胡明揚 劉旭樂 段曉燕 荊鹍鵬 蘇瑩瑩 朱曉艷,2,3 史瑩華,2,3 李振田,2,3*

(1.河南農(nóng)業(yè)大學動物科技學院,鄭州 450002;2.河南省草地資源創(chuàng)新與利用重點實驗室,鄭州 450002;3.河南省牧草工程技術研究中心,鄭州 450002)

中國作為當今世界最大的豬肉生產(chǎn)和消費國,根據(jù)2022年中國國家統(tǒng)計局統(tǒng)計數(shù)據(jù)得出,2022年中國生豬出欄量為69 995萬頭,同比增長4.3%,而飼料作為生豬養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)中的最大的投資占比對整個生豬養(yǎng)殖行業(yè)有著重要的意義,因此新飼料資源的開發(fā)以及特種農(nóng)作物的飼料常規(guī)化利用對養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展具有重要意義。油莎豆最早發(fā)現(xiàn)自非洲東北部,20世紀60年代開始在我國推廣種植[1]。油莎豆營養(yǎng)價值較高,雖然不同品種及生產(chǎn)地區(qū)不同會導致其營養(yǎng)成分存在差異,但均富含脂肪(18.71%～26.71%)、淀粉(20%～25%)、可溶性糖(15%～25%)、蛋白質(4.66%～8.46%)、膳食纖維(6.64%～11.00%)等[2]。油莎豆中含有生物堿、皂苷和單寧,具有抗菌和抗炎作用,還含有類黃酮、礦物質、維生素和甾醇[3]。有關于油莎豆粕的研究指出,在豬34～60.3 kg育肥階段飼糧中,油莎豆粕可以部分替代玉米作為能量飼料,最佳替代量為10%[4]。在豬22～60 kg育肥階段飼糧中,添加12%和48%油莎豆粕組豬有較好的生長性能和胴體價值[5]。油莎豆具備用來做優(yōu)質飼料來源的條件,目前對油莎豆直接在生長育肥豬方面應用的研究較少,為此本試驗旨在探討在生長豬飼糧中添加油莎豆或膨化油莎豆對豬的生長性能、養(yǎng)分表觀消化率、血清免疫、抗氧化指標及糞便微生物組成的影響,為油莎豆在養(yǎng)豬生產(chǎn)方面的應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗中的油莎豆產(chǎn)自河北省邢臺市垂楊鎮(zhèn),購自南宮子業(yè)油莎豆科技發(fā)展有限公司。由河南神農(nóng)膨化飼料科技有限公司進行油莎豆的膨化。油莎豆和膨化油莎豆營養(yǎng)物質含量見表1。

表1 油莎豆和膨化油莎豆營養(yǎng)物質含量

1.2 試驗設計和飼養(yǎng)管理

本試驗在河南省洛陽市宜陽縣洛陽高品生態(tài)養(yǎng)殖有限公司進行,豬的品種為杜洛克×長白豬×大白豬的三元雜交豬。本試驗采用單因素試驗設計,選取體況良好、體重為(33.40±0.15) kg的試驗豬135頭,隨機分為5組,分別為對照組(CK組,不含油莎豆)、5%油莎豆添加組(5%CEL組)、10%油莎豆添加組(10%CEL組)、10%膨化油莎豆添加組(10%PCEL組)、15%膨化油莎豆添加組(15%PCEL組),每組3個重復,每個重復9頭豬?；A飼糧按照豬NRC(2012)飼養(yǎng)標準配制,試驗飼糧組成及營養(yǎng)水平見表2。試驗開始前先對空圈舍進行全面的消殺。試驗開始后每天06:00、11:00、17:00進行飼喂。每天清理圈舍,保持圈舍干凈整潔,保證通風,防止廢氣積累,通過風機水簾控制圈舍環(huán)境溫度恒定。

表2 試驗飼糧組成及營養(yǎng)水平(風干基礎)

1.3 樣品采集

血清樣品:試驗第28天晨飼前從每個試驗組的每個重復隨機選取2頭試驗豬進行前腔靜脈采血,每頭豬采血10 mL,采血管豎直靜置2 h后,在4 ℃,3 000 r/min下離心15 min,抽取上層血清置于-20 ℃冰箱保存。

