仔猪肠道微生物菌群的研究-新版
仔猪肠道菌群的建立与影响因素

*通讯作者[摘要]肠道菌群生态平衡是猪营养、生理和免疫功能的基础。
然而,在猪的生长发育过程中,菌群在肠道内定植和分布受到各种因素的影响,包括分娩环境、日粮成分、抗生素或其他替抗物的使用等。
本文主要从仔猪肠道菌群的形成规律、影响因素和营养调控措施等方面论述了仔猪肠道菌群与仔猪肠道健康或疾病的关系,旨在为绿色健康养殖方面研究提供帮助。
[关键词]肠道菌群;仔猪;影响因素;调控措施[中图分类号]S811.6[文献标识码]A[文章编号]1004-3314(2019)03-0004-06仔猪肠道菌群的建立与影响因素侍宝路*,王计伟,刘春雪(安佑生物科技集团股份有限公司,江苏太仓215437)仔猪肠道微生物生态系统的形成是一个动态的过程,新生仔猪从母体及分娩环境中获得胃肠道菌系并形成相对稳定的微生态环境(Chen 等,2018);但在断奶阶段,由于断奶引起的一系列应激反应及日粮成分改变,使肠道内微生态环境发生剧烈变化(Gresse 等,2017)。
本文从仔猪肠道菌群的形成规律、影响因素和调控措施等方面,阐述仔猪肠道微生物与仔猪健康或疾病的关系,旨在为绿色健康养殖研究提供帮助。
1仔猪肠道菌群的定植过程仔猪刚出生便有微生物进入胃肠道中,在消化道内的定植顺序首先是需氧菌,然后是兼性厌氧菌,最后才是专性厌氧菌;而仔猪不同生长阶段,其肠道内菌群也会随之发生变化。
1.1哺乳期仔猪肠道菌群的定植初生仔猪肠道定植菌群最先来源于母猪阴道和胃肠道。
在不被干扰的情况下,首先定植的是大肠杆菌(E.coli )和链球菌(Streptococcus )等需氧性菌群,消耗肠道中氧气,为随后而来的拟杆菌(Bacteroides )、双歧杆菌(Bifdobacterium )、梭菌(Clostridium )和乳杆菌(Lactobacillus )的定植创造厌氧条件(Petri 等,2010;Konstantinov 等,2006)。
在出生12h 内,每克结肠内容物细菌数量可达109~1010,其中兼性厌氧菌以大肠菌群为主,但在48h 后被专性厌氧菌所取代,后者在结肠微生物菌落中占比达90%(Swords 等,1993)。
莱芜仔猪肠道菌群组成初步分析

试验研究202310263莱芜仔猪肠道菌群组成初步分析崔景香1,赵纳杰1,孙小桉1,张寒松1,郑乾坤2(1.潍坊科技学院,山东寿光 262700;2.得利斯集团有限公司,山东诸城 262200)摘要:猪的肠道菌群组成与种类及健康状态密切相关,研究健康、品种优良的猪的肠道菌群组成对于养猪业的发展具有积极意义。
本研究采用16S rRNA 高通量测序方法对10日龄莱芜哺乳仔猪腹泻仔猪的粪便进行测序分析。
结果显示,健康仔猪共有优势菌门为厚壁菌门(Firmicutes )、变形菌门(Proteobacteria )和拟杆菌门(Bacteroidetes ),共有优势菌属为乳杆菌属(Lactobacillus );腹泻仔猪共有优势菌门为厚壁菌门(Firmicutes )、拟杆菌门(Bacteroidetes ),共有优势菌属为乳杆菌属(Lactobacillus )。
此外,两组比较,Lactobacillus 、Escherichia-Shigella 、Prevotella _9、Fusobacterium 、Prevotellaceae 属在腹泻仔猪组丰度水平高,而Acinetobacter 、Jeotgalibaca 、Treponema _2、Psychrobacter 属在健康仔猪组丰度水平高。
本研究结果为莱芜猪肠道菌群多样性研究提供基础数据,并为后期调节肠道菌群、促进猪的健康成长提供参考依据。
关键词:莱芜猪;腹泻仔猪肠道菌群;16S 高通量测序中图分类号:S828.5 文献标志码:B 文章编号:1003-8655(2023)10-0001-03莱芜猪是山东省特有的地方猪种,具有高繁殖力、肉质好、耐粗饲和抗病力强等特性。
其中高抗病力特点更是备受关注。
该仔猪肠道微生物菌群相对稳定,断奶应激反应相对较小,对常见致病细菌和病毒所引起的腹泻具有很强的抗病性。
尽管如此,莱芜仔猪轻度腹泻常有发生,这估计和其肠道菌群异常有关,并直接影响到后期猪的生长速度和主要经济性状。
肠道微生物区系对断奶仔猪肠道黏膜免疫功能的调节作用研究进展

