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原名：Effects of dietary supplementation with yeast glycoprotein on growth performance, intestinal mucosal morphology, immune response and colonic microbiota in weaned piglets
译名：日粮中添加酵母糖蛋白对断奶仔猪生长性能、肠道黏膜形态、免疫应答和结肠微生物区系的影响
作者：Longshan Qin, a,b Wei Ji,b Jianlin Wang,c Biao Li,c Junpeng Hu,c* Xin Wu, a,b*
完成单位：
a Key Laboratory of Agro-ecological Processes in Subtropical Region, Institute of Subtropical Agriculture, the Chinese Academy of Sciences; National Engineering Laboratory for Pollution Control and Waste Utilization in Livestock and Poultry Production; Hunan Provincial Engineering Research Center for Healthy Livestock and Poultry Production; Scientific Observing and Experimental Station of Animal Nutrition and Feed Science in South-Central, Ministry of Agriculture, Changsha, Hunan 410125, China;
b Hunan Co-Innovation Center of Safety Animal Production, College of Animal Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan 410128, China;
c The Hubei Provincial Key Laboratory of Yeast Function, Angel Yeast Co., Ltd, Yichang, 443003, China.
* Corresponding author. E-mail address: hujp@angelyeast.com; wuxin@isa.ac.cn.
期刊：FoFunction
影响因子：4.170
发表时间：2019-05-22
1、摘要
抗生素通常被用来饲喂断奶仔猪，由于微生物耐药性的增加急需找到其替代品。本研究旨在探讨日粮中添加酵母糖蛋白(YG)对断奶仔猪生长性能、肠道黏膜形态、免疫应答和结肠微生物区系的影响。试验选用240头断奶仔猪(日龄23±2d)，随机分为抗生素组(25%喹诺酮200 mg/kg + 4%耐酸800 mg/kg + 基础日粮)和YG组(800 mg/kg YG + 基础日粮)。试验持续14d，试验结束时，每个重复选一头仔猪采集血浆、肠道组织和结肠消化样本。
结果表明，与抗生素组相比，YG组仔猪最终体重增加(0.05<P<0.1)，平均日增重增加(P<0.05)，料重比降低(P<0.05)。肠道通透性试验表明，YG组通过降低血清DAO含量，促进肠道发育(P<0.01)。组织学评价表明，YG组通过增加回肠绒毛高度(P<0.05)和绒毛高度与隐窝深度的比值(P<0.01)，降低隐窝深度(P<0.01)和绒毛宽度(P<0.05)，促进肠道发育。YG还通过上调十二指肠黏膜和空肠黏膜occludin m-RNA的表达，促进肠道发育(P<0.05)。YG组下调十二指肠IL-12 m-RNA表达(P<0.0 5)，上调十二指肠HSP-70 m-RNA表达(P<0.0 5)；下调空肠黏膜HSP-70 m-RNA表达(P<0.0 5)，下调空肠黏膜IFN-γ表达(P<0.0 5)，上调空肠黏膜HSP-90m-RNA表达(P<0.0 5)；上调回肠黏膜HSP-70m-RNA表达(P<0.0 5)。另一方面，肠道微生物区系结果表明，添加YG提高了属水平上乳酸菌的相对丰度(P<0.05)。结肠代谢物结果表明，添加YG降低了醋酸盐的含量(P<0.05)。综上所述，YG在改善断奶仔猪肠道健康方面可能是预防性抗生素的有效替代品。
2、试验设计
3、结果与分析
表1：基础饲粮组成及营养水平(风干基础)
表2：PCR引物序列:本研究使用的正向引物(F)和反向引物(R)
3.1 生长性能与腹泻发生率
表3：日粮中添加YG对断奶仔猪生产性能的影响
图1：日粮中添加YG对断奶仔猪腹泻率和死亡率的影响
如表3和图1所示，饲喂YG的仔猪比饲喂抗生素的仔猪有增加最终体重(0.05<P<0.1)、提高平均日增重(P<0.05)和降低料重比(P<0.05)的趋势。此外，YG组和抗生素组仔猪的腹泻率也达到了相似的效果。