糞樣采集:試驗第28天上午從每個試驗組的每個重復隨機選取2頭試驗豬采集其新鮮無污染的糞便,裝入5 mL凍存管,立即放入液氮罐中保存,隨后將樣品移至-80 ℃冰箱中保存。

測定消化率的糞便樣品:試驗第24～26天采集糞樣,每天08:00和14:00各采集糞樣75 g,采集新鮮無污染的糞便,用10%的酒石酸溶液固氮,樣品在-20 ℃冰箱中保存。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 生長性能的測定

在試驗第1天晨飼前對每個試驗組的每個重復進行稱重并記錄,在試驗第28天上午晨飼前對每個試驗組的每個重復進行稱重并記錄,用于計算豬的平均日增重(ADG)。在試驗期間以重復為單位記錄采食量,用于計算平均日采食量(ADFI)。

1.4.2 飼糧中營養(yǎng)成分的測定

飼糧和糞樣中的干物質(DM)(GB/T 6435—2014)、粗蛋白質(CP)(GB/T 6432—1994)、粗脂肪(EE)(GB/T 6433—2006)、中性洗滌纖維(NDF)(GB/T 20806—2006)、酸性洗滌纖維(ADF)(NY/T 1459—2007)和粗灰分(Ash)(GB/T 6438—2007)含量均按照國標進行測定。

1.4.3 養(yǎng)分表觀消化率的測定

養(yǎng)分表觀消化率計算公式如下:

某養(yǎng)分表觀消化率(%)=100×[1-

(A/B)×(C/D)]。

式中:A為糞中該養(yǎng)分含量;B為飼糧中該養(yǎng)分含量;C為飼糧中鹽酸不溶灰分含量;D為糞中鹽酸不溶灰分含量。

1.4.4 糞便微生物測序及數(shù)據(jù)分析

1.4.4.1 DNA抽提和PCR擴增

根據(jù) E.Z.N.A.?soil DNA kit (Omega Bio-Tek,美國)說明書進行微生物群落總DNA抽提,使用1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA的提取質量,使用NanoDrop2000測定DNA濃度和純度;使用338F和806R對16S rRNA基因V3～V4可變區(qū)進行PCR擴增。

1.4.4.2 Illumina Miseq測序

將同一樣本的PCR產(chǎn)物混合后使用2%瓊脂糖凝膠回收PCR產(chǎn)物,利用AxyPrep DNA Gel Extraction Kit (Axygen Biosciences,美國)進行回收產(chǎn)物純化,2%瓊脂糖凝膠電泳檢測,并用QuantusTMFluorometer (Promega,美國)對回收產(chǎn)物進行檢測定量。

1.4.4.3 數(shù)據(jù)庫建立

使用NEXTflexTMRapid DNA-Seq Kit(Bioo Scientific,美國)進行建庫: 1)接頭鏈接;2)使用磁珠篩選去除接頭自連片段;3)利用PCR擴增進行文庫模板的富集;4)磁珠回收PCR產(chǎn)物得到最終的文庫。利用Illumina公司的MiSeq PE300平臺進行測序(上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司)。

1.4.4.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

選擇97%相似度的操作分類單元(OTU)或門科屬分類學水平,利用mothur計算不同隨機抽樣下的Chao1指數(shù)、Shannon指數(shù)和樣本中各微生物的相對豐度組成,利用R語言工具制作曲線圖和群落柱形圖。另外,使用單因素方差分析(one-way ANOVA)方法來確定樣本組間差異。

1.4.5 血清抗氧化、炎性因子和脂質代謝相關指標的測定

血清抗氧化指標:總抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、丙二醛(MDA)和過氧化氫酶(CAT);血清炎性因子:白細胞介素-2(IL-2)、白細胞介素-4(IL-4)、白細胞介素-6(IL-6)、白細胞介素-10(IL-10)、γ-干擾素(INF-γ)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)和免疫球蛋白M(IgM);血清脂質代謝相關指標:總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL-C)和低密度脂蛋白(LDL-C)。以上指標的含量或活性檢測均采用上海酶聯(lián)生物科技有限公司試劑盒,具體步驟按照試劑盒說明書進行。

