紀 鵬,張 斌,張春勇,邢笑錕,楊 佳,劉韶娜,方 碟,潘洪彬,趙彥光*,安清聰*

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院 云南省動物營養(yǎng)與飼料重點實驗室,昆明 650201;2.云南省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院,昆明 650224)

斷奶仔豬的腸道菌群是復(fù)雜多樣的,多種菌群構(gòu)成的微生物系統(tǒng)與豬的營養(yǎng)代謝密切相關(guān)。腸道菌群的組成、結(jié)構(gòu)和功能受到日糧的影響[1]。仔豬在斷奶后,由于食物的種類、來源等發(fā)生巨大的變化,腸道菌群環(huán)境也發(fā)生著變化,進而影響斷奶仔豬的生長發(fā)育。通過營養(yǎng)性飼料添加劑來優(yōu)化腸道環(huán)境,促進腸道微生物有益菌的增加和抑制有害菌的生長是改善仔豬早期生長水平的重要研究課題。

乳鐵蛋白(lactoferrin,LF)是一種具有免疫功能的非血紅素鐵結(jié)合糖蛋白,是自然界含量最高的抗菌藥物之一[2]。乳鐵蛋白結(jié)合鐵離子的能力很強,并且是唯一一種在很廣泛的pH范圍內(nèi)都可以結(jié)合鐵離子的轉(zhuǎn)鐵蛋白[3]。乳鐵蛋白與鐵強大的結(jié)合能力,使之能夠增加機體對鐵的吸收率和利用率,隔離游離鐵,維持機體鐵穩(wěn)態(tài)[4-5]。乳鐵蛋白能夠保護腸道,調(diào)節(jié)腸道抗炎能力[6],調(diào)節(jié)腸道細胞的通透性,促進腸道細胞的生長[7]。還可以增強腸道的吸收能力,降低仔豬腹瀉率,提高生產(chǎn)性能[8]。同時,乳鐵蛋白也是先天性宿主防御屏障中的重要組成部分,在一定程度上具有抗菌、抗病、抗癌、抗氧化等多種功能[9-11]。研究表明,乳鐵蛋白在抗生素相關(guān)性腹瀉中表現(xiàn)出積極預(yù)防作用,可以有效防止壞死性小腸結(jié)腸炎[12];可以有效改善腸道菌群結(jié)構(gòu),抑制腸道有害菌(如腸桿菌、腸球菌等)入侵并降低有害菌的濃度,改善腸道結(jié)構(gòu);在一定程度上調(diào)節(jié)機體免疫,通過改善腸道環(huán)境促進腸道發(fā)育,增強腸道的屏障功能,提高抗菌抗病毒能力;是一種安全的抗菌促生長劑,是歐洲食品安全局認定的安全膳食補充劑[13]。

桿菌肽是一種相對窄譜的多肽類抗生素,主要抑制葡萄球菌、鏈球菌、梭菌和放線菌等革蘭陽性菌,對部分革蘭陰性菌也有抑制作用[14]。桿菌肽極不穩(wěn)定,但當(dāng)與亞甲基水楊酸共同存在時,二者可相互結(jié)合形成亞甲基水楊酸桿菌肽(BMD),進而增強桿菌肽穩(wěn)定性和活性。BMD由一分子的桿菌肽和兩分子的亞甲基水楊酸組合構(gòu)成,于1954年研發(fā),20世紀80年代開始在全球推廣使用。BMD相較于桿菌肽有更好的腸溶性與藥理活性。以BMD飼喂動物,有利于增加小腸絨毛高度,提高營養(yǎng)吸收,改善腸道環(huán)境[15],因此,BMD被作為飼料添加劑廣泛使用。