3.2血清D-乳酸和DAO
图2添加YG对血清D-乳酸和DAO含量的影响。
图2显示了断奶仔猪的肠道通透性，其通过D-乳酸盐和DAO的恢复来反映。血清D-乳酸和DAO可作为肠损伤的指标，检测肠粘膜屏障功能。肠粘膜损伤后，由于通透性增加，血清含量增加。本研究的一个新的突出发现是，饲喂含YG的日粮的仔猪，其血清中DAO含量低于饲喂含抗生素的日粮的仔猪(P<0.01)。
3.3组织学评估
图3：日粮中添加YG对肠道形态学组织学评价的影响(HE，×200)。
(ABC)抗生素。YG。(AD)十二指肠。空肠。(CF)回肠。
图4：日粮中添加YG对断奶仔猪绒毛高度(微米)和隐窝深度(微米)的影响。
缩写表示:VH/CD:绒毛高度与隐窝深度之比。数据是每处理8头猪的平均值，*: P<0.05，**: P<0.01。
图4总结了仔猪的肠道组织学评价。饲喂含YG饲料的仔猪空肠绒毛高度低于饲喂含抗生素饲料的仔猪。饲喂含YG的饲料的仔猪比饲喂含抗生素的饲料的仔猪具有更高的绒毛高度(P<0.05)和绒毛高度与隐窝深度之比(P<0.01)，更低的回肠隐窝深度(P<0.01)和绒毛宽度(P<0.05)。
3.4肠粘膜中紧密连接的相对m-RNA表达
图5：日粮中添加YG对肠粘膜紧密连接m-RNA表达的影响。
日粮中添加YG对肠粘膜紧密连接m-RNA表达的影响如图5所示。在十二指肠粘膜中，添加YG的仔猪比饲喂抗生素的仔猪显著上调ZO-1(P<0.05)和occludin(P<0.05)的m-RNA的表达。在空肠粘膜中，饲喂YG的仔猪比饲喂抗生素的仔猪有上调occludin m-RNA表达的趋势(0.05<P<0.1)。
3.5炎性细胞因子在肠粘膜中的相对m-RNA表达
图6：日粮添加YG对十二指肠粘膜炎性细胞因子m-RNA表达的影响
图7：日粮添加YG对空肠粘膜炎性细胞因子m-RNA表达的影响
图8：日粮添加YG对回肠粘膜炎性细胞因子m-RNA表达的影响
YG对肠粘膜炎性细胞因子m-RNA相对表达量的影响如图6、图7和图8所示。十二指肠粘膜中，添加YG的仔猪IL-12的m-RNA表达低于添加抗生素的仔猪(P<0.05)，HSP-70的m-RNA的表达高于添加抗生素的仔猪(P<0.05)。在空肠粘膜中，添加YG的仔猪HSP70 m-RNA、IFN-γ表达显著低于添加抗生素的仔猪(P<0.0 5)，而HSP-90 m-RNA的表达显著高于添加抗生素的仔猪(P<0.0 5)。在回肠粘膜中，添加YG的仔猪HSP-70和HSP-90的m-RNA表达量显著高于添加抗生素的仔猪(P<0.05)。在回肠黏膜中，添加YG的仔猪HSP-70和HSP-90的m-RNA表达显著高于添加抗生素的仔猪。
3.6结肠微生物区系
图9：断奶仔猪结肠微生物区系组成
A：每个样本中前10个类群的相对贡献(A)和每个组中前10个类群的相对丰度(B)。B：每个样本中前10个排序的相对贡献(A)，每个组中前10个排序的相对丰度(B)和每个组中微生物区系的显著相对丰度(C)。C：每个样本中前10个属的相对贡献(A)，每个组中前10个属的相对丰度(B)和每个组中微生物区系的显著相对丰度(C)。D：基于Bray Curtis距离的主坐标分析在抗生素和YG组之间差异富集的86个属的β多样性分析中的应用。数据为平均每个处理8头猪，*：P<0.05。
通过对细菌16S rRNA V3-V4区序列测定，对断奶仔猪结肠微生物区系进行了分析。计算Shannon指数、Simpson指数、Chao1指数和ACE指数(表4)。然而，与α多样性指数相比，不同处理之间没有显著差异。如图9A所示，类群水平分析表明，YG和抗生素添加剂达到了相似的相对丰度(P>0.1)。在有序水平上，添加YG降低(P<0.05)芽孢杆菌和厌氧气单胞菌的相对丰度(图9B)。为了进一步显示各样本之间的差异，进行了属水平分析。如图9C所示，添加YG提高了乳杆菌的相对丰度(P<0.05)，降低了反刍球菌科UCG014、布鲁氏菌和链球菌的相对丰度(P<0.05)。然而，与β多样性指数相比，不同处理之间没有显著差异。
3.7结肠中的代谢物含量
表5：日粮中添加YG对断奶仔猪短链脂肪酸的影响
数据是每个处理8个重复的平均值。缩写表示：A/P：醋酸/丙酸；BCFA：支链脂肪酸，包括异丁酸和异戊酸酯；SCFA：直链脂肪酸，包括醋酸、丙酸、丁酸和戊酸。
对结肠中代谢物含量的影响如表5所示。饲喂YG日粮后，仔猪结肠中SCFAs、总SCFAs含量均有降低趋势(P<0.05)，醋酸盐含量也有降低趋势(P<0.05)。
4、结论
鉴于断奶仔猪面临的潜在危险，养殖业面临着越来越大的压力，要求其减少或移除日粮中的抗生素。本研究证实，在日粮中添加YG可以替代预防性抗生素，包括改善生长性能，改善肠道形态、通透性、完整性和免疫反应，增强结肠微生物区系和代谢物。最终，我们的发现加上良好的管理系统和就地饲养，可能是导致减少或消除断奶仔猪预防性抗生素使用的新策略。
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