1.5 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)用Excel 2016記錄整理,分析前對所有數(shù)據(jù)進行正態(tài)性和同質性測試。通過SPSS 26.0統(tǒng)計軟件對各項指標進行單因素方差分析(one-way ANOVA),Duncan氏法進行多重比較,顯著水平定為P<0.05,試驗結果均用“平均值±標準差”表示。

2 結 果

2.1 飼糧中添加不同比例油莎豆或膨化油莎豆對豬生長性能的影響

由表3可知,與CK組相比,15%PCEL組的ADG顯著提高(P<0.05)。與CK組相比,5%CEL組、10%CEL組、10%PCEL組和15%PCEL組的ADFI均顯著降低(P<0.05)。與CK組相比,10%PCEL組和15%PCEL組的F/G均顯著降低(P<0.05)。

表3 飼糧中添加不同比例油莎豆或膨化油莎豆對豬生長性能的影響

2.2 飼糧中添加不同比例油莎豆或膨化油莎豆對豬養(yǎng)分表觀消化率的影響

由表4可知,與CK組相比,5%CEL組、10%CEL組、10%PCEL組和15%PCEL粗脂肪表觀消化率均顯著提高(P<0.05)。

表4 飼糧中添加不同比例油莎豆或膨化油莎豆對豬養(yǎng)分表觀消化率的影響

2.3 飼糧中添加不同比例油莎豆或膨化油莎豆對豬血清抗氧化指標的影響

由表5可知,與CK組相比,5%CEL組血清T-AOC和CAT活性顯著提高(P<0.05),10%CEL組血清T-AOC、CAT和SOD活性顯著提高(P<0.05),10%PCEL組和15%PCEL組血清T-AOC顯著提高(P<0.05)。

表5 飼糧中添加不同比例油莎豆或膨化油莎豆對豬血清抗氧化的影響

2.4 飼糧中添加不同比例油莎豆或膨化油莎豆對豬血清細胞因子和免疫球蛋白含量的影響

由表6可知,與CK組相比,5%CEL組血清IL-4、IL-10、IgG、IgM含量均顯著升高(P<0.05),10%CEL組血清IL-4、IgG和IgM含量均顯著提高(P<0.05),10%PCEL組血清IgM含量顯著提高(P<0.05),15%PCEL組血清IL-10含量顯著提高(P<0.05)。

表6 飼糧中添加不同比例油莎豆或膨化油莎豆對豬血清細胞因子和免疫球蛋白含量的影響

2.5 飼糧中添加不同比例油莎豆或膨化油莎豆對豬血清脂質代謝相關指標的影響

由表7可知,與CK組相比,5%CEL組、10%CEL組、10%PCEL組和15%PCEL組的血清TC、TG、LDL-C和HDL-C含量均無顯著影響(P>0.05)。

表7 飼糧中添加不同比例油莎豆或膨化油莎豆對豬血清脂質代謝相關指標的影響

2.6 飼糧中添加不同比例油莎豆或膨化油莎豆對豬糞便微生物組成的影響

2.6.1 糞便菌群Alpha多樣性

通過對試驗組豬的生長性能、血清抗氧化和生化指標等的對比分析,5%CEL組和15%PCEL組有較高的微生物菌群分析價值,遂送檢CK組、5%CEL組和15%PCEL組糞便樣本。

由表8可知,與CK組相比,5CEL%組與15%PCEL組糞便菌群的Sobs指數(shù)、Shannon指數(shù)、Simpson指數(shù)、ACE指數(shù)、Chao1指數(shù)以及覆蓋度均無顯著差異(P>0.05)。

表8 飼糧中添加不同比例油莎豆或膨化油莎豆對豬糞便菌群α多樣性的影響

2.6.2 稀釋曲線

由圖1-A可知,在樣本數(shù)量達到5 000以后,稀釋曲線已經(jīng)平緩且菌群覆蓋度達到99.46%,說明對樣本微生物群落的檢測滿足對樣本微生物區(qū)系進行分析的要求。由圖1-B可知,3組共得到了4 964個OTU,3組共有的OTU數(shù)目1 082個,CK組、5%CEL組和15%PCEL組的OTU數(shù)目分別為1 776、1 690、1 498個,其中3組獨有的OTU數(shù)目分別為370、271、197個。

