第104期：日粮中添加适量的纤维可增加远端肠道菌群的多样性和代谢能力，而不会改变育肥猪的纤维消

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原名：Adding Appropriate Fiber in Diet Increases Diversity and Metabolic Capacity of Distal Gut Microbiota without Altering Fiber Digestibility and Growth Rate of Finishing Pig

译名：日粮中添加适量的纤维可增加远端肠道菌群的多样性和代谢能力，而不会改变育肥猪的纤维消化率和生长速率

期刊：Frontiers in Microbiology

影响因子：4.259

发表时间：2020-03-12

doi:10.3389/fmicb.2020.00533

1、摘要
猪对膳食纤维的消化能力主要取决于肠道菌群，尤其是后肠菌群。但是，猪对高膳食纤维的耐受性以及微生物含量随纤维水平的变化仍不清楚。为探究膳食纤维对肠道菌群的影响及其与纤维消化率的关系，本文研究了不同脱脂米糠（DFRB）对苏淮猪生长速率，纤维表观消化率，肠道菌群和挥发性脂肪酸（VFA）的影响。研究结果显示，膳食纤维水平对苏淮猪的生长速率没有影响，尽管纤维素，不溶性膳食纤维（IDF）和总膳食纤维（TDF）的表观消化率随膳食纤维水平的降低而降低，但试验发现，日粮添加19.10 TDF％的苏淮猪对纤维素，IDF和TDF的表观消化率没有改变。与饲喂基础日粮相比，喂食含19.10％TDF的猪在盲肠中具有更高的微生物丰度，降解纤维的细菌比例以及可预测的微生物功能（例如碳水化合物代谢，能量代谢）。此外，纤维诱导的纤维降解细菌的增加促进了VFA的代谢，这有可能帮助苏淮猪维持生长速率。然而，当TDF达到24.11％（以饲喂为基础）时，纤维的表观消化率下降，并且对盲肠肠道菌群的积极影响消失了。总之，研究表明在不改变猪生长速度的前提下，适当的纤维水平可以增加远端肠道菌群的多样性和代谢能力从而提高纤维资源的利用效率。

2、试验设计

3、结果与分析

表1：试验日粮的组成和营养水平的分析

图1：各处理组和对照组之间线性增长率的比较。A）处理I和对照。B）治疗Ⅱ与对照。C）治疗Ⅲ和对照。D）治疗Ⅳ和对照。根据处理组和对照组猪的体重变化，计算线性回归，然后比较成对线性回归之间的差异。斜率表示线性增长率。

表2：饲料表观消化率对膳食纤维水平的影响

图2：饲料的表观消化率与平均TDF摄入量之间的相关性分析

图3：处理组和对照组之间的微生物群落比较图。盲肠细菌群落（A）和结肠细菌群落（B）的α多样性。基于未加权UniFrac距离和盲肠细菌群落的PCoA散点图（C）和基于Bray_Curtis距离和结肠细菌群落的散点图（D）。进行单向方差分析，然后进行LSD分析。* P <0.05；ns，不显著。

图4：苏淮猪肠道菌群组成在属和属水平上的分布。A）盲肠样品中20个最主要的细菌属及其门的相对分布。B）结肠样品中20个最主要的细菌属及其门的相对分布。不同的颜色阴影代表不同的分类单元。饼图描绘了不同的属。饼图周围的外圈描绘了不同的门。括号中的数字表示细菌的相对丰度范围。C）处理Ⅱ组中5种纤维降解菌的相对丰度明显高于对照组（P <0.01）

图5：处理组和对照组盲肠微生物功能的比较。A）比较对照组，处理组Ⅱ、Ⅳ的COG十大微生物功能。B）比较对照组，处理组Ⅱ、Ⅳ与KEGG的十大微生物功能。进行单向方差分析，然后进行LSD分析。#P <0.01表示处理组Ⅱ与对照组之间差异显著。

图6：纤维摄入量与微生物群之间的相关网络分析。网络显示在属水平上细菌的相对丰度与盲肠（A）和结肠（B）中纤维摄入量之间的Spearman等级相关性。括号中的前面字母“ g”表示细菌属。实心表示校正值为0.00 <P <0.05的相关性，虚线表示校正值为0.05≤P <0.10的相关性。红线代表正相关，绿线代表负相关。

图7：VFA浓度与平均TDF摄入量之间的相关性分析。A）盲肠中VFA浓度与平均TDF摄入量之间的相关性分析。B）结肠中VFAs浓度与平均TDF摄入量之间的相关性分析。

补充图S6：在结肠中，Peptostreptococcaceae和Ruminococcaceae的属与乙酸和丁酸的产生呈正相关。

图8：盲肠中VFA浓度与微生物群之间的相关网络分析。网络显示属水平细菌相对丰度与乙酸（A），丙酸（B），异丁酸（C），丁酸（D），异戊酸（E），戊酸（F）和总VFA浓度之间的Spearman等级相关性（G）正方形节点表示校正值为0.00 <P <0.05的相关性，而圆形节点表示校正值为0.05≤P <0.10的相关性。红线代表正相关，绿线代表负相关。

4、结论
膳食纤维水平的提高并没有影响苏淮育肥猪的生长速度，但却促进了VFAs产量的增加。当TDF水平达到19.10％时，纤维的表观消化率不受影响，此外，还增加了微生物的α多样性和5种降解纤维的细菌数量。然而，当TDF达到24.11％时，纤维的表观消化率下降，并且对盲肠菌群的积极影响消失了。

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