肠道微生物区系对断奶仔猪肠道黏膜免疫功能的调节作用研究进展陈逸;董丽;喻礼怀【摘要】断奶仔猪肠道中定植了大量微生物,这些微生物及其代谢产物可参与断奶仔猪的肠道黏膜免疫过程.肠道微生物对断奶仔猪肠道黏膜免疫的调节机制主要是通过TLRs和NLRs通路分子分别发生作用.本文对肠道黏膜免疫的特点及断奶仔猪肠道微生物区系的组成进行了综述,并深入探讨了肠道微生物对断奶仔猪肠道黏膜免疫功能的调节作用,以及肠道微生物对肠道黏膜免疫系统调控的潜在机制,旨在为进一步利用断奶仔猪肠道黏膜免疫维持机体健康的相关研究提供参考.【期刊名称】《中国饲料》【年(卷),期】2019(000)013【总页数】4页(P9-12)【关键词】肠道微生物;猪;肠道;黏膜免疫【作者】陈逸;董丽;喻礼怀【作者单位】扬州大学动物科学与技术学院,江苏扬州 225009;扬州大学动物科学与技术学院,江苏扬州 225009;扬州大学动物科学与技术学院,江苏扬州 225009【正文语种】中文【中图分类】S811.2肠道黏膜是仔猪体内最大的黏膜免疫器官,而仔猪肠道微生物区系和肠道黏膜免疫的相互作用机制非常复杂。
断奶仔猪肠道中一些微生物的数量在发生变化,例如肠道食糜中的乳酸菌数量级从1×107~9cfu/g 下降至8.5×106~7cfu/g 左右,并且此前处于肠道中优势地位的厌氧菌群也出现不同程度的减少,同时,由饲料携带的外源菌开始入侵,使仔猪肠道内的大肠杆菌、沙门菌等致病菌数量增加;仔猪断奶后1~3周内,仔猪肠道开始适应饲料,微生物区系开始重新排列,并逐渐形成新的平衡(姜春阳等,2016;李德发,2003)。
肠道微生物刺激了肠道黏膜免疫的正常发育,实现了对断奶仔猪肠道黏膜免疫的调节作用(王文娟,2005)。
1 断奶仔猪肠道黏膜免疫的特点1.1 肠道黏膜免疫肠道黏膜免疫是动物体最重要的自身免疫行为之一,主要由肠相关淋巴组织(GALT)构成,GALT主要由诱导位点和效应位点产生效用,而正常肠道之所以能够将大量的细菌及有害物质有效地局限于肠道中,就是因为肠道黏膜免疫系统通过诱导位点和效应位点的细胞共同发挥生理效应,从而实现有效的、多层次的免疫防护功能。
运用454焦磷酸测序技术对断奶前后仔猪肠道菌群的分析

摘 要 :本研 究 旨在运 用 4 5 4焦磷 酸 测 序 技 术分 析 断 奶 前 后 仔 猪 肠 道 菌 群 的 变化 。 随 机 选 取 胎 次和 出生 时 间相 近 的 、 体 重差 异 不 显著 的健 康 “ 杜 X长 ×大 ” 外 三 元新 生 仔 猪 l 2头用 于 试验 。
整个 试验 期 间 由母 猪按 常规 哺 乳 直 到 断奶 ( 2 5 日龄 ) , 母 猪 饲 粮 不合 有 抗 生 素 , 仔猪 于 1 2 日龄
有 减 少的趋 势 ( P> 0 . 0 5 ) , 而 Ne g a t i v i c u t e s 纲、 E r y s i p e l o t r i c h i a纲 和 未 知 厚 壁 菌纲 含 量 有 增加 的 趋势 ( P>0 . 0 5 ) 。从 门到属 的水 平 , 断奶前 后 仔 猪 肠道 菌群 相对 丰 度 不 同 , 有 些 菌是 断奶 前仔 猪 肠道特有的, 如 嗜胆 菌属 ( B i l o p h i l a ) 、 具核梭杆 菌属 ( F u s o b a c t e r i u m n u c l e a t u m) 、 黄 杆 菌属 ( F l a —
群 多样 性 增 加 ; 肠 道 中拟 杆 茵 门 ( B a c t e r o i d e t e s ) 含 量 变化 不 显 著 ( P>0 . 0 5 ) , 厚壁 菌 门( F i r mi —
c u t e s ) 含 量 显著 增 加 了 6 3 . 9 5 %( P< 0 . 0 5 ) , 梭 杆 菌 门( F u s o b a c t e r i a ) 和 变形 茵 门( P r o t e o b a c t e r i a )
至 死亡 , 给 养 猪 生 产 造 成 巨 大 经 济 损 失 。断 奶 应 激 对肠 道 的 影 响 最 大 , 肠 道 形 态 结 构 和 功 能 都 受
27149434_仔猪肠道微生物群的发育、功能和调控

仔猪肠道微生物群的发育、功能和调控徐运杰 1,2,3,刘加娥 2,苏双良 1,刘曰清 1(1.山东和美集团有限公司,山东 惠民 251700;2.德州和美饲料有限公司,山东 德州 253500;3.唐人神集团股份有限公司,湖南 株洲 412000)微生物体系是一个特殊的生态系统,微生物种群包括腐生微生物、共生微生物和致病微生物。
一般来说,包括猪在内的动物胃肠道主要由共生菌和过渡菌(包括病原体)相互作用组成。
分娩时,新生儿接触一系列微生物,这种初始暴露形成了肠道微生物群的基础。
宿主机体的各个部位如体表、消化道、鼻腔和泌尿生殖道都是微生物群的生态位点,它们有自己独有的微生物特征,在宿主新陈代谢、维持胃肠道健康稳定、免疫调节和神经系统发育中起着非常重要的作用。
因此,后代的健康在很大程度上取决于其接触的微生物。
对人的研究表明,生命的第一年是微生物获得和发展的最关键时期,在这段时间,微生物群的破坏会造成炎症性肠道疾病、坏死性结肠炎、湿疹、肥胖、自身免疫性疾病、哮喘和自闭症等胃肠道或全身性疾病。
这些发现说明了肠道微生物群的力量,并引发了人们通过最佳初始定植培育健康微生物群可以改善健康和限制疾病的想法。