CK:對照組;CEL:5%油莎豆添加組;PCEL:15%膨化油莎豆添加組。下圖同。

2.6.3 糞便菌群Beta多樣性

如圖2所示,在主成分1貢獻率為36.37%、主成分2貢獻率為22.04%時,3組樣本之間分布較遠,說明CK組、5%CEL組和15%PCEL組樣本之間菌群多樣性存在顯著差異(P<0.05),3組樣品中CK組和15%PCEL組組間距離較遠,說明這2組的組內菌群多樣性差異較大。R=0.246 2>0,說明組間差異大于組內,P=0.044,說明CK組、5%CEL組和15%PCEL組間存在顯著差異(P<0.05)。

圖2 OTU水平的Beta多樣性分析

2.6.4 門水平微生物組成

由圖3可知,CK組、5%CEL組和15%PCEL組樣本中門水平微生物相對豐度由大到小依次為厚壁菌門、擬桿菌門、螺旋菌門和藍藻門,CK組、5%CEL組和15%PCEL組門水平微生物組成無顯著差異(P>0.05)。

Firmicutes:厚壁菌門;Bacteroidetes:擬桿菌門;Spirochaetes:螺旋菌門;Cyanobacteria:藍藻門;Proteobacteria:變形菌門;Other:其他。

2.6.5 科及屬水平微生物組成

由圖4可知,在科及屬水平上,CK組相對豐度前10的微生物組成分別為乳桿菌屬(Lactobacillus)(10.04%)、普雷沃氏菌科NK3B31群(Prevotellaceae_NK3B31_group)(7.51%)、狹義梭菌屬1(Clostridium_sensu_stricto_1)(7.19%)、未分類毛螺菌科(unclassified_f_Lachnospiraceae)(5.32%)、普氏菌屬(Prevotella)(5.31%)、norank_f_Muribaculaceae(4.68%)、鏈球菌屬(Streptococcus)(4.64%)、密螺旋體菌屬(Treponema)(4.30%)、理研菌科RC9腸道群(Rikenellaceae_RC9_gut_group)(3.18%)、土孢桿菌屬(Terrisporobacter)(2.81%)。5%CEL組相對豐度前10的微生物組成分別為鏈球菌屬(10.82%)、狹義梭菌屬1(6.29%)、未分類毛螺菌科(6.10%)、乳桿菌屬(5.66%)、norank_f_Muribaculaceae(5.51%)、普雷沃氏菌科NK3B31群(5.02%)、UCG-005(4.50%)、克里斯滕森菌科R-7群(Christensenellaceae_R-7 group)(3.51%)、理研菌科RC9腸道群(3.10%)、巨球型菌屬(Megasphaera)(2.81%)。15%PCEL組相對豐度前10的微生物組成分別為乳桿菌屬(14.17%)、普雷沃氏菌科NK3B31群(9.66%)、普氏菌屬(7.48%)、norank_f_Muribaculaceae(4.30%)、巨球型菌屬(4.04%)、未分類毛螺菌科(3.44%)、UCG-005(3.28%)、理研菌科RC9腸道群(3.24%)、狹義梭菌屬1(2.77%)、鏈球菌屬(2.62%)。

