì)糞便干物質(zhì)的改善很小。保育料中不可溶纖維來源或者添加水平對(duì)生長(zhǎng)性能沒有影響。但是與飼喂無纖維日糧或者粗麥麩日糧相比，保育料中添加纖維素能夠提高糞便干物質(zhì)含量。微生物分析表明，CP 水平處理間存在差異，梭狀芽胞桿菌豐度較高。然而，由于無法進(jìn)一步分類，便無法進(jìn)一步得出這些分類菌落是有益還是有害。

原 文 題 目：《Effect of fiber source and crude protein level on nursery pig performance and fecal microbial communities》

https://academic.oup.com/jas/article-abstract/99/12/skab343/6427793?login=false

原文作者：Kelsey L. Batson,Alison C. Neujahr, Thomas Burkey,Samodha C. Fernando, Mike D.Tokach, Jason C. Woodworth, Robert D. Goodband, Joel M. DeRouchey,Jordan T. Gebhardt and Hilda I.Calderón