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原名：Effect of dietary folate level on organ weight, digesta pH, short-chain fatty acid concentration, and intestinal microbiota of weaned piglets
译名：日粮叶酸水平对断奶仔猪器官重量、消化液pH、短链脂肪酸浓度和肠道菌群的影响
作者：Lei Wang,†,1 Lijun Zou,‡,1 Jianzhong Li,†,2 Huansheng Yang,† and Yulong Yin†,||
完成单位：†Hunan International Joint Laboratory of Animal Intestinal Ecology and Health, School of Life Sciences, Hunan Normal University, Changsha 410081, China,
‡Laboratory of Basic Biology, Hunan First Normal University, Changsha 410205,
China,
||Hunan Province Key Laboratory of Animal Nutritional Physiology and Metabolic Process, Institute of Subtropical Agriculture, Chinese Academy of Sciences, Changsha 410125, China
期刊：Journal of Animal Science
影响因子：2.092
发表时间：2020-01-21
1、摘要
叶酸被越来越多的认为可以促进肠胃健康并调节肠道菌群的多样性，从而减轻仔猪断奶应激。本试验旨在研究叶酸对断奶仔猪器官重量，消化道pH，短链脂肪酸(SCFAs)浓度和肠道菌群的影响。将28头仔猪(6.73±0.62 kg)随机分成4个处理，分别为对照组、添加3、9和18 mg/kg叶酸的饲喂试验，14d的饲喂试验结果表明，添加3、9和18 mg/kg的叶酸对仔猪生长发育有明显的促进作用。
结果表明，饲喂9 mg / kg和18 mg / kg叶酸添加剂的仔猪肝脏和脾脏平均重量显著高于对照组（P <0.05）。添加叶酸（9 mg / kg和18 mg / kg）可显著提高胃的pH值（P <0.05），并降低盲肠pH（P <0.10）。叶酸处理组（9 mg / kg和18 mg / kg）对仔猪的SCFAs代谢有明显的促进作用，特别是与对照组相比，盲肠和结肠中乙酸（AA）和戊酸的含量显著提高（P <0.05）。此外，结肠中异丁酸（AA)、丁酸和异戊酸均有升高的趋势(P < 0.10)。以盲肠内容物为样本，采用16S rRNA基因扩增测序法测定细菌群落多样性。在属水平上，9 mg/kg叶酸添加组盲肠中罗伊氏乳杆菌、唾液乳杆菌和黏膜乳杆菌的相对丰度均高于对照组(P < 0.05)。功能通路分析预测，叶酸可能通过改变断奶仔猪肠道菌群功能来调节营养物质代谢。结果表明，乳酸菌与盲肠AA呈正相关。综上所述，叶酸处理可提高断奶仔猪的器官重量和胃pH值，并对肠道健康产生有益影响，这可能与叶酸诱导肠道菌群的改变以及肠道菌群与短链脂肪酸的相互作用有关。
2、试验设计
3、结果与分析
表1：7~11Kg 仔猪基础日粮的组成和营养成分
3.1 补充叶酸对脏器重量和肠道形态的影响
表2：不同叶酸添加水平对仔猪器官重量的影响
表2为日粮中添加不同水平的叶酸对仔猪器官重量的影响，能发现补充叶酸提高了仔猪肝、脾和肾的相对重量。与对照组相比，日粮中添加9 mg/Kg与18 mg/Kg的仔猪其肝脏和脾脏的相对重量显著增加（P<0.05）。此外，饲喂添加18 mg/Kg叶酸日粮的仔猪其肾脏相对重量高于对照组（P<0.05）。然而，小肠相对长度并未随着添加叶酸而有差异。