Lactobacillus:乳桿菌屬;Clostridium_sensu_stricto_1:狹義梭菌屬1;Prevotellaceae_NK3B31_group:普雷沃氏菌科NK3B31群;Treponema:密螺旋體菌屬;Megasphaera:巨球型菌屬;Prevotella:普氏菌屬;Streptococcus;鏈球菌屬;Christensenellaceae_R-7_group:克里斯滕森菌科R-7群;Rikenellaceae_RC9_gut group:理研菌科RC9腸道群;unclassified_f_Lachnospiraceae:未分類毛螺菌科;Terrisporobacter:土孢桿菌屬; Prevotellaceae_UCU-003: 普雷沃氏菌科UCU-003;Phascolarctobacterium:考拉桿菌屬;unclassified_f_Prevotellaceae:未分類普雷沃氏菌科;norank_f_norank_o_Clostridia_UCG-014:未分類梭狀芽胞桿菌UCG-014;norank_f_Eubacterium_coprostanoligenes:未分類產(chǎn)糞甾醇真桿菌;Lachnosporaceae_XPB1014_group: 類毛螺菌科XPB1014群;Ruminococcus: 瘤胃球菌屬;Oscillospira:顫螺菌屬;Alloprevotella: 擬普雷沃氏菌屬; other: 其他。

2.6.6 科及屬水平差異微生物分析

圖5為試驗組與CK組在科及屬水平上的差異菌。與CK組相比,5%CEL組光崗菌屬(Mitsuokella)、魏斯氏菌屬(Weissella)、霍爾德曼氏菌屬(Holdemanella)、巨球型菌屬相對豐度均顯著升高(P<0.05);15%PCEL組則是光崗菌屬、魏斯氏菌屬、毛螺菌科ND3007群(Lachnospiraceae_ND3007_group)、巨球型菌屬、霍爾德曼氏菌屬、經(jīng)黏液真桿菌屬(Blautia)和糞桿菌屬(Faecalibacterium)相對豐度顯著升高(P<0.05),而丹毒絲菌科(Erysipelotrichaceae)、顫螺旋菌科(Oscillospiraceae)、狹義梭菌屬1、叉狀棍狀厭氧菌群(Anaerorhabdus_furcosa_group)、土孢桿菌屬相對豐度顯著降低(P<0.05)。

Mitsuokella:光崗菌屬;Erysipelotrichaceae:丹毒絲菌科;Oscillospiraceae:顫螺旋菌科;Clostridium_sensu_stricto_1:狹義梭菌屬1;Anaerorhabdus_furcosa_group:叉狀棍狀厭氧菌群;Weissella:魏斯氏菌屬;Terrisporobacter:土孢桿菌屬;Lachnospiraceae_ND3007_group:毛螺菌科ND3007群;Holdemanella:霍爾德曼氏菌屬;Megasphaera:巨球型菌屬;Faecalibacterium:糞桿菌屬;Blautia:經(jīng)黏液真桿菌屬。

2.6.7 微生物差異分析(LEfSe)

由圖6可知,通過LEfSe,對CK組、5%CEL組和15%PCEL組進行差異性分析,可以有助于發(fā)現(xiàn)關鍵的生物標記物。通過LEfSe得到了10種差異微生物(LDA值>3.5)。CK組標志物種有未分類普雷沃氏菌科(unclassified_f_Prevotellaceae)、狹義梭菌屬1、土孢桿菌屬、F082和消化鏈球菌屬(Peptostreptococcales),CEL組標志物種有UCG-005、norank_f_norank_o_RF39、丹毒絲菌科,PCEL組標志物種有擬普雷沃氏菌屬(Alloprevotella)。

Clostridium_sensu_stricto_1:狹義梭菌屬1;Clostridiales:梭菌目;Clostridiaceae:梭菌科;Peptostreptococcales-Tissierellales:消化鏈球菌目-泰氏菌目;Peptostreptococcales:消化鏈球菌目;Terrisporobacter:土孢桿菌屬;unclassified_f_Prevotellacea:未分類普雷沃氏菌科; Erysipelotrichaceae:丹毒絲菌科;Alloprevotella:擬普雷沃氏菌屬。

