枯草芽孢桿菌對圍產(chǎn)期母豬糞便微生物及其代謝產(chǎn)物的影響

畜牧編輯

　　韓麗, 解培峰, 趙越, 高乾坤, 章文明, 張濤, 王占彬, 印遇龍, 孔祥峰

　　摘要: 本試驗旨在研究枯草芽孢桿菌對圍產(chǎn)期母豬糞便微生物及其代謝產(chǎn)物的影響。試驗選用2~4胎次、預(yù)產(chǎn)期相近、妊娠第85天的健康大白豬40頭，隨機分為2個組，每組20頭豬。對照組飼喂基礎(chǔ)飼糧，試驗組在基礎(chǔ)飼糧中添加250 g/t的枯草芽孢桿菌制劑。從母豬妊娠第85天開始飼喂至產(chǎn)后第21天結(jié)束。分別于母豬妊娠第100和112天以及產(chǎn)后第7、14和21天每組采集8頭母豬的新鮮糞便樣品，測定其糞便中微生物數(shù)量、短鏈脂肪酸（SCFA）和生物胺含量。結(jié)果表明：與對照組相比，1）飼糧中添加枯草芽孢桿菌顯著增加產(chǎn)后第7天母豬糞便中乳酸桿菌數(shù)量、乳酸桿菌/大腸桿菌和產(chǎn)后第21天糞便中厚壁菌數(shù)量（P < 0.05）。2）飼糧中添加枯草芽孢桿菌顯著增加妊娠第100天母豬糞便中乙酸、異丁酸、支鏈脂肪酸和總SCFA含量（P < 0.05），產(chǎn)后第7天糞便中戊酸、直鏈脂肪酸、異丁酸、異戊酸、支鏈脂肪酸和總SCFA含量（P < 0.05），產(chǎn)后第21天糞便中丙酸、丁酸和直鏈脂肪酸含量（P < 0.05）；顯著降低產(chǎn)后第14天糞便中異戊酸含量（P < 0.05）。3）飼糧中添加枯草芽孢桿菌顯著增加妊娠第100天母豬糞便中尸胺含量（P < 0.05），妊娠第112天糞便中亞精胺和精胺含量（P < 0.05），產(chǎn)后第14天糞便中尸胺、酪胺、亞精胺和精胺含量（P < 0.05）。綜上所述，圍產(chǎn)期母豬飼糧中添加枯草芽孢桿菌可增加腸道中有益菌數(shù)量、部分生物胺和SCFA含量，對改善母豬的腸道健康和營養(yǎng)狀況具有有益作用。

　　關(guān)鍵詞: 圍產(chǎn)期母豬     枯草芽孢桿菌     糞便     微生物     代謝產(chǎn)物

　　母豬的健康狀況和繁殖性能直接影響養(yǎng)豬場的經(jīng)濟效益。隨著規(guī)?；降奶岣?，養(yǎng)豬場存在飼料原料搭配不合理、缺乏特定營養(yǎng)素、飼料變質(zhì)等問題[1]，引起母豬腸道菌群失衡、營養(yǎng)物質(zhì)利用率低[2]，造成母豬便秘和繁殖障礙，縮短母豬利用年限，嚴(yán)重影響?zhàn)B豬業(yè)的發(fā)展[3]。因此，如何通過營養(yǎng)調(diào)控措施改善母豬的腸道健康已成為目前的研究熱點。益生菌作為活菌制劑，可改善腸道菌群平衡。目前常用的益生菌主要有芽孢桿菌、乳酸菌和酵母菌等[4]。由于芽孢桿菌能夠形成芽孢，具有耐高溫高壓、耐酸堿等特點，便于生產(chǎn)和儲存[5]，為目前使用最普遍的微生物飼料添加劑。研究證實，芽孢桿菌可降低豬腸道pH，促進(jìn)有益菌繁殖，防止腸道疾病的發(fā)生[6]；可改善仔豬腸黏膜形態(tài)結(jié)構(gòu)[7]，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)利用，增強機體免疫力，進(jìn)而促進(jìn)仔豬的生長發(fā)育[8]。筆者前期研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加枯草芽孢桿菌，母豬妊娠第85~112天和產(chǎn)后第21天的背膘厚呈增加趨勢，機體免疫力增強[9]；同時，仔豬腹瀉率降低，窩產(chǎn)仔數(shù)、產(chǎn)活仔數(shù)、仔豬初生窩重、初生個體均重、斷奶窩重、斷奶窩個體均重和平均日增重均有所提高。圍產(chǎn)期母豬易遭受各種應(yīng)激，引起腸道菌群失衡，對仔豬初生重、斷奶重和窩整齊度等造成不利影響，因此保證母豬腸道菌群平衡對提高其繁殖性能具有重要意義。目前，關(guān)于枯草芽孢桿菌影響母豬糞便微生物及其代謝產(chǎn)物的研究報道較少。鑒于此，本試驗通過在圍產(chǎn)期母豬飼糧中添加枯草芽孢桿菌制劑，評價其對母豬糞便微生物及其代謝產(chǎn)物的影響，旨在為枯草芽孢桿菌在母豬生產(chǎn)中的應(yīng)用提供依據(jù)。

