甘露寡糖对断奶仔猪肠道微生物的影响

【摘要】： 仔猪断奶是以母乳喂养为主向以固体饲料为主转变的过程，在此期间，仔猪极易因为肠道微生态环境的改变，出现体重下降、腹泻及免疫力下降等症状。为此，本试验集中研究了体内、体外情况下甘露寡糖(mannan-oligosaccharide，MOS)对断奶仔猪生产性能、腹泻及肠道微生物发酵的影响，并对细菌菌群及乳酸杆菌结构的动态变化进行了分析。 1甘露寡糖对断奶仔猪肠道微生物体外发酵影响的研究 厌氧收集仔猪25日龄断奶当天回肠、结肠食糜作为接种物，甘露寡糖(MOS)和甜菜渣(SBP)为底物体外发酵48 h，测定产气量及VAFs以研究MOS和SBP对仔猪肠道微生物可能的益生作用。结果表明，MOS组和SBP组产气量、产酸量都高于对照组，与底物剂量呈显著线性效应，MOS回肠发酵时还表现二次方效应。在回肠，MOS各组乙酸比例显著低于对照，丙酸和丁酸比例显著高于对照；SBP组以乙酸发酵为主。在结肠，MOS和SBP各组的丁酸比均显著高于对照；MOS组乙酸比随剂量增加而下降，SBP组仍以乙酸为主。MOS和SBP剂量与各种酸比例呈显著线性效应，MOS还呈显著二次方效应，SBP不显著。结果还发现，发酵结束时，除0.25 g MOS回肠发酵时pH值高于初始值外，其余各底物剂量组结束时pH均低于初始值，pH随MOS和SBP浓度增加而降低，底物添加量与pH之间存在显著线性效应和二次方效应。以上结果指出，MOS和SBP具有促进肠道微生物发酵、提高肠道丁酸比例、降低pH的潜在益生作用。 2体外发酵时甘露寡糖对断奶仔猪肠道微生物区系和乳酸杆菌的影响 采用体外发酵、PCR/DGGE技术和16S rRNA基因序列分析方法，研究甘露寡糖(MOS)和甜菜渣(SBP)对断奶仔猪回、结肠食糜菌群结构和乳酸杆菌的影响。结果表明，发酵后，MOS和SBP的DGGE图谱中优势条带位置、数量和灰度发生了很大变化，回、结肠菌群相似性由发酵前的20％提高到85％～97％，说明发酵前回、结肠食糜固有菌群存在很大差异，发酵后菌群的种类趋于一致。图谱多样性指数和条带数的分析发现，MOS回、结肠发酵时菌群多样性和条带数均显著增加(P＜0.05)，SBP回、结肠发酵条带数显著增加，但多样性指数只在结肠发酵时显著增加(P＜0.05)。说明MOS和SBP在回、结肠发酵时，均可可使细菌菌群变得复杂、多样。属特异性引物分析乳酸杆菌发现，回、结肠乳酸杆菌菌群相似性高达94％，回肠发酵前、后所有样品多样性指数在0.83～0.94之间，条带数在7～9条之间，结肠发酵前、后所有样品多样性指数在0.82～0.93之间，条带数在7～9条之间。说明，回肠和结肠固有乳酸杆菌种类较相似，MOS和SBP发酵后未引起乳酸杆菌种类发生较大改变。克隆和序列分析显示，MOS和SBP可引起断奶仔猪肠道中普雷沃氏菌相似菌和瘤胃球菌相似菌等的改变。乳酸杆菌以Lactobacillus sobrius和Lactobacillus amylorous为主，但MOS和SBP对其影响较小。 3甘露寡糖对体外纯培养的乳酸杆菌生长特性的影响 三株(菌株S、L和M)由本实验室自行分离的猪源性乳酸杆菌，在以甘露寡糖(MOS)为唯一碳源的基础培养基中纯培养，研究甘露寡糖对乳酸杆菌体外生长特性的影响。