可以預(yù)見,乳鐵蛋白對斷奶仔豬在斷奶初期的生長發(fā)育和改善豬的腸道菌群有積極作用,將乳鐵蛋白作為斷奶仔豬飼料添加劑具有一定研究意義。目前,國內(nèi)外關(guān)于乳鐵蛋白的應(yīng)用研究極少涉及添加后不同時段對仔豬腸道微生物菌群結(jié)構(gòu)的影響,且大多數(shù)以三元雜交、杜洛克等商品豬種為試驗動物。滇太豬是由云南本地原生品種滇南小耳豬和優(yōu)良地方豬種太湖豬雜交培育而成,具有體型小、抗病力強、耐粗飼、繁殖率高、肉質(zhì)好等特點。滇太豬腸道微生物研究屬國內(nèi)空白。本研究以滇太豬斷奶仔豬為試驗動物,研究日糧添加乳鐵蛋白和桿菌肽對仔豬腸道微生物多樣性的階段性影響,為滇太豬腸道微生物特性研究奠定理論基礎(chǔ),同時為乳鐵蛋白飼料添加劑的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗動物由云南省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院豬營養(yǎng)研究所提供,并在云南省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院進行試驗。選取體況良好,日齡相同,體重為(6.12±0.54)kg的40日齡二元雜交滇太豬(滇南小耳豬×太湖豬)斷奶仔豬12頭(公母各半),隨機分為3組,每組4個重復(fù),每個重復(fù)1頭豬。對照組飼喂基礎(chǔ)日糧;桿菌肽組在基礎(chǔ)日糧中添加0.5 g·kg-1桿菌肽預(yù)混劑;乳鐵蛋白組在基礎(chǔ)日糧中添加150 mg·kg-1乳鐵蛋白。桿菌肽預(yù)混劑來自必恩迪公司的15%亞甲基水楊酸桿菌肽預(yù)混劑,乳鐵蛋白來自DMV International Co.(愛爾蘭),蛋白質(zhì)含量為98.7%,乳鐵蛋白含量為93.3%,鐵飽和度為10.1%。試驗期28 d,試驗豬自由采食、自由飲水。按照豬場常規(guī)程序進行消毒、免疫和驅(qū)蟲。

基礎(chǔ)日糧參照NRC(2012)和中國豬飼養(yǎng)標準(2004)進行配制,日糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1 基礎(chǔ)日糧組成和營養(yǎng)水平Table 1 The composition and nutrient content of diets

1.2 樣品采集

在試驗第7、21、28天,于早上6點開始使用無菌托盤接取糞便到8點,如不排糞則加長采糞時間,停止排便后于糞便中間部分采集糞便樣品,裝入5 mL無菌凍存管中,迅速置于液氮,隨后轉(zhuǎn)至-80 ℃冰箱保存,用于細菌16S rRNA基因測定。試驗期共采集糞便樣品36份。

1.3 細菌16S rRNA基因

使用QIAamP?Fast DNA Stool Mini Kit試劑盒提取糞便中微生物的總DNA,利用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測所提DNA的濃度和質(zhì)量,符合要求的DNA用于后續(xù)處理。引物341F (5′-CCTAYGGGRBGCASCAG-3′)和806R(5′-GGACTACNNGGGTATCTAAT-3′)被用來擴增編碼細菌16S rRNA基因 V3-V4區(qū)相對應(yīng)的基因序列。PCR過程采用TransStart FastPfu DNA Polymerase 20 μL反應(yīng)體系,反應(yīng)程序為95 ℃預(yù)變性5 min(1×);95 ℃變性30 s、55 ℃退火30 s、72 ℃延伸45 s(27×);72 ℃后延伸10 min。全部樣本按照正式試驗條件進行,每個樣本3個重復(fù),將同一樣本的PCR產(chǎn)物混合后用2%瓊脂糖凝膠電泳檢測,使用AxyPrepDNA凝膠回收試劑盒(AXYGEN公司)切膠回收PCR產(chǎn)物,Tris_HCl洗脫;2%瓊脂糖電泳檢測。將純化后的擴增片段構(gòu)建文庫,利用Ilumina公司的Miseq PF250平臺進行測序。

1.4 生物信息學(xué)分析

Illumina PE250測序:根據(jù)barcode得到所有樣品的有效序列;然后對reads的質(zhì)量進行質(zhì)控過濾;接著根據(jù)PE reads之間的overlap關(guān)系,將成對的reads拼接(merge)成一條序列;最后按照barcode和引物序列拆分得到每個樣本的優(yōu)質(zhì)序列,并在過程中根據(jù)正、反barcode和引物方向校正序列方向以及去除嵌合體。獲取Clean Reads。