　　1 材料與方法

　　1.1 試驗動物、分組與飼養(yǎng)管理

　　動物飼養(yǎng)試驗于2017年3—5月份在中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所永安動物實驗基地開展。試驗選用2~4胎次、預(yù)產(chǎn)期相近、妊娠第85天的健康大白豬40頭，隨機分為2個組，每組20頭豬。對照組飼喂基礎(chǔ)飼糧，試驗組在基礎(chǔ)飼糧中添加250 g/t的枯草芽孢桿菌制劑。從妊娠第85天開始飼喂妊娠母豬飼糧，妊娠第100天更換為泌乳母豬飼糧，到產(chǎn)后第21天結(jié)束?；A(chǔ)飼糧營養(yǎng)水平參照NRC(2012)豬營養(yǎng)需求標(biāo)準(zhǔn)配制，基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表 1。試驗用枯草芽孢桿菌制劑由贏創(chuàng)德固賽(中國)投資有限公司提供(活菌數(shù)≥4×109 CFU/g)，其添加劑量根據(jù)前人相關(guān)研究報道[7-8, 10]及生產(chǎn)廠家建議確定。試驗期間，不同妊娠階段母豬的飼喂量根據(jù)母豬體況隨時調(diào)整，防止母豬過瘦或過肥。妊娠第85~110天時母豬舍溫度控制在16~18 ℃；預(yù)產(chǎn)期前7 d將母豬轉(zhuǎn)入產(chǎn)仔舍，溫度控制在20~24 ℃，濕度控制在60%~80%。其他飼養(yǎng)管理均按商業(yè)養(yǎng)豬場規(guī)范進(jìn)行操作。

　　

　　1.2 糞便微生物數(shù)量測定

　　分別于母豬妊娠第100和112天以及產(chǎn)后第7、14和21天，每組隨機收集8頭母豬的新鮮糞便樣品，-80 ℃凍存。按照QIAamp DNA Stool Mini Kit (QIAgen，德國)的方法提取糞便微生物DNA，參照焦金真等[11]的方法進(jìn)行微生物定量PCR分析，并計算糞便微生物數(shù)量，結(jié)果以每克糞便中含有的微生物拷貝數(shù)的對數(shù)值[lg(copies/g)]表示。微生物絕對定量PCR的特異性引物由生工生物工程(上海)股份有限公司合成(表 2)。



　　1.3 糞便微生物代謝產(chǎn)物含量測定

　　采用氣相色譜法測定糞便中短鏈脂肪酸(SCFA)的含量，采用液相色譜法檢測糞便中生物胺的含量[12]。

　　1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

　　試驗數(shù)據(jù)用SPSS 18.0軟件進(jìn)行獨立樣本t檢驗，數(shù)據(jù)均以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示。P < 0.05表示差異顯著，0.05≤P < 0.10表示有變化趨勢。

　　2 結(jié)果與分析

　　2.1 飼糧中添加枯草芽孢桿菌制劑對母豬糞便微生物數(shù)量的影響

　　由表 3可知，與對照組相比，試驗組產(chǎn)后第7天母豬糞便中乳酸桿菌數(shù)量和乳酸桿菌/大腸桿菌顯著增加(P < 0.05)；產(chǎn)后第21天糞便中厚壁菌數(shù)量顯著增加(P < 0.05)，雙歧桿菌數(shù)量呈增加趨勢(P=0.097)。

　　

　　2.2 飼糧中添加枯草芽孢桿菌制劑對母豬糞便SCFA含量的影響

　　由表 4可知，與對照組相比，試驗組妊娠第100天母豬糞便中乙酸、異丁酸、支鏈脂肪酸和總SCFA含量，產(chǎn)后第7天糞便中戊酸、直鏈脂肪酸、異丁酸、異戊酸、支鏈脂肪酸和總SCFA含量，產(chǎn)后第21天糞便中丙酸、丁酸和直鏈脂肪酸含量顯著增加(P < 0.05)；妊娠第100天糞便中戊酸(P=0.071)和異戊酸(P=0.064)含量，產(chǎn)后第7天糞便中乙酸(P=0.051)含量，產(chǎn)后第21天糞便中總SCFA含量(P=0.057)呈增加趨勢；產(chǎn)后第14天糞便中異戊酸含量顯著降低(P < 0.05)，支鏈脂肪酸含量呈降低趨勢(P=0.066)。



　　2.3 飼糧中添加枯草芽孢桿菌制劑對母豬糞便生物胺含量的影響

　　由表 5可知，與對照組相比，試驗組妊娠第100天母豬糞便中尸胺含量顯著增加(P < 0.05)，腐胺含量呈增加趨勢(P=0.074)；妊娠第112天糞便中亞精胺和精胺含量顯著增加(P < 0.05)；產(chǎn)后第14天糞便中尸胺、酪胺、亞精胺和精胺含量顯著增加(P < 0.05)。

　