3 討 論

3.1 飼糧中添加不同比例油莎豆或膨化油莎豆對豬生長性能和養(yǎng)分表觀消化率的影響

油莎豆中蛋白質含量5%～10%[6],蛋白質組成主要為谷蛋白(>47.5%)、白蛋白(>31.8%)、球蛋白(>4.7%)和醇溶蛋白(>3.8%)。油莎豆淀粉含量豐富(14%～37%)[7]且油莎豆淀粉質量較高,是一種無臭、亮白色或灰白色的粉末,其糊化溫度為80.9 ℃,透光率較好[8]。油莎豆還含有豐富的膳食纖維,顯著高于其他塊莖植物如土豆、甘薯、洋姜、雪蓮果和木薯等[9]。本試驗結果顯示,5%CEL組、10%CEL組、10%PCEL組和15%PCEL組采食量均顯著下降。當飼糧中纖維含量升高時會影響飼糧口感,同時也會更容易使動物產(chǎn)生飽腹感,減少采食量[10],這可能就是油莎豆添加組采食量低于CK組的原因之一。本試驗中,與CK組相比,10%PCEL組和15%PCEL組的F/G均顯著降低,15%PCEL組ADG顯著提高。通過在6 kg左右斷奶仔豬的飼糧中加入不同比例和種類的油脂調節(jié)脂肪酸的組成不僅可以顯著提高仔豬的粗脂肪表觀消化率,還可以降低仔豬的F/G[11-12]。15%PCEL組ADG顯著提高有可能是因為該組飼糧粗脂肪含量明顯升高。同時10%PCEL組和15%PCEL組F/G顯著降低可能也與此有關。有研究表明,飼糧中添加5%或10%的油脂可增加育肥豬飼料轉化率,降低胴體瘦肉率[12]。5%CEL組、10%CEL組、10%PCEL組和15%PCEL組粗脂肪含量相較CK組均有所升高且油莎豆中的亞油酸和亞麻酸都是必需脂肪酸,易于被消化吸收,因此5%CEL組、10%CEL組、10%PCEL組和15%PCEL組粗脂肪表觀消化率顯著升高可能與試驗組飼糧中粗脂肪含量提高有關。

3.2 飼糧中添加不同比例油莎豆或膨化油莎豆對豬血清抗氧化指標的影響

當動物因為某些因素產(chǎn)生應激,體內會產(chǎn)生大量的氧自由基,會極大影響動物的抗氧化能力與免疫性能[13]。T-AOC可反映機體清除氧自由基的能力,CAT和SOD對于維持動物體正常的活性氧水平有著重要作用[14]。在本試驗結果中,與CK組相比,5%CEL組、10%CEL組、10%PCEL組和15%PCEL組血清T-AOC顯著提升,5%CEL組和10%CEL組血清CAT活性顯著升高。10%CEL組的血清SOD活性也顯著提高。Mohammed等[15]研究指出,飼糧中添加5%油莎豆和棗果混合物在治療組顯示出顯著的抗高血脂、改善胰島素抵抗和氧化應激的作用。Zhang等[16]研究表明,油莎豆及其莖葉提取物均具有抗菌、抗氧化和殺蟲活性。油莎豆含有多種礦物質和生物活性因子,具有自由基清除能力、體外抑制脂質過氧化、抗炎以及抗氧化等作用[17]。本試驗結果與上述文獻中的結果相同,油莎豆添加組均不同程度上提升了豬的抗氧化能力。油莎豆中含有生物堿、皂苷和單寧,具有抗菌和抗炎作用,還含有類黃酮、礦物質、維生素和甾醇[3]。油莎豆中的抗氧化肽、類黃酮和皂苷等活性物質對動物的抗氧化能力大有裨益,這就解釋了試驗組豬的機體抗氧化能力出現(xiàn)顯著提升的原因。

3.3 飼糧中添加不同比例油莎豆或膨化油莎豆對豬血清免疫指標的影響

血清免疫球蛋白可以反映機體的免疫能力。血清lgA、lgG和lgM含量升高代表著機體的免疫能力增強[18]。試驗結果顯示,與CK組相比,5%CEL和10%CEL組的血清lgG和lgM含量均顯著升高,且10%PCEL組的血清lgM含量也顯著升高。IL-4是由Th2細胞分泌的能增強體液免疫、提高腎臟的防御作用的抗炎因子[19],IL-10是通過抑制一些促炎細胞因子的分泌而具有免疫抑制作用,還可以通過誘導B細胞的增殖和分化產(chǎn)生免疫刺激效應[20]。在本試驗的結果中顯示,與CK組相比,5%CEL組和10%CEL組的血清IL-4含量均顯著提高。同時5%CEL組和15%PCEL組的血清IL-10含量顯著提高,且10%CEL組和10%PCEL組含量也呈現(xiàn)出上升趨勢。有研究表明,油莎豆的乙醇提取物可以緩解醋酸鉛誘導的大鼠睪丸功能障礙,可以顯著提升其血清中的IL-10含量[21]。