按照97%相似性對非重復(fù)序列(不含單序列)進行OTU聚類,去除嵌合體以得到代表序列。將優(yōu)化序列映射至OTU代表序列,選出與OTU代表序列相似性在97%以上的序列。

基于OTU結(jié)果,通過計算菌群相對豐度(Community richness)的指數(shù):Chao指數(shù)。計算菌群多樣性(Community diversity)的指數(shù):Shannon指數(shù)、Simpson指數(shù)。進行Alpha多樣性分析研究糞便微生物多樣性。通過Venn圖表示各組之間獨有與共有的OTU,采用RDPclassifier貝葉斯算法對97%相似水平的OTU代表序列進行分類學(xué)分析,并分別在Phylum和Genus分類水平上統(tǒng)計各樣本的群落組成。

1.5 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel2013進行初步統(tǒng)計,用SPSS 21.0進行單因素方差分析,Duncan’s法進行多重比較,結(jié)果以“平均數(shù)±標準誤”表示,P<0.05為差異顯著。

2 結(jié) 果

2.1 生長性能

如表2所示,各試驗組斷奶仔豬生長性能指標無顯著性差異(P>0.05),其中乳鐵蛋白組料重比較對照組降低12.24%,較桿菌肽組降低5.64%。以上數(shù)據(jù)說明,日糧添加乳鐵蛋白對滇太斷奶仔豬的生長性能沒有顯著影響。

表2 日糧添加乳鐵蛋白對斷奶仔豬生產(chǎn)性能的影響Table 2 Effects of lactoferrin supplementation on performance of weaned piglets

2.2 細菌16S rRNA基因測序結(jié)果

如表3所示,通過Illumina Miseq高通量測序技術(shù)分析表明,36個樣品共產(chǎn)生了2 233 555條有效序列,其中98.21%的有效序列長度在401～450 bp之間,平均長度約為417.84 bp,覆蓋率超過99%。

表3 樣品序列分布Table 3 Sample sequence distribution

2.3 糞便微生物多樣性分析

根據(jù)每個樣品中的OTUs,通過QIIME軟件計算36個糞便細菌 16S rRNA 基因樣品的alpha多樣性指數(shù)。Chao指數(shù)范圍為1 572～2 186;Shannon指數(shù)范圍為4.1～5.53;Simpson指數(shù)范圍為0.011 7～0.121 3。如表4所示,在試驗的7、21和28 d,三組的OTUs與alpha多樣性指數(shù)無顯著差異。

表4 各組樣品中OTU數(shù)目以及在97%相似水平下的alpha多樣性指數(shù)Table 4 The number of OTU in each group and the alpha diversity indexes at 97% similarity level

仔豬糞便微生物物種組成差異分析如圖1所示,7 d時對照組獨有的OTU有167個,桿菌肽組獨有的OTU有132個,乳鐵蛋白組獨有的OTU有159個,3組共有的OTU有1 777個。21 d時對照組獨有的OTU有137個,桿菌肽組獨有的OTU有136個,乳鐵蛋白組獨有的OTU有166個,3組共有的OTU有1 775個。28 d時對照組獨有的OTU有164個,桿菌肽組獨有的OTU有138個,乳鐵蛋白組獨有的OTU有161個,3組共有的OTU有1 771個。

A.7 d糞便微生物OTU Venn圖;B.21 d糞便微生物OTU Venn圖;C.28 d糞便微生物OTU Venn圖A. OTU Venn diagram of fecal microorganism at 7 days; B. OTU Venn diagram of fecal microorganism at 21 days; C. OTU Venn diagram of fecal microorganism at 28 days圖1 試驗7、21與28 d糞便微生物OTU Venn 圖Fig.1 Excrement microbiota OTU Venn diagram on 7, 21 and 28 d of the experiment