　　3 討論

　　乳酸桿菌和雙歧桿菌是豬腸道中的優(yōu)勢菌群，對維持腸道健康具有重要作用[6]。本研究發(fā)現(xiàn)，枯草芽孢桿菌可增加圍產(chǎn)期母豬糞便中乳酸桿菌、雙歧桿菌、厚壁菌數(shù)量以及乳酸桿菌/大腸桿菌，提示母豬腸道菌群平衡得到改善，對母豬繁殖性能和子代腸道健康具有促進(jìn)作用[9]。這可能與芽孢桿菌產(chǎn)生的細(xì)菌素等抑菌物質(zhì)有關(guān)，也可能與微生物產(chǎn)生的有益代謝產(chǎn)物有關(guān)，與前人的研究結(jié)果基本一致[10]。圍產(chǎn)期母豬易發(fā)生氧化應(yīng)激，對其產(chǎn)仔數(shù)和子代生長發(fā)育具有極其不利的影響。研究表明，芽孢桿菌和乳酸菌具有抗氧化功能，可減少細(xì)胞損害[13-14]，提示枯草芽孢桿菌可改善母豬營養(yǎng)狀況和繁殖性能[9]，這可能與腸道中有益菌的增加和機體總抗氧化能力增強有關(guān)。另外，母豬糞便中雙歧桿菌數(shù)量增加，可促進(jìn)其在新生仔豬腸道內(nèi)的早期定植，防止仔豬腹瀉，改善母豬便秘和乳汁品質(zhì)[15]。

　　乙酸、丙酸、丁酸等SCFA主要由結(jié)腸中乳酸菌、雙歧桿菌等厭氧菌發(fā)酵降解膳食纖維、抗性淀粉等碳水化合物產(chǎn)生，可參與機體氧化供能、調(diào)節(jié)腸道菌群平衡和改善腸道功能等[16]。其中，乙酸可為腸道細(xì)菌和腸黏膜提供能量[17]；丙酸可抑制膽固醇的合成，參與三羧酸循環(huán)，為機體供能；丁酸是厚壁菌的主要代謝產(chǎn)物，可為結(jié)腸上皮細(xì)胞提供能量，促進(jìn)細(xì)胞的代謝和生長等[12]。本研究發(fā)現(xiàn)，枯草芽孢桿菌可提高圍產(chǎn)期母豬糞便中乙酸、丙酸和丁酸等SCFA的含量，從而有益于母豬的腸道健康和營養(yǎng)物質(zhì)代謝，這可能與其產(chǎn)生高活性的消化酶有關(guān)，也可能與其促進(jìn)乳酸菌和雙歧桿菌的增殖有關(guān)。研究表明，乳酸菌能增加肉雞盲腸中SCFA含量和丁酸百分比[18]，促進(jìn)仔豬結(jié)腸中丁酸的產(chǎn)生[10]。Duncan等[19]報道，雙歧桿菌可促進(jìn)乳酸向丁酸的轉(zhuǎn)化?？梢?，枯草芽孢桿菌可通過增加腸道有益菌數(shù)量而改善母豬的營養(yǎng)狀況，滿足母豬的能量需求，這有益于母體的腸道健康和胎兒發(fā)育。支鏈脂肪酸是亮氨酸、異亮氨酸或纈氨酸經(jīng)氧化脫氨基后的產(chǎn)物，是腸腔內(nèi)蛋白質(zhì)分解代謝的標(biāo)志物[20]。本研究中，飼糧中添加枯草芽孢桿菌增加了圍產(chǎn)期母豬糞便中支鏈脂肪酸含量，提示母豬結(jié)腸中這幾種氨基酸的分解代謝增加，其生理學(xué)意義尚有待進(jìn)一步探明。

　　腸道中的生物胺主要由腸細(xì)胞和腸道微生物代謝含氮物質(zhì)產(chǎn)生，可緩解細(xì)胞氧化損傷，參與腸道黏膜屏障的發(fā)育和維持，對胎盤生長和胎兒發(fā)育具有重要作用。其中，腐胺、尸胺、精胺和亞精胺是動物細(xì)胞的重要組成部分，可調(diào)節(jié)核酸與蛋白質(zhì)合成，酪胺具有顯著的抗氧化作用[21]。本研究表明，飼糧中添加枯草芽孢桿菌增加了圍產(chǎn)期母豬糞便生物胺含量，可能是由于枯草芽孢桿菌、乳酸菌或雙歧桿菌等可產(chǎn)生氨基酸脫羧酶，參與賴氨酸、酪氨酸、鳥氨酸和精氨酸等生物胺前體氨基酸的分解代謝。Lopez-Garcia等[22]報道，妊娠后期大鼠胎盤需要維持高濃度的亞精胺、精胺和腐胺等來滿足胎兒生長的需求，而腸腔內(nèi)的多胺可被機體吸收，用于其他器官和組織的細(xì)胞生長[23]。因此，推測枯草芽孢桿菌可通過增加機體中生物胺的合成而促進(jìn)胎兒的生長發(fā)育。

　　4 結(jié)論

　　綜上所述，飼糧中添加枯草芽孢桿菌可增加母豬腸道中有益菌的數(shù)量、部分生物胺和SCFA含量，從而改善圍產(chǎn)期母豬的腸道健康和營養(yǎng)狀況。