表3：不同叶酸添加水平对盲肠和结肠形态的影响
图1：饲喂不同叶酸日粮浓度的断奶仔猪肠道组织学分析(放大200倍)。(A)盲肠0 mg/kg叶酸；(B)盲肠3 mg/kg叶酸；(C)盲肠9 mg/kg叶酸；(D)盲肠18 mg/kg叶酸；(E)结肠0 mg/kg叶酸；(F)结肠3 mg/kg叶酸；(G)结肠9 mg/kg叶酸；(H)结肠18 mg/kg叶酸。
添加叶酸对仔猪肠道组织学分析及盲肠和结肠形态的影响分别见图1和表3，日粮中添加9 mg/kg叶酸的仔猪盲肠隐窝深度显著高于对照组(P<0.05)。然而，四种处理间的结肠隐窝深度没有差异。
3.2 不同叶酸添加水平对消化液 pH 的影响
表4：不同叶酸添加水平对不同消化道消化液pH的影响
添加叶酸对胃肠道消化液pH的影响见表4，添加叶酸(分别为3 mg/kg、9 mg/kg和18 mg/kg)日粮的仔猪胃消化液pH值显著高于对照组(P<0.05)。此外，在叶酸添加剂量为9 mg/kg的日粮中，仔猪盲肠消化液pH值有降低的趋势(P=0.088)。然而，回肠和结肠的消化液pH值与对照组相比没有差异。
3.3 不同叶酸添加水平对短链脂肪酸的影响
表5：饲喂不同浓度叶酸的断奶仔猪盲肠和结肠中短链脂肪酸含量
不同叶酸添加量对断奶仔猪盲肠和结肠中的短链脂肪酸含量有很大影响(表5)。与对照组相比，添加叶酸(9 mg/kg和18 mg/kg)可显著提高盲肠中乙酸(AA)含量(P<0.05)，添加叶酸(18 mg/kg)可显著提高结肠中戊酸(VA)含量(P<0.05)。此外，与对照组相比添加叶酸(18 mg/kg)的日粮在结肠中异丁酸(IBA)、丁酸(BA)、异戊酸(IVA)及乙酸与丙酸比值均有升高趋势(P<0.1)。仔猪盲肠和结肠中短链脂肪酸总量差异不显著(P>0.05)。
3.4 盲肠食糜的微生物分析
图2：断奶仔猪饲喂14d后，对照组和叶酸补充组盲肠内微生物群落。(A)断奶仔猪在属水平上存在10个盲肠细菌群落(B)在断奶仔猪之间存在显著差异。N=7。
结果表明，饲粮中添加9 mg/kg 叶酸对断奶仔猪肠道形态、生长性能和抑制腹泻（数据未见）均有积极影响。因此，采用9 mg/kg 叶酸组盲肠食糜进行16s rRNA高通量测序。盲肠微生物多样性指数(observed_species、Shannon、Simpson、Chao1、ACE)和系统发育多样性(PD)_whole_tree指数(数据未见)在不同处理间均无显著差异。此外，基于算术平均分析的未加权成对组法，盲肠菌群的优势菌群为厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和螺旋体(Spirochaetes)(图2A)。在属水平上，仔猪饲粮中添加9 mg/kg 叶酸时盲肠中罗伊氏乳杆菌、唾液乳杆菌和黏膜乳杆菌的相对丰度均较高(P < 0.05)(图2B)。
3.5 叶酸对微生物群代谢的影响
图3：饲喂14d后，对照组和叶酸组断奶仔猪盲肠微生物区系的功能差异分析。
A：组间功能谱的主成分分析(PCoA)图。B：KEGG信号通路的t检验条形图。N=7。
由图3A可知，对照组和叶酸补充组之间有明显的聚类。与对照组相比，在仔猪饲粮中添加9mg/kg叶酸时，酪氨酸代谢、多环芳烃降解、硫胺素代谢、泛素系统、视黄醇代谢、药物代谢-细胞色素P450和硫转运系统显著增加(P < 0.05)(图3B)。
4、结论
日粮中添加叶酸可以提高断奶仔猪的肝、肾和脾的相对重量。与对照组相比，添加9 mg/Kg叶酸的仔猪可增高盲肠隐窝深度，降低盲肠消化液pH。进一步的研究表明，盲肠消化液的pH和短链脂肪酸有密切的相互作用。另外，日粮中添加9 mg/kg叶酸时，仔猪盲肠中有益菌(乳酸菌)的比例更大。这些发现将为通过叶酸调节器官指数、消化道pH、肠道微生物群和短链脂肪酸浓度以改善断奶仔猪的健康和生产力提供有价值的指导。
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