2.4 乳鐵蛋白對斷奶仔豬糞便微生物組成的影響

在試驗期第7天,糞樣細菌在門水平上共檢測到19個門,其中相對豐度所占比例在前6的門如表5與圖2所示,其中各組相對豐度占比均超過25%的有厚壁菌門(Firmicutes)、擬桿菌門(Bacteroidetes),各組相對豐度占比均超過0.5%的有螺旋體門(Spirochaetes)、變形菌門(Proteobacteria)、廣古菌門(Euryarchaeota)和放線菌門(Actinobacteria),其中優(yōu)勢菌門為厚壁菌門和擬桿菌門。在門水平上,各試驗組糞便微生物之間無顯著差異性(P>0.05),其中乳鐵蛋白組比對照組厚壁菌門相對豐度降低了1.43%,擬桿菌門相對豐度增加了16.4%。

A1～4為對照組仔豬糞便樣品,B1～4為桿菌肽組仔豬糞便樣品,C1～4為乳鐵蛋白組的仔豬糞便樣品。下圖同A1-4 were fecal samples of piglets in Control group, B1-4 were fecal samples of Bacitracin group, and C1-4 were fecal samples of piglets in Lactoferrin group. The picture below is the same圖2 斷奶第7天仔豬糞便菌群在門水平上的分布Fig.2 Distribution of piglets excrement flora at phylum level at 7th day of weaning

表5 斷奶第7天仔豬糞便菌群在門水平上的分布Table 5 The distribution of piglets excrement flora at phylum level at 7th day of weaning %

糞樣細菌在屬水平上共檢測到263個屬,其中相對豐度所占比例在前13的屬如表6與圖3所示,各組相對豐度占比均超過10%的有乳桿菌屬(Lactobacillus),相對豐度均占比超過2%的有普雷沃氏菌科NK3B31群(PrevotellaceaeNK3B31group)、Muribaculaceae_norank、普雷沃菌屬9(Prevotella9)、RuminococcaceaeUCG-005、巨球型菌屬(Megasphaera)、Treponema2、甲烷短桿菌(Methanobrevibacter)、RikenellaceaeRC9gutgroup、考拉桿菌屬(Phascolarctobacterium)、普雷沃菌屬1(Prevotella1)、糞桿菌屬(Faecalibacterium)和瘤胃球菌科 UCG 002(RuminococcaceaeUCG-002)其中優(yōu)勢菌屬為乳桿菌屬。在屬水平上,各試驗組糞便微生物之間無顯著差異性(P>0.05),其中乳鐵蛋白組乳桿菌屬相對豐度比對照組降低了50.21%。

圖3 斷奶第7天仔豬糞便菌群在屬水平上的分布Fig.3 Distribution of piglets excrement flora at genus level at 7th day of weaning

表6 斷奶第7天仔豬糞便菌群在屬水平上的分布Table 6 Distribution of piglets excrement flora at genus level at 7th day of weaning %

試驗期第21天,糞樣細菌在門水平上共檢測到20個門,其中相對豐度所占比例在前7的門如表7與圖4所示,各組相對豐度占比均超過25%的有其中相對豐度較高的有厚壁菌門(Firmicutes),擬桿菌門(Bacteroidetes),相對豐度占比均超過0.5%的有變形菌門(Proteobacteria),廣古菌門(Euryarchaeota),藍細菌門(Cyanobacteria),放線菌門(Actinobacteria),螺旋體門(Spirochaetes),其中優(yōu)勢菌門為厚壁菌門和擬桿菌門。在門水平上,乳鐵蛋白組與對照組相比,厚壁菌門與擬桿菌門相對豐度無顯著差異(P>0.05),其中厚壁菌門相對豐度降低了16.4%,擬桿菌門相對豐度增加了34.1%。與對照組相比,桿菌肽組厚壁菌門相對豐度降低(P<0.05),變形菌門和藍細菌門相對豐度在桿菌肽組(P<0.05)增加。

圖4 斷奶第21天仔豬糞便菌群在門水平上的分布Fig.4 Distribution of piglets excrement flora at phylum level at 21th day of weaning