寻找改善农场动物健康的新方法值得养猪行业的特别关注,因为仔猪断奶前后的死亡率是行业面临的一个主要问题,行业平均水平约为15%。
借鉴对人类早期微生物定植与胃肠道健康之间关系的理作者简介:徐运杰(1980-),男,湖南邵阳人,硕士研究生,主攻动物营养与饲料科学,在大型饲料企业从事饲料配方和质量管理工作10余年。
联系电话:180****6768,E-mail :********************解,有理由认为培育健康的肠道微生物群有助于仔猪的存活和健康。
1 微生物群的获得1.1 产前微生物的获得长期以来,人们认为动物的胃肠道在分娩前是无菌的,当胎儿从子宫羊膜囊内的无菌环境通过产道过渡到微生物密集的外界环境时,微生物群的发育就开始了。
仔猪生物饲料消化率及肠道主要菌群数量测定研究

黑龙江八一农垦大学研究生课程论文研究生课程论文论文题目: 仔猪生物饲料消化率及肠道主要菌群数量测定课程名称: 动物营养研究方法 任课教师: 张 爱 忠 研究生姓名: 王 建 勇 学 号: xs1233069 专业(领域): 动物营养与饲料科学 研究生类别: 学术型研究生注:请任课教师用红色笔批阅论文。
仔猪生物饲料消化率及肠道主要菌群数量测定研究王建勇摘要:为了探讨微生物制剂在早期断奶仔猪日粮中的应用效果,为大量开发绿色饲料,减少和废除抗生素作为常规添加剂,实现安全标准化生产,采用“3×3”拉丁方设计,在基础日粮一致的条件下,对照抗生素和微生物制剂对仔猪日粮营养成分的消化率、改善仔猪肠道的微生物菌群和提高生长速度,预防拉稀等的影响。
结果显示3种日粮中蛋白质的表观消化率、净利用率和生物学价值,粗脂肪表观消化率以及粗纤维差异不显著(P>0.05);钙消化率1方、2方和基础方间形成极显著差异(P<0.01),1方和2方间差异不显著;总磷消化率1方与2方、基础方间形成显著差异(P<0.05),2方和基础方间差异不显著(P>0.05);灰分消化率2方与基础方间差异显著(P<0.05),1方与2方、基础方间差异不显著(P>0.05);回肠和盲肠内容物中的芽孢杆菌、酵母菌、大肠杆菌和乳酸菌数量2方中的4种菌数量与1方和基础方差异极显著(P<0.01,1方与基础料方间也形成极显著差异(P<0.01)。
关键词:生物制剂;饲料消化率;菌群数量前言生产中,为了预防早期断奶仔猪的腹泻和减少因环境变化造成的应激,缩短非适应期,日粮中常采用添加各种抗生素的办法,用量和种类越来越大越来越多,致使仔猪的抗药性也不断增强,遇有疾病时,对药物的敏感性降低,疗效不佳[1]。
长期使用抗生素对环境的污染相当严重。
利用活菌制剂、酶制剂等活性物质作为仔猪防病促生长添加剂取代普遍使用的量大、种类多的抗生素,是近几年来猪营养和饲料研究的新型生物产品[2]。
断奶仔猪肠道菌群结构特征及其调控研究进展

动物营养学报2020,32(11):4998⁃5005ChineseJournalofAnimalNutrition㊀doi:10.3969/j.issn.1006⁃267x.2020.11.003断奶仔猪肠道菌群结构特征及其调控研究进展王文文1,2㊀王㊀园1,2∗㊀安晓萍1,2㊀齐景伟1,2(1.内蒙古农业大学动物科学学院,呼和浩特010018;2.内蒙古自治区草食家畜饲料工程技术研究中心,呼和浩特010018)摘㊀要:仔猪断奶腹泻是由断奶应激引起的一系列复杂生理变化所致,是导致仔猪死亡的主要原因㊂大量研究显示,肠道菌群结构紊乱普遍发生于腹泻仔猪中,通过调节肠道菌群结构可以缓解仔猪断奶腹泻㊂因此,本文就断奶前后仔猪肠道菌群结构变化㊁断奶腹泻仔猪肠道菌群结构特征及其调控措施进行了综述,以期为缓解和阻止仔猪断奶腹泻提供理论参考㊂关键词:断奶仔猪;腹泻;肠道菌群;高通量测序技术中图分类号:S828㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:1006⁃267X(2020)11⁃4998⁃08收稿日期:2020-03-31基金项目:国家自然科学基金项目(31601969);内蒙古自治区研究生科研创新项目(S2018111985Z);内蒙古农业大学 双一流 学科创新人才培养计划项目(NDSC2018⁃04);内蒙古自治区科技重大专项(ZD20190039)作者简介:王文文(1993 ),女,内蒙古呼和浩特人,博士研究生,从事生物饲料的研发与应用研究㊂E⁃mail:wangwenwen2017@emails.imau.edu.cn∗通信作者:王㊀园,讲师,E⁃mail:wangyuan.926@163.com㊀㊀仔猪早期断奶技术可以提高生产效率,是养猪业重要的饲养管理技术之一㊂然而早期断奶会产生应激,发生断奶应激综合征,损害仔猪健康,给猪生产造成了巨大的经济损失㊂断奶应激综合征中最为严重的是腹泻问题㊂仔猪断奶腹泻的病因呈现交叉性,断奶应激是导致仔猪腹泻的根本原因,微生物感染是继发性病因㊂近年来研究发现,不论是何种原因导致的仔猪断奶腹泻都会引起肠道菌群多样性下降和结构改变㊂稳定的肠道菌群不仅可以阻止产肠毒素大肠杆菌(enterotoxi⁃genicEscherichiacoli,ETEC)㊁艰难梭菌(Clostridi⁃umdifficile)㊁鼠伤寒沙门氏菌(Salmonellatyphi⁃murium)等致腹泻性病原菌的定植[1],还在调控动物机体健康中发挥着重要作用,如营养物质消化㊁免疫应答㊁肠道屏障㊁肠肌反射及内分泌等多种生理活动[2]㊂一旦肠道菌群结构紊乱,就会引起菌群易位㊁细胞凋亡㊁肠道通透性增加㊁炎症及肠道功能紊乱等不良反应,进而导致腹泻㊁生长性能下降甚至死亡㊂随着测序技术的普及,采用高通量测序技术研究仔猪肠道菌群已成为热点㊂目前,主要通过饲粮干预的方式调控肠道菌群结构,进而缓解仔猪断奶腹泻,也有科研人员尝试通过粪菌移植(fecalmicrobiotatransplantation,FMT)的方式调节肠道菌群结构,这对 减抗 和 禁抗 有重要意义㊂因此,本文将从断奶前后仔猪肠道菌群结构变化㊁断奶腹泻仔猪肠道菌群结构特征及其调控措施等方面加以综述㊂1 肠道菌群在调控肠道健康中的作用㊀㊀肠道菌群是肠道的重要组成部分,与营养物质代谢㊁肠道屏障功能和免疫应答等密切相关,直接影响动物健康㊂肠道菌群以不能被宿主内源酶消化的饲料残渣为底物,其中纤维类物质可被拟杆菌属(Bacteroides)㊁瘤胃球菌属(Ruminococ⁃cus)㊁柔嫩梭菌属(Faecalibacteriumprausnitzi)及罗斯氏菌属(Roseburia)等肠道菌降解产生短链脂肪酸(SCFAs),为肠上皮细胞供能[3];蛋白质可被梭菌属(Clostridium)㊁链球菌属(Streptococcus)及乳杆菌属(Lactobacillus)等肠道菌降解为小肽和氨基酸,进而被宿主利用[4]㊂此外,唾液乳杆菌11期王文文等:断奶仔猪肠道菌群结构特征及其调控研究进展(Lactobacillussalivarius)可分泌胆酸盐水解酶,调节胆汁酸代谢,进而影响脂类的利用[5]㊂除参与营养物质代谢外,肠道菌群还可通过直接和间接2种方式抑制致病菌的增殖,阻止其入侵和大量繁殖㊂肠道菌群的直接抑菌机理为:与致病菌竞争营养物质,某些肠道菌群可以分泌唾液酸酶,利用与结肠黏蛋白2共价连接的低聚糖,释放唾液酸获得能量,而沙门氏菌(Salmonella)和Clostridiumdifficile无法分泌唾液酸酶[1,6]㊂另外,肠道菌群定植可诱导白细胞介素-22(interleukin⁃22,IL⁃22)的产生,IL⁃22可增强宿主肠道黏液的糖基化修饰,从而促进考拉杆菌属(Phascolarctobacterium)的生长,而Phascolarctobacterium可与Clostridiumdiffi⁃cile竞争琥珀酸盐以抑制后者定植[7]㊂肠道菌群的间接抑菌机理为:调节肠上皮功能和激活先天免疫及适应性免疫,可以通过分泌细菌素㊁抗菌肽[8]㊁次级胆汁酸[9]及细胞接触依赖性抑制结构(Ⅵ型分泌系统)[10]等方式实现㊂格氏乳酸杆菌(Lactobacillusgasseri)LA39和弗氏乳酸杆菌(Lactobacillusfrumenti)可分泌gassericinA细菌素,通过靶向调控仔猪肠上皮功能来发挥腹泻抗性,从而阻止断奶腹泻的发生[11]㊂2㊀断奶对仔猪肠道菌群结构的影响㊀㊀新生仔猪肠道菌群的定植在出生后立即开始,此后随着肠腔环境改变㊁饲粮结构调整以及断奶应激的发生,肠道内特定菌群的定植位点发生转变,菌群结构也发生变化㊂最初的定植者是来自母体和环境中的微生物,大多是需氧或兼性厌氧细菌,如大肠杆菌(Escherichiacoli)㊁福氏志贺菌(Shigellaflexnerii)和Streptococcus㊂这些细菌消耗氧气,从而创造一个有利于厌氧菌生长的厌氧环境,如Bacteroides㊁Clostridium㊁双歧杆菌属(Bifidobacterium)和Lactobacillus,最终抑制需氧菌的定植[12-13]㊂仔猪肠道寄居的细菌主要有五大类(门水平),分别为厚壁菌门(Firmicutes)㊁拟杆菌门(Bacteroidetes)㊁变形菌门(Proteobacteria)㊁螺旋菌门(Spirochaetes)和柔膜菌门(Tenericutes),其中Firmicutes和Bacteroidetes为优势菌门㊂断奶不会影响门水平上细菌的种类,但会改变其相对丰度,主要是由Firmicutes向Bacteroidetes转变[14]㊂然而在科和属水平上,断奶前后发生了显著的变化,拟杆菌科(Bacteroidaceae)㊁韦荣球菌科(Veillonellaceae)㊁梭菌科(Clostridiaceae)㊁肠球菌科(Enterococcaceae)和Bacteroides为断奶前仔猪肠道的优势菌,而乳杆