3.4 飼糧中添加不同比例油莎豆或膨化油莎豆對豬脂質代謝相關指標的影響

TC含量能反映出機體對脂肪的代謝強弱,TG含量降低代表著機體脂肪沉降能力下降[22],HDL-C和LDL-C同為膽固醇的運輸載體,LDL-C負責把肝臟中的膽固醇帶到全身,而HDL-C是把全身的膽固運送回肝臟處理,因此又叫膽做固醇的逆向運輸。兩者共同協(xié)作來維持機體脂質代謝的平衡[23]。在本試驗中,與CK組相比,血清TC、TG、HDL-C和LDL-C含量沒有出現(xiàn)顯著差異。這意味著飼糧中添加適量油莎豆并不會給機體的脂質代謝帶來不良影響。

3.5 飼糧中添加不同比例油莎豆或膨化油莎豆對豬糞便微生物菌群的影響

腸道菌群通過調控營養(yǎng)代謝、免疫功能和腸道屏障來對宿主產(chǎn)生影響[24-25],與宿主的健康與疾病顯著相關[26]。在正常情況下,腸道菌群是相對穩(wěn)定的,可以消滅大部分侵入宿主的病原體[27]。通過對豬新鮮糞便中的微生物菌群進行分析能一定程度上反映腸道微生物組成,因此在研究腸道微生物方面越來越多的學者通過關注糞便微生物來研究腸道微生物[28-29]。腸道微生物和宿主屬于共生作用,當宿主感染病原體后會潛在地促進致病性微生物的生長,導致微生物菌落結構和多樣性發(fā)生變化[30]。

本試驗中,與CK組相比,在科及屬水平上,CEL組光崗菌屬、魏斯氏菌屬、霍爾德曼氏菌屬、巨球型菌屬相對豐度均顯著升高。光崗菌屬相對豐度與胰島素抵抗呈顯著的負相關[31],同時也是小腸中可以發(fā)酵蛋白質的主要細菌[32]。細菌胞外多糖(EPS)是一種細胞外大分子,在食品、醫(yī)療和制藥行業(yè)具有潛在的應用前景。魏斯氏菌菌株可以產(chǎn)生EPS分子,而EPS的產(chǎn)生一直是魏斯氏菌屬研究的重點,此外魏斯氏菌屬也顯示出治療特應性皮炎和某些癌癥的潛力[33]。霍爾德曼氏菌屬可以改善高血糖癥,改善口服葡萄糖耐量并恢復肥胖小鼠肝臟中的糖異生和胰島素信號傳導。這些效應與雙形嗜血桿菌恢復胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)水平的能力有關,增強近端和遠端小腸中的GLP-1神經(jīng)信號傳導和迷走神經(jīng)感覺神經(jīng)元的GLP-1敏感性,并改變盲腸的不飽和脂肪酸和與代謝健康相關的細菌種類[34]。糞便微生物群中的巨球型菌屬相對豐度與腹瀉隱孢子蟲病呈負相關[35],也是一種具有重要生態(tài)意義的瘤胃細菌,可代謝乳酸并緩解由高谷物飲食引起的瘤胃酸中毒(RA)[36]。

在本試驗中,5%CEL組的血清IL-4、IL-10、IgG和IgM含量顯著提升,機體免疫性能顯著提升。這可能與飼糧中添加油莎豆改變了光崗菌屬、魏斯氏菌屬、霍爾德曼氏菌屬、巨球型菌屬等有益菌群的相對豐度有關。飼糧中添加油莎豆可能在一定程度上提升了豬腸道健康程度和免疫能力。