表7 斷奶第21天仔豬糞便菌群在門水平上的分布Table 7 Distribution of piglets excrement flora at phylum level at 21th day of weaning %

試驗期第21天,糞樣細菌在屬水平上共檢測到267個屬,其中相對豐度所占比例在前11的門如表8與圖5所示,各組相對豐度占比均超過10%的有乳桿菌屬(Lactobacillus),相對豐度占比均超過2%的有普雷沃菌屬9(Prevotella9)、普雷沃氏菌科NK3B31群(PrevotellaceaeNK3B31group)、巨球型菌屬(Megasphaera)、Muribaculaceae_norank、普雷沃菌屬1(Prevotella1)、羅斯氏菌屬(Roseburia)、考拉桿菌屬(Phascolarctobacterium),其中優(yōu)勢菌屬為乳桿菌屬。由表6可知,在屬水平上,第21天各試驗組之間無顯著差異性(P>0.05),其中乳鐵蛋白組比對照組乳桿菌屬相對豐度降低了8.42%。Prevotella9相對豐度桿菌肽組高于對照組13.90%,乳鐵蛋白組低于對照組20.87%。

圖5 斷奶第21天仔豬糞便菌群在屬水平上的分布Fig.5 Distribution of piglets excrement flora at genus level at 21th day of weaning

表8 斷奶第21天仔豬糞便菌群在屬水平上的分布Table 8 Distribution of piglets excrement flora at genus level at 21th day of weaning %

試驗期第28天,糞樣細菌在門水平上共檢測到20個門,其中相對豐度所占比例在前6的門如表9與圖6所示,各組相對豐度占比均超過25%的有其中相對豐度較高的有厚壁菌門(Firmicutes)和擬桿菌門(Bacteroidetes),相對豐度占比均超過0.5%的有變形菌門(Proteobacteria)、廣古菌門(Euryarchaeota)、放線菌門(Actinobacteria)和螺旋體門(Spirochaetes),其中優(yōu)勢菌門為厚壁菌門和擬桿菌門。在門水平上,與對照組相比,乳鐵蛋白組厚壁菌門相對豐度顯著降低(P<0.05)。與對照組相比,桿菌肽組厚壁菌門相對豐度顯著降低(P<0.05),擬桿菌門相對豐度顯著提高(P<0.05)。

圖6 斷奶第28天仔豬糞便菌群在門水平上的分布Fig.6 Distribution of piglets excrement flora at phylum level at 28th days of weaning

表9 斷奶第28天仔豬糞便菌群在門水平上的分布Table 9 Distribution of piglets excrement flora at phylum level at 28th day of weaning %

試驗期第28天,糞樣細菌在屬水平上共檢測到266個屬,其中相對豐度所占比例在前8的屬如表10與圖7所示,各組相對豐度占比均超過10%的有乳桿菌屬(Lactobacillus),相對豐度占比均超過2%的有普雷沃菌屬9(Prevotella9)、普雷沃氏菌科NK3B31群(PrevotellaceaeNK3B31group)、巨球型菌屬(Megasphaera)、Muribaculaceae_norank、普雷沃菌屬1(Prevotella1)、考拉桿菌屬(Phascolarctobacterium)、羅斯氏菌屬(Roseburia),其中優(yōu)勢菌屬為乳桿菌屬。在屬水平上,各試驗組糞便微生物之間無顯著差異性(P>0.05),其中乳鐵蛋白組乳桿菌屬相對豐度比對照組降低了16.09%。

圖7 斷奶第28天仔豬糞便菌群在屬水平上的分布Fig.7 Distribution of piglets excrement flora at genus level at 28th day of weaning

表10 斷奶第28天仔豬糞便菌群在屬水平上的分布Table 10 Distribution of piglets excrement flora at genus level at 28th day of weaning %