菌科(Lactobacillaceae)㊁毛螺旋菌科(Lachnospiraceae)㊁瘤胃球菌科(Rumino⁃coccaceae)㊁肠杆菌科(Enterobacteriaceae)㊁普雷沃菌科(Prevotellaceae)㊁普雷沃菌属(Prevotella)㊁Lactobacillus和Clostridium为断奶后仔猪肠道的优势菌[15-17]㊂断奶后Enterobacteriaceae(包含ETEC和Salmonellatyphimurium)的相对丰度增加,会导致腹泻和炎症[16]㊂另外,Bacteroides的相对丰度降低[14]㊂肠道菌群与仔猪是共生关系,任何时候肠道菌群种类和数量变化都有可能导致肠道菌群紊乱,影响机体正常的生理活动,发生疾病㊂Bacteroides具有促进派伊尔小结的B淋巴细胞分化产生免疫球蛋白A(IgA)+细胞的作用,产生分泌型免疫球蛋白A(sIgA)参与肠道黏膜免疫反应,抵抗致病菌的入侵[18],断奶后Bacteroides的相对丰度降低,导致sIgA含量降低,进而导致仔猪免疫力下降,这可能与断奶腹泻的发生有关㊂3㊀断奶腹泻仔猪的肠道菌群结构特征㊀㊀一般认为,仔猪肠道菌群结构紊乱容易引起腹泻,而腹泻又会加重肠道菌群结构的紊乱㊂研究发现,断奶腹泻仔猪的肠道菌群结构异常,主要表现为多样性下降,致病菌相对丰度增加,共生菌相对丰度降低㊂通过采用平板计数法对特定细菌进行测定后发现,腹泻仔猪粪便中总细菌㊁Bifidobacterium及Lactobacillus的数量降低,Esch⁃erichiacoli的数量有增加的趋势[19]㊂近年来研究发现,腹泻不会影响Firmicutes和Bacteroidetes的主导地位,但会降低Bacteroidetes的相对丰度[20],增加疣微菌门(Verrucomicrobia)和Proteobacteria的相对丰度[21]㊂Verrucomicrobia会降低黏蛋白的分泌,而黏蛋白可在肠道表面形成一层黏液层抵抗致病菌入侵[22]㊂Proteobacteria中包括Esche⁃richiacoli㊁螺杆菌属(Helicobacter)㊁弯曲菌属(Campylobacter)及Salmonella等致病菌属,其相对丰度的增加可能会加剧腹泻㊂在属水平上,克雷伯氏菌属(Klebsiella)㊁Lactobacillus和埃希氏-志贺菌属(Escherichia⁃Shigella)相对丰度升高,Bacteroides㊁Lachnoclostridium及Ruminococcus相对丰度下降,其中Escherichia⁃Shigella和Klebsiella均为致病菌㊂Bacteroides和Ruminococcus均为纤9994㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报32卷维降解菌,其相对丰度的降低会影响SCFAs的产量,而SCFAs在维持肠道屏障㊁缓解炎症㊁调节免疫及介导肠道病原菌的定植等方面具有重要作用[23],其含量的降低会影响仔猪的健康㊂在科水平上,Dou等[24]研究发现,腹泻仔猪粪便中Enter⁃obacteriaceae㊁Clostridiaceae㊁梭杆菌科(Fusobacteri⁃aceae)及棒状杆菌科(Corynebacteriaceae)相对丰度增加,而Fusobacteriaceae和Corynebacteriaceae与慢性炎症相关㊂4㊀仔猪肠道菌群的调控4.1㊀益生菌㊀㊀断奶应激常伴随着肠道内有益菌数量的减少和致病菌数量的增加㊂益生菌通过竞争排斥调节肠道菌群结构,提高肠道屏障功能,对肠腔中的有害物质和致病菌进行有效隔离,进而预防和阻止仔猪断奶腹泻㊂在猪生产中,常用的益生菌有芽孢杆菌类㊁乳酸菌类和酵母菌类等㊂胡远亮[25]利用变性梯度凝胶电泳分析发现,枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)可以增加仔猪肠道菌群多样性指数和条带,可减少Escherichiacoli相对丰度,增加Lactobacillus相对丰度㊂饲粮中添加Lactobacil⁃lusfrumenti不仅可以提高仔猪肠道中Lactobacillusfrumenti㊁LactobacillusgasseriLA39㊁青春双歧杆菌(Parabacteroidesdistasonis)和特鲁利斯酿酒酵母菌(Kazachstaniatelluris)等有益菌的相对丰度,降低脱硫脱硫弧菌(Desulfovibriodesulfuricans)和扁平云假丝酵母菌(Candidahumilis)等机会致病菌的相对丰度,还可提高紧密连接蛋白的蛋白表达水平及sIgA的mRNA表达水平[26]㊂研究发现,乳酸可通过增加紧密连接蛋白表达,维持上皮屏障,抵抗病原菌的入侵[27]㊂益生菌预保护作用可能是通过促进Lactobacillusfrumenti和Lactobacil⁃lusgasseriLA39等乳酸菌的增殖,增加乳酸的含量,上调紧密连接蛋白表达,提高肠道屏障功能实现的㊂在肠道菌群紊乱的情况下,添加益生菌可改善肠道菌群结构,进而缓解仔猪断奶腹泻㊂Pan等[28]和Che等[29]研究相继发现,在ETEC攻毒条件下,添加益生菌仍可促进Lactobacillus的增殖,并抑制Escherichiacoli的增殖,缓解断奶腹泻㊂Li等[30]研究鼠李糖乳杆菌(Lactobacillusrhamnosus)对ETEC攻毒断奶仔猪的影响,结果发现,低剂量Lactobacillusrhamnosus可以调节肠道菌群结构,缓解由ETEC攻毒引起的急性炎症反应和腹泻;但高剂量Lactobacillusrhamnosus减少了回肠食糜中Lactobacillius和Bacteroides的相对丰度,且Toll样受体2(TLR2)㊁Toll样受体9(TLR9)和肿瘤坏死因子-α(TNF⁃α)等与免疫相关基因的mRNA表达降低㊂Lactobacillius和Bacteroides相对丰度的降低,可能会减少sIgA的分泌,且肠道pH会增加,容易诱发仔猪断奶腹泻㊂因此,益生菌在使用过程中需要精确地探究其对不同动物的适宜剂量,且其分子机制仍需要进一步研究㊂4.2㊀有机酸㊀㊀断奶腹泻发生后,致病菌大量繁殖,脂多糖释放增加,仔猪肠道发生炎症㊂有机酸,如苯甲酸㊁SCFAs㊁长链脂肪酸及丁酸钠等,因其具有抑制病原菌㊁促进肠道发育㊁调节肠道菌群和缓解炎症等作用[31],常被添加在仔猪饲粮中㊂有机酸可降低肠道pH,抑制致病菌的生长㊂Chen等[32]研究发现,在断奶仔猪饲粮中添加苯甲酸可增加回肠中芽孢杆菌属(Bacillus)和Lactobacillus的数量,降低Escherichiacoli的数量,且可降低空肠pH㊂有机酸除了可以抑制致病菌的生长,还可通过调节肠道菌群结构减少炎症反应,这对缓解仔猪断奶腹泻具有重要作用㊂Li等[33]研究发现,有机酸能够降低仔猪肠道中Escherichia⁃Shigella和Verru⁃comicrobia的相对丰度,提高Prevotella的相对丰度和丙酸及丁酸等SCFAs的含量㊂研究显示,Escherichia⁃Shigella和Verrucomicrobia的相对丰度均与炎症呈正相关[34-35]㊂Prevotella是一种纤维降解菌,可分泌β-葡聚糖酶㊁甘露糖酶和木聚糖酶来降解植物源饲料中的纤维类物质[36],增加SCFAs的含量,这对提高断奶仔猪营养物质消化率和保持健康有积极影响㊂研究发现,丁酸除了可以为肠上皮细胞提供能量,促进其增殖外,还可缓解炎症,一是通过激活肠道巨噬细胞和树突状细胞上的G蛋白偶联受体109A(GPR109A),促进T细胞分化,促进抗炎因子白细胞介素-10(in⁃terleukin⁃10,IL⁃10)的表达[37];二是通过抑制组蛋白去乙酰化酶(HDACs)的活性下调炎症介质的表达[38]㊂此外,Wen等[39]报道,丁酸钠可减少结肠中Clostridium和Escherichiacoli的总存活数,并可降低血清中TNF⁃α和白细胞介素-6(interleukin⁃6,IL⁃6)的含量,且可降低核转录因子-κB(NF⁃κB)的mRNA表达量,从而缓解断奶000511期王文文等:断奶仔猪肠道菌群结构特征及其调控研究进展应激引起的腹泻和炎症反应㊂因此,有机酸可能是通过增加SCFAs产生菌的数量,进而增加SC⁃FAs的含量,降低肠道pH,抑制病原菌增殖,进而缓解仔猪断奶腹泻和炎症㊂4.3㊀植物提取物㊀㊀植物提取物因其具有多糖㊁黄酮及多酚等多种生物活性成分,具有调节肠道菌群结构㊁提高免疫力及抗氧化等作用,这对治疗致病菌感染有一定效果㊂研究发现,植物提取物-巴西辣椒油可增加仔猪肠道中Lactobacillus的数量,并减少腹泻率[40]㊂Zhao等[41]从蒲公英根中提取活性成分,研究其对断奶仔猪肠道菌群和免疫功能的影响,结果显示,互营球菌属(Syntrophococcus)的相对丰度和血清中IL⁃6的含量增加,而狭义梭菌属1(Clostridiumsensu_stricto_1)的相对丰度和白细胞介素-4(interleukin⁃4,IL⁃4)的含量降低,此结果表明蒲公英根部提取物可通过抑制致病菌和提高免疫力来预防仔猪断奶腹泻㊂此外㊂黄芪多糖㊁白术多糖及枸杞多糖均有调节肠道菌群的作用[42]㊂4.4㊀其他㊀㊀除了益生菌和有机酸可调节肠道菌群结构外,发酵豆粕㊁抗菌肽及卵黄抗体也可通过调节肠道菌群结构缓解仔猪断奶腹泻㊂Xie等[43]和Yuan等[44]等研究了发酵豆粕对断奶仔猪的影响,结果发现,发酵豆粕可减少Escherichiacoli的数量,增加Lactobacillus和Prevotella等产丁酸菌的数量,改善肠道健康状况,从而减少腹泻率㊂Mach等[45]研究发