第131期：妊娠期间母体补充可溶性纤维可改变仔猪肠道菌群，提高生长性能，降低肠道通透性

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原名：Maternal Soluble Fiber Diet during Pregnancy Changes the Intestinal Microbiota, Improves Growth Performance, and Reduces Intestinal Permeability in Piglets

译名：妊娠期间母体补充可溶性纤维可改变仔猪肠道菌群，提高生长性能，降低肠道通透性

作者：Chuanshang Cheng,^a Hongkui Wei,^a,b Chuanhui Xu,^a Xiaowei Xie,^a Siwen Jiang,^b Jian Peng^a,b

完成单位：^aDepartment of Animal Nutrition and Feed Science, College of Animal Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan, People's Republic of China
^bThe Cooperative Innovation Centre for Sustainable Pig Production, Wuhan, People's Republic of China

期刊：Appl Environ Microbiol

影响因子：4.016

发表时间：2018-08-17

1、摘要
前期研究表明，妊娠期间母体营养可改变后代的微生物群组成和肠道发育。然而，妊娠期间母体补充可溶性纤维对后代生长性能和肠道发育的影响仍未得到充分研究。本试验选取24头健康多胎母猪均分成2组，即对照组或2.0％预胶化蜡状玉米淀粉和瓜尔豆胶（SF）日粮处理组，旨在研究不同日粮对14日龄乳猪的生长性能，腹泻发生率，肠道菌群组成，代谢以及肠道通透性和炎症状况的影响。结果显示，母猪饲喂SF日粮提高了所产仔猪的生长速率并减少了腹泻发生率，下一代测序分析表明，母猪饲喂SF日粮会改变后代肠道菌群的组成，粪便和血浆中乙酸和丁酸的含量也相应增加。此外，母猪喂食SF日粮可降低仔猪血浆zonulin和粪便lipocalin-2的水平，但可增加血浆中白细胞介素10（IL-10）和转化生长因子β（TGF-β）的浓度。另外，SF组仔猪的乳酸杆菌相对丰度的增加与仔猪的生长速度呈正相关，而嗜双核菌的相对丰度降低与粪便lipocalin-2水平呈正相关。本研究表明，在妊娠期间母体饲喂SF日粮可对后代的生长性能以及肠道通透性和炎症反应产生显著影响，这可能是通过调节肠道微生物的组成和代谢来实现的。
要点：尽管可溶性膳食纤维对肠道菌群有直接影响已经进行了广泛的研究，到目前为止，母体营养仅在妊娠期间对后代肠道发育的影响尚未得到充分研究。
本研究表明，妊娠期间，母体饲喂可溶性纤维日粮与乳猪的肠道微生物群组成和代谢的变化独立相关。这些发现对完善妊娠母猪日粮的建议具有直接的意义。此外，母体可溶性纤维日粮会降低肠道通透性，并防止乳猪的肠道炎症和过度的全身性免疫反应。因此，乳猪对疾病的抵抗力增强，腹泻减少，体重增加。此外，母体可溶性纤维日粮引起的肠道菌群变化也可能与后代的生长和肠道发育直接相关。

2、试验设计

3、结果与分析

表1：妊娠期母体饲喂SF日粮对乳猪生长性能和腹泻率的影响

在整个哺乳期（21天）内评估仔猪的体增重和腹泻发生率。尽管初始体重（BW）没有显著差异（P<0.05），但发现SF组母猪的仔猪最终BW较高（P< 0.05）（表1）。与对照组（CON）组相比，SF组仔猪在第3周和整个哺乳期的平均日增重（ADG）较高（P <0.05）（表1）。

表2：妊娠期母猪饲喂SF日粮对14日龄乳猪血浆激素的影响

鉴于哺乳动物的出生后生长主要受生长轴的活动控制（24），试验检测了母猪饲喂SF日粮是否可以增强生长激素（GH）的敏感性。表2中显示的结果表明，SF组母猪的乳猪GH和胰岛素样生长因子1（IGF-1）的血浆浓度显著增加。

图1：通过16S rRNA基因测序，CON和SF饲喂母猪的14日龄乳猪粪便细菌的分类学概况。CON和SF饲喂的母猪的乳猪中存在的粪便细菌的前10个门（A）和前15属（B）的相对丰度。CON1，对照组中的第一个样品；SF1，2.0％预糊化蜡质玉米淀粉和瓜尔豆胶组的第一个样品。

图2：CON和SF饲喂的母猪的14日龄乳猪粪便微生物群落的比较。CON和SF组母猪的乳仔猪的细菌门（A）和属（B）不同。数值表示为平均值±SEM。P值<0.05，q值<0.05时，被认为具有显著性。*，处理效果，（P <0.05）；**，P< 0.01；***，P< 0.001。

图3：LEfSe分析妊娠期间SF组母猪的14日龄乳猪的粪便细菌群落。CON，对照组；SF，2.0％预胶化的糯玉米淀粉和瓜尔豆胶组。LDA，线性判别分析。

图4：妊娠期CON和SF组母猪的14日龄仔猪的粪便微生物群落多样性的比较。（A-C）妊娠期间比较CON和SF饲喂的母猪的14日龄的仔猪的观察到的OTU（A），Chao1（B）和Shannon指数（C）的数量。（D）基于加权UniFrac距离的整个繁殖周期中母猪肠道菌群结构的轨迹。（E）个体间差异由CON和SF组仔猪个体之间的平均加权UniFrac距离确定，而个体间差异则由CON和SF组仔猪确定。数据表示为均值±SEM（n = 10）。（A至D）在P值为0.05时处理效果显著；小写字母不同的值有显著差异。PC2，主成分分析2。

图5：妊娠期母体饲喂SF日粮对14日龄乳猪粪便（a）和血浆（b）样品中短链脂肪酸的影响。数据表示为均值±SEM（n=10）。 *，处理效果，（P <0.05）；**，P< 0.01。

图6：妊娠期间母体饲喂SF日粮对14日龄乳猪血浆zonulin（a），内毒素（b）和二胺氧化酶（c）的影响。数据表示为均值±SEM（n=12）。*，处理效果，（P <0.05）；**，P<0.01。Eu，内毒素单位。

图7：妊娠期母猪饲喂SF日粮对14日龄乳猪的粪便中lipocalin-2（a）和血浆IL-6（b），TNF-α（c），IL-10（d）和TGF-β（e）水平的影响。数据表示为均值±SEM（n=12）。*，处理效果，（P <0.05）；**，P <0.01。IL-6，白介素6；TNF-α，肿瘤坏死因子α；IL-10，白介素10；TGF-β，转化生长因子β

图8：母体SF日粮显著改善14日龄乳猪的肠道菌群与生长和健康参数之间Spearman r相关性的热图。*，P< 0.05；**，P <0.01（遵循Spearman相关分析）。 GH，生长激素；ADG，平均日增重；IGF-1，胰岛素样生长因子1。

4、结论
总之，本研究表明，妊娠期母猪饲喂SF日粮与14日龄乳猪的肠道微生物群组成和代谢的显著变化独立相关。这些发现对完善妊娠母猪的日粮建议具有直接的意义。此外，母猪喂食SF日粮还可降低乳猪肠道通透性，并防止肠道炎症和过度的全身免疫反应。因此，乳猪对疾病的抵抗力增强，腹泻减少，体重增加。此外，还观察到属和参数之间在生长性状和肠道健康方面的假定相关性，这暗示母体饲喂SF日粮可影响仔猪肠道微生物群的变化，也可能与后代的生长和肠道发育直接相关，但还需要进一步的研究来解决这些潜在的机制。

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