3 討 論

仔豬的腸道菌群體系從出生開始建立,受環(huán)境、飲食、日齡、溫度[16]等多種因素影響,在成熟時達到穩(wěn)定[17]。Niu等[18]的研究表明,在仔豬斷奶后,腸道微生物多樣性隨年齡的增加而增加。Hu等[19]的研究表明,斷奶前期腸道微生物的多樣性呈先下降后上升的趨勢,從斷奶到成年,總體呈上升趨勢。郭曉紅等[20]研究表明,隨著仔豬的生長發(fā)育,仔豬結(jié)腸的微生物菌群多樣性出現(xiàn)顯著提高。趙方舟[21]研究發(fā)現(xiàn),日糧添加乳鐵蛋白會改變哺乳仔豬腸道菌群的多樣性和豐富度,有益于維持腸道菌群穩(wěn)態(tài)。本試驗結(jié)果顯示,三個組間不同日齡斷奶仔豬的腸道微生物多樣性指數(shù)無顯著差異,對照組呈先上升后下降趨勢,而桿菌肽和乳鐵蛋白組均呈上升趨勢,可見乳鐵蛋白在維持斷奶仔豬腸道菌群穩(wěn)定性方面具有促進作用,能夠幫助斷奶仔豬腸道菌群的變化符合其年齡增長的規(guī)律,減少腸道菌群紊亂。

腸道微生物的組成影響著機體對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收,調(diào)節(jié)機體諸多代謝過程,包括能量代謝、糖代謝和脂質(zhì)代謝等[22]。厚壁菌門和擬桿菌門是斷奶仔豬腸道菌群中的常見優(yōu)勢菌門[23],且隨著仔豬年齡的增加,仔豬腸道厚壁菌門的相對豐度逐漸增加,擬桿菌門的相對豐度逐漸降低[24-26]。厚壁菌門能幫助宿主從飲食中獲取能量[27]。擬桿菌門能夠產(chǎn)生大量活性酶,降解蛋白質(zhì)等大分子有機化合物[28]、非淀粉多糖[29]、木質(zhì)纖維素及其他眾多難以消化的物質(zhì)[30]。乳桿菌屬是斷奶仔豬腸道菌群中常見的優(yōu)勢菌屬,是可使葡萄糖等糖類分解為乳酸的各種細菌的總稱,在植物性食物的代謝中發(fā)揮著重要作用[31],可促進宿主脂質(zhì)代謝[32],普雷沃氏菌可合成維生素B1[33],降解各種聚糖、多糖等難以消化的物質(zhì)[34]。在本研究中,厚壁菌門與擬桿菌門為斷奶仔豬腸道內(nèi)的優(yōu)勢菌門,日糧添加乳鐵蛋白與桿菌肽均降低了腸道內(nèi)厚壁菌門的相對豐度,提高了擬桿菌門的相對豐度,且效果隨著時間的增加而增加,這與正常仔豬腸道菌群隨年齡變化的趨勢相反,說明乳鐵蛋白或能減緩斷奶仔豬腸道微生物的變化,維持斷奶仔豬腸道菌群穩(wěn)定并處在一個相對年輕的水平。乳桿菌屬為斷奶仔豬腸道內(nèi)的優(yōu)勢菌屬,日糧添加乳鐵蛋白與桿菌肽均降低了仔豬腸道內(nèi)乳桿菌屬的相對豐度,前人研究表明[35-37],乳鐵蛋白會提高腸道內(nèi)乳桿菌門的相對豐度,這與本試驗結(jié)果不符,但日糧添加乳鐵蛋白使乳桿菌屬在仔豬斷奶7～28 d之間增長幅度大于其他兩組,可見乳鐵蛋白對乳桿菌屬有積極作用,其相對豐度的降低可能是由于遺傳背景不同所導(dǎo)致的?？傮w而言,日糧添加乳鐵蛋白與桿菌肽均能提高普雷沃氏菌的相對豐度?？梢?日糧添加乳鐵蛋白能夠改善仔豬腸道菌群,進而提高斷奶仔豬對多糖等大分子物質(zhì)和纖維素等難消化物質(zhì)的消化和吸收能力。研究表明,飼糧中添加LF可改善仔豬腸道功能,平衡腸道微生物菌群,進而改善腸道的消化能力與吸收能力,提高斷奶仔豬的平均日增重,提升仔豬的生長性能,改善仔豬的發(fā)病率與腹瀉率[38-40]。仔豬斷奶后,從采食母乳變?yōu)椴墒筹暳?腸道菌群的有益改變有利于提高仔豬消化飼料的能力,提高斷奶仔豬在教槽期對飼料的適應(yīng)能力,進而改善斷奶仔豬的生產(chǎn)性能。同時,研究表明,厚壁菌門與擬桿菌門的相對豐度與肥胖有關(guān)[41-43]。目前,厚壁菌門/擬桿菌門的比值被認為是能夠判斷肥胖的指標,在肥胖動物中,厚壁菌門相對豐度增加,擬桿菌門相對豐度減小[44-45]。而乳鐵蛋白或能夠解決肥胖問題[46-48]。Li等[49]的研究表明,乳鐵蛋白能夠降低厚壁菌門與擬桿菌門的比值,維持腸道菌群穩(wěn)定,解決小鼠肥胖問題。這與本研究的結(jié)果相似,說明乳鐵蛋白不僅能提高仔豬對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收,更有可能改善斷奶仔豬的肥胖問題,對提高瘦肉率具有重要作用。而日糧添加桿菌肽與添加乳鐵蛋白結(jié)果類似,說明乳鐵蛋白或能達到桿菌肽的效果,成為良好的桿菌肽替代物。