现,Prevotella的相对丰度与sIgA的含量呈正相关㊂由此推断发酵豆粕可通过增加Lactoba⁃cillus和Prevotella的数量,以增加乳酸的含量和促进sIgA的分泌,提高仔猪抗病力,缓解仔猪断奶腹泻㊂抗菌肽CWA同样可减少Escherichiacoli的数量,增加Lactobacillus的数量,增加SCFAs含量,增强肠道屏障功能,进而缓解断奶仔猪肠道炎症,是治疗仔猪断奶腹泻的有效物质[46]㊂Han等[47]在饲粮中添加卵黄抗体,可以减少ETEC攻毒断奶仔猪粪便中Escherichiacoli的数量㊁提高总SCFAs㊁乙酸和血清中免疫球蛋白M(IgM)的含量,提高免疫力,进而缓解断奶腹泻㊂卵黄抗体缓解仔猪断奶腹泻的可能机制是SCFAs促进B细胞代谢分化为浆细胞[48],进而增加免疫球蛋白的生成量,从而抵御ETEC的感染㊂在断奶仔猪饲粮中添加色氨酸,可提高抗菌肽表达,增加Prevotel⁃la㊁布劳特氏菌属(Blautia)㊁艾克曼菌属(Akker⁃mansia)及Lactobacillus等有益菌的相对丰度,降低Enterobacteriaceae的相对丰度[49]㊂Blautia中的Blautiafaecis)和Blautiastercoris能利用肠道中的碳水化合物作为发酵底物,产生乙酸和乳酸[50]㊂Akkermansia不仅与黏液层的形成有关[51],还可诱导叉头状转录因子3(Foxp3)基因调节T细胞分化[52]㊂色氨酸可能是通过调控肠道菌群结构,进而调节免疫,达到缓解仔猪断奶腹泻的目的㊂4.5㊀FMT技术㊀㊀FMT技术指将健康仔猪粪便中的功能菌群移植到患病仔猪肠道中,重建肠道菌群以达到治疗腹泻的目的㊂FMT技术可以重建仔猪肠道菌群,并降低腹泻率㊂研究发现,将母源粪菌灌喂给仔猪,可暂时改变其肠道菌群结构㊂22日龄时,仔猪粪便中的梭菌属(Faecalibacterium)和Oribacteri⁃um的相对丰度增加,而瘤胃梭菌属(Ruminiclos⁃tridium)和未分类的普雷沃氏菌科(unclassifiedPrevotellaceae)的相对丰度降低[53],后期其对菌群结构的影响基本消失,这可能是母源粪菌失活,无法定殖所致㊂另有研究发现,将从江香猪的粪便微生物移植到腹泻仔猪肠道中,其肠道菌群结构发生转变,Lactobacillus㊁Bacteroides及Ruminococ⁃cus的相对丰度增加,Faecalibacterium及Prevotel⁃la的相对丰度降低,显著降低了腹泻率[11]㊂FMT技术在畜禽生产中的应用还不成熟,如粪菌保存和移植方式,需要深入研究㊂㊀㊀综上所述,目前调控仔猪肠道菌群的方式有饲粮干预和FMT技术㊂益生菌㊁有机酸㊁植物提取物及发酵豆粕等可通过调节肠道菌群结构,提高肠道屏障功能,激活免疫及抑制炎症反应等方式缓解仔猪断奶腹泻(表1),它们均有减少抗生素在饲料中使用的可能㊂5㊀小结与展望㊀㊀仔猪健康与肠道菌群密切相关,断奶腹泻仔猪普遍存在着肠道菌群紊乱的现象㊂随着高通量测序技术的普及,研究人员对肠道菌群有了更多的认识,关于断奶腹泻仔猪肠道菌群的结构和功能的研究也不断增多㊂目前已知仔猪断奶腹泻发生的部分原因是仔猪肠道菌群紊乱,通过调控肠道菌群对防治断奶腹泻有积极作用㊂但也有许多未解之谜:某些菌种的功能是什么?是否具有种1005㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报32卷属差异性?如何影响宿主?通过调节肠道菌群结构缓解仔猪断奶腹泻的具体机制是什么?因此,需要深入研究这些问题,明确肠道菌群及其代谢产物调控仔猪生理的具体分子机制,这将为防治仔猪断奶腹泻提供新的策略㊂此外,测序数据量庞大,需要更为科学的处理和统计方法,这将有助于仔猪肠道菌群的研究㊂表1 饲粮干预手段对断奶仔猪肠道菌群的调控作用Table1㊀Modulationofdietaryinterventionongutmicrobiotaofweanedpiglets饲粮干预手段Dietaryintervention动物模型Animalmodel菌群变化Microbiotachange作用效果Actioneffects参考文献References枯草芽孢杆菌Bacillussubtilis非攻毒Lactobacillus相对丰度增加;Escherichiacoli相对丰度减少降低腹泻率胡远亮[25]弗氏乳酸杆菌Lactobacillusfrumenti非攻毒Lactobacillusfrumenti㊁LactobacillusgasseriLA39㊁Parabacteroidesdistasonis和Kazachstaniatelluris相对丰度增加;Desulfovibriodesulfuricans和Candidahumilis相对丰度减少降低腹泻率,提高肠道屏障功能和免疫力Jun等[26]鼠李