结果表明，培养期内，三株菌MOS组发酵液的OD值均高于对照，但三者的生长曲线有所不同；MOS组pH均低于对照，且各时间点之间pH呈不稳定变化，未出现明显下降的现象；MOS组乳酸浓度均高于对照。提示，甘露寡糖可促进乳酸杆菌的体外生长，产生较多的乳酸和降低pH。 4甘露寡糖对共培养的乳酸杆菌和猪源致病性大肠杆菌(F4)生长特性的影响 以甘露寡糖(MOS)为碳源、将乳酸杆菌和猪源致病性大肠杆菌(F4)共培养，研究体外情况下甘露寡糖对菌株的生长是否具有选择性。结果表明，体外时，乳酸杆菌和病原菌都可利用甘露寡糖进行生长，但乳酸杆菌的生长强于病原菌，能显著促进共培养时乳酸杆菌的乳酸产量和降低pH(P＜0.05)，对致病菌的产酸能力和培养液pH影响较小。结果还显示，乳酸杆菌和病原菌数量、产酸量及pH的变化在最初的12 h较大，随后细菌的生长逐渐达到稳定，再进入衰退期。提示，甘露寡糖对体外共培养的乳酸杆菌具有显著促生长作用，可提高乳酸浓度和降低pH，从而有效地抑制致病性大肠杆菌(F4)的生长。 5甘露寡糖对断奶仔猪生长性能和粪中VFAs的影响 34头体重相近的杜长大哺乳仔猪随机地分为两组，分别于断奶后饲喂基础日粮(对照组)或基础日粮+甘露寡糖(MOS组)4 wk，每天记录采食量和剩料量，每周称重，第7和28 d收集粪便测定VFAs，以研究甘露寡糖对断奶仔猪日增重、料重比、腹泻率及其粪样中VFAs的影响；探讨甘露寡糖影响仔猪生长的机理和其作为断奶仔猪日粮调控剂的可能前景。结果表明，第1 wk，甘露寡糖对仔猪增重、料重比、腹泻率和VFAs影响较小，2 wk特别是第2 wk，可显著促进仔猪增重、降低料重比和减少腹泻发生(P＜0.05)，第4 wk时，甘露寡糖组各种VFAs和TVFAs浓度均高于对照组，但差异不显著(P＞0.05)。以上结果说明，仔猪对甘露寡糖有一个适应过程，第2 wk开始可促进仔猪生长，减少腹泻的发生。 6断奶仔猪饲喂甘露寡糖后粪样菌群和乳酸杆菌的变化 34头体重相近的杜长大哺乳仔猪随机地分为两组，于断奶后饲喂基础日粮(对照组)或基础日粮+甘露寡糖(MOS)，收集仔猪断奶当天(试验前)及断奶后7、14、21和28 d粪样，利用PCR/DGGE技术研究日粮中添加甘露寡糖对断奶仔猪粪样菌群和乳酸杆菌稳定性及多样性的影响。结果表明，断奶前同窝仔猪细菌菌群相似性(81％～88％)高于断奶后(61％～70％)，MOS组菌群相似性在断奶第1 wk下降后，逐渐增加至70％，高于对照组(61％)；28 d时MOS组和对照组菌群多样性分别为1.38和1.52，差异由断奶当天的0.09上升至28 d的1.14，但差异不显著(P＞0.05)；试验期内MOS组条带数均高于对照组。提示，断奶导致了菌群的变化，断奶仔猪日粮中添加甘露寡糖可加速菌群多样和稳定。乳酸杆菌DGGE分析显示，试验期内MOS组乳酸杆菌菌群的多样性指数均高于对照组，14 d时MOS组多样性指数下降至最低0.71，28 d时回升至0.75，差异为0.05；对照组多样性指数下降持续至21 d的0.61，再回升至28 d的0.74，差值为0.13；条带数分析发现，MOS组7 d时条带数降为最低9条，对照组14 d时降为最低7条，其余时间点MOS组均高于对照组。说明，断奶也可引起仔猪乳酸杆菌菌群结构发生变化，甘露寡糖可减弱这种变化及缩短变化期，具有稳定及快速恢复乳酸杆菌菌群的作用。