腸道微生物對仔豬健康有著重要的作用。早期腸道定植者的建立影響著豬只以后健康和生長性能[50]。變形菌門包括多種病原菌,如大腸桿菌、沙門菌等,會使機體產(chǎn)生諸多代謝疾病與炎癥[51],是腸道菌群失調(diào)的標志性菌群[52]。Wang等(何濤譯)[35]研究表明,乳鐵蛋白減少了大腸桿菌和沙門桿菌的總活菌數(shù)。Wang等[36]在飼糧中補飼10 g·kg-1乳鐵蛋白發(fā)現(xiàn),乳鐵蛋白可以減少腸道病原菌大腸桿菌和沙門菌數(shù)。Hu等[37]向新生仔豬喂養(yǎng)含有重組人乳鐵蛋白的牛轉(zhuǎn)基因牛奶,結(jié)果表明乳鐵蛋白降低了結(jié)腸中沙門菌屬和整個腸道大腸桿菌的濃度。乳鐵蛋白的功能類似轉(zhuǎn)鐵蛋白[53],在消化道中,乳鐵蛋白能夠與腸細胞上的特定受體結(jié)合,調(diào)節(jié)易受鐵缺乏影響的細菌的生長,并促進受鐵濃度限制的有益細菌生長[54]。同時,通過提供自由基產(chǎn)生所需的鐵來增加中性粒細胞的殺菌活性[55]。1992年,Bellamy等[56]發(fā)現(xiàn)乳鐵蛋白衍生出的抗菌肽能夠破壞細菌細胞膜。Ohashi等[57]認為LF的抗菌作用可能是通過抑制細菌的半胱氨酸蛋白酶而實現(xiàn)的?？梢?乳鐵蛋白具有抗菌作用,能夠降低仔豬腸道有害菌群的數(shù)量,尤其是降低腸道內(nèi)的變形菌門相關(guān)豐度。本試驗結(jié)果表明,日糧添加乳鐵蛋白與桿菌肽均降低了7 d時斷奶仔豬腸道變形菌門的相對豐度,這與前人的研究結(jié)果相同,說明乳鐵蛋白能夠降低斷奶仔豬腸道有害菌的相對豐度,保護仔豬腸道健康。在28 d時,日糧添加桿菌肽,變形菌門相對豐度提高程度高于添加乳鐵蛋白,說明乳鐵蛋白能夠更好地維持斷奶仔豬腸道菌群的平衡。

4 結(jié) 論

本研究發(fā)現(xiàn),日糧中添加添加乳鐵蛋白不會顯著影響滇太斷奶仔豬的腸道微生物豐富度與多樣性,斷奶后7、21、28 d仔豬腸道微生物的優(yōu)勢菌門均為厚壁菌門與擬桿菌門,優(yōu)勢菌屬為乳桿菌屬。