糖乳杆菌Lactobacillusrhamnosus攻毒Lactobacillus和Bifidobacterium相对丰度增加;Escherichiacoli相对丰度减少降低腹泻率,缓解炎症Li等[30]苯甲酸Benzoicacid非攻毒Bacillus和Lactobacillus数量增加,Escherichiacoli数量减少降低腹泻率Chen等[32]短链脂肪酸和中链脂肪酸混合物SCFAsandMCFAsmix非攻毒Prevotella相对丰度增加;Escherichia⁃Shigella和Verrucomicrobia相对丰度减少降低腹泻率,提高生长性能,缓解炎症Li等[33]丁酸钠Sodiumbutyrate非攻毒Clostridium和Escherichiacoli总存活数减少腹泻率降低,生长性能提高,缓解炎症Zou等[39]巴西辣椒精油SchinusterebinthifoliusRaddiessentialoil非攻毒Lactobacillus数量增加降低腹泻率Cairo等[40]蒲公英根部提取物Dandelionrootextract非攻毒Syntrophococcus相对丰度增加;Clostridiumsensu_stricto_1相对丰度减少降低腹泻率,提高免疫力Zhao等[41]发酵豆粕Fermentedsoybeanmeal非攻毒Firmicutes㊁Lactobacillus和Prevotella数量增加;Bacteroidetes㊁Proteobacteria和Escherichiacoli数量减少降低腹泻率,提高生长性能Xie等[43];Yuan等[44]抗菌肽Antimicrobialpeptide非攻毒Lactobacillus数量增加;Escherichiacoli数量减少降低腹泻率,提高肠道屏障功能,缓解炎症Yi等[46]卵黄抗体Yolkantibody攻毒Escherichiacoli数量减少降低腹泻率,提高免疫力Han等[47]色氨酸Tryptophan非攻毒Bacteroidetes㊁Prevotella㊁Blautia㊁Akkermansia及Lactobacillus相对丰度增加;Firmicutes和Enterobacteriaceae相对丰度减少降低腹泻率,提高免疫力李金龙[49]参考文献:[1]㊀VOGTSL,FINLAYBB.Gutmicrobiota⁃mediatedprotectionagainstdiarrhealinfections[J].JournalofTravelMedicine,2017,24(Suppl.1):S39-S43.[2]㊀GILBERTJA,BLASERMJ,CAPORASOJG,etal.Currentunderstandingofthehumanmicrobiome[J].NatureMedicine,2018,24(4):392-400.[3]㊀LOPETUSOLR,SCALDAFERRIF,PETITOV,etal.Commensalclostridia:leadingplayersinthemainte⁃nanceofguthomeostasis[J].GutPathogens,2013,5:23.[4]㊀ADIBISA.Theoligopeptidetransporter(Pept⁃1)inhumanintestine:biologyandfunction[J].Gastroen⁃200511期王文文等:断奶仔猪肠道菌群结构特征及其调控研究进展terology,1997,113(1):332-340..[5]㊀WANGZ,ZENGXM,MOYM,etal.IdentificationandcharacterizationofabilesalthydrolasefromLac⁃tobacillussalivariusfordevelopmentofnovelalterna⁃tivestoantibioticgrowthpromoters[J].AppliedandEnvironmentalMicrobiology,2012,78(24):8795-8802.[6]㊀NGKM,FERREYRAJA,HIGGINBOTTOMSK,etal.Microbiota⁃liberatedhostsugarsfacilitatepost⁃antibioticexpansionofentericpathogens[J].Nature,2013,502(7469):96-99.[7]㊀NAGAO⁃KITAMOTOH,LESLIEJL,KITAMOTOS,etal.Interleukin⁃22⁃mediatedhostglycosylationpre⁃ventsClostridioidesdifficileinfectionbymodulatingthemetabolicactivityofthegutmