不同蛋白水平日粮对猪生长性能、胴体品质及后肠微生物代谢的影响

【摘要】：低蛋白氨基酸平衡日粮是指饲料中的蛋白水平比NRC推荐的营养需要低2-4个百分点,同时补充必需氨基酸来平衡日粮中的氨基酸水平。已有相关研究表明,低蛋白氨基酸平衡日粮能提高氮营养素的利用率,同时降低饲料成本和减少氮排泄量,且不影响猪的生长性能。猪胃肠道内数量庞大的微生物对机体健康发挥着重要作用,相关研究表明高蛋白日粮可扰乱肠道菌群,高蛋白日粮饲喂大鼠后,盲肠和结肠的球形梭菌(Ceostridium coccoides)、柔嫩梭菌(Clostridium leptum)和普氏粪杆菌(Faecalibacterium prausnitzii)数量降低。然而,关于低蛋白日粮对肠道菌群影响的研究相对较少。因此,本试验主要研究在NRC(1998)标准基础上降低日粮蛋白水平3个百分点同时补充4种必需氨基酸,对生长肥育猪的生长性能、胴体品质和器官重的影响,同时结合454高通量测序技术和气相色谱与质谱联用(GC-MS)代谢组学技术手段探究不同蛋白水平日粮对猪后肠微生物区系以及代谢组谱的影响,为其在实际生产的应用中提供理论基础和依据。本研究分为以下三个部分:1不同蛋白水平日粮对猪生长性能、胴体品质和器官重的影响本试验旨在研究长期饲喂低蛋白水平并平衡必需氨基酸(赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸)日粮对生长肥育猪生长性能、胴体品质、器官重和血液生化指标的影响。试验选取36头杜×长×大三元杂交生长猪(70日龄,23.57 ± 1.77 kg),随机分为正常蛋白组(NRC,1998)和低蛋白组,每组6个重复,每个重复3头猪。试验分两个阶段,第一阶段(50天)两组分别饲喂18%和15%蛋白水平的日粮,第二阶段(50天)两组分别饲喂16%和13%蛋白水平的日粮,低蛋白组日粮平衡4种必需氨基酸(赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸),以满足生长肥育猪生长需要。第二阶段结束,每个重复随机屠宰一头猪,分离肝脏、肾脏、脾脏、心脏、胃、大肠和小肠,并分别进行称重,测定血液生化指标和胴体品质相关指标。结果表明,低蛋白日粮对猪的生长性能、胴体品质和器官重均无影响(P0.05);低蛋白组血清中总蛋白和球蛋白的含量显著升高(P0.05)。以上结果提示,在NRC(1998)标准基础上降低日粮蛋白水平3个百分点同时补充4种必需氨基酸,不影响生长肥育猪的生长性能、胴体品质和器官重。2不同蛋白水平日粮对猪后肠微生物区系的影响本试验旨在研究长期低蛋白日粮并平衡4种必需氨基酸(赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸)对生长肥育猪盲肠和结肠食糜菌群结构的影响。试验设计和试验材料同第一部分。试验结束,每个重复随机屠宰一头猪,取盲肠和结肠食糜,提取细菌总核酸,进行16SrRNA基因的高通量测序分析。结果表明,饲喂低蛋白日粮对盲肠和结肠微生物的多样性没有显著影响。在属水平上,低蛋白日粮显著降低了盲肠菌群中的Lactobacillus,结肠菌群中的Streptococcus(P0.05);同时显著升高了盲肠菌群中的Prevotella和Coprococcus 结肠菌群中的 Sarcina,Peptostreptococcaceae incertaesedis,Mogibacterium Subdologranulum和 Coprococcus(P0.05)。结果说明,在 NRC(1998)标准基础上降低日粮蛋白水平3个百分点同时补充4种必需氨基酸,可改变生长肥育猪后肠微生物区系结构。3不同蛋白水平日粮对猪后肠微生物代谢物的影响本试验旨在研究长期低蛋白日粮并平衡必需氨基酸(赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸)对生长肥育猪盲肠和结肠微生物代谢产物以及结肠代谢组谱的影响。试验设计和试验材料同第一部分,试验结束每个重复随机屠宰一头猪,取盲肠、结肠食糜进行微生物代谢产物的测定,同时取结肠食糜,利用气质联用(GC-MS)技术进行代谢组谱分析。结果表明,与正常蛋白日粮相比,降低日粮蛋白水平显著提高了猪结肠微生物蛋白、粘蛋白的浓度(P0.05),显著降低了盲肠异丁酸、异戊酸的浓度和支链脂肪酸的比例以及结肠甲胺的浓度(P0.05),而结肠氨氮、色胺、腐胺、尸胺和酪胺变化不显著。代谢组分析显示,低蛋白日粮显著提高了结肠中黄嘌吟、次黄嘌呤、硬脂酸、甘油酸、甲基磷酸、苹果酸、亮氨酸、谷氨酸和酪氨酸等代谢产物的含量(P0.05),显著降低了苯甲酸盐和来苏糖的含量(P0.05)。代谢通路分析显示不同蛋白水平日粮影响了苯丙氨酸代谢通路;甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢通路;三羧酸循环;丙酮酸代谢通路以及丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢通路。相关性分析显示结肠差异化合物和相关菌属存在密切的相关性。结果提示,不同蛋白水平日粮不仅能够改变猪后肠代谢物的组成和结构,而且能够调控后肠内的微生物代谢通路的变化,并且引起后肠氮代谢的变化。