與CK組相比,15%PCEL組光崗菌屬、魏斯氏菌屬、毛螺菌科ND3007群、巨球型菌屬、霍爾德曼氏菌屬、經(jīng)黏液真桿菌屬和糞桿菌屬相對豐度顯著升高,而丹毒絲菌科、顫螺旋菌科、狹義梭菌屬1、叉狀棍狀厭氧菌群、土孢桿菌屬相對豐度顯降低。毛螺菌科ND3007群相對豐度的提高能緩解腸道菌群失調引起的潰瘍性結腸炎[37]。經(jīng)黏液真桿菌屬是一種與腸道炎癥呈負相關的丁酸產(chǎn)生菌[38]。糞桿菌屬是腸道主要的丁酸鹽生產(chǎn)者之一,丁酸鹽不僅能為結腸細胞提供能量來源,還能夠保持腸道內壁的完整性。有報道指出,糞桿菌屬相對豐度與腎臟功能的完整性有關,這可能是因為腎臟需要借助丁酸鹽來介導特異性短鏈脂肪酸受體(GPR-43)進行信號傳導[39]。此外,糞桿菌屬衍生的微生物抗炎分子可以通過調節(jié)緊密連接蛋白的表達調節(jié)糖尿病小鼠的腸道完整性[40]。狹義梭菌屬1通常被認為是致病菌,與炎癥高度相關[41]。同時,狹義梭菌屬1相對豐度的降低可以降低母豬的促炎因子水平[42]。叉狀棍狀厭氧菌群分離于闌尾膿腫、肺臟和腹腔膿腫,偶爾也分離于人和豬的糞便。研究表明,叉狀棍狀厭氧菌群相對豐度在白斑綜合征病毒感染的活性小蝦(IAC)中顯著增加[43],叉狀棍狀厭氧菌群的豐度水平可能與受感染的活性小龍蝦引起的腸道炎癥有關,同時在用三苯基錫(TPT)誘導后的魚類腸道中叉狀棍狀厭氧菌屬的相對豐度顯著增加[44]。土孢桿菌屬在成年豬的回腸中發(fā)現(xiàn)[45],是消化鏈球菌科的一員,在哺乳豬和斷奶豬的腸道中大量存在[46]。研究表明,土孢桿菌屬在每個生長階段都是纖維降解細菌,會隨著飼料中的纖維含量增加而呈現(xiàn)豐度上升趨勢[47-48]。丹毒絲菌科可能通過三乙胺N-氧化物的產(chǎn)生促進膽固醇的積累,丹毒絲菌科相對豐度的減少可能有利于脂質代謝[49]。此外,丹毒絲菌科還是一個促進腸道炎癥的細菌家族,其相對豐度與腫瘤重量呈正相關[50]。糞桿菌屬的相對豐度增加和丹毒絲菌科的相對豐度的減少可能與15%PCEL組血清IL-10含量上升、免疫性能提升有關。

在本試驗中,15%PCEL組的糞便菌群中光崗菌屬、魏斯氏菌屬、毛螺菌科ND3007群、巨球型菌屬、霍爾德曼氏菌屬、經(jīng)黏液真桿菌屬和糞桿菌屬等具有抗炎或者產(chǎn)SCAFs特性的菌群豐度的增加和致病菌狹義梭菌屬1相對豐度的降低可能在一定程度上提升了豬的腸道健康,15%PCEL組豬的ADG顯著升高,F/G顯著降低可能就與此有關。相較于5%CEL組而言,15%PCEL組對腸道微生物的影響以及對豬腸道健康程度的提升可能更顯著,原因可能在于,油莎豆在膨化過程中殺死了油莎豆中潛在的致病菌,而且熟化后的油莎豆可能更容易消化吸收,減少了腸胃系統(tǒng)消化吸收的壓力,從而導致15%PCEL組有著更加穩(wěn)定且健康的腸道菌群。

4 結 論

① 飼糧中添加5%油莎豆可顯著提升生長豬的機體總抗氧化能力和免疫能力。

② 飼糧中添加15%膨化油莎豆可顯著提高豬的生長性能和機體總抗氧化能力。

③ 飼糧中添加5%油莎豆和添加15%膨化油莎豆均能顯著調節(jié)豬的腸道菌群,提升豬腸道健康,其中添加15%膨化油莎豆對豬腸道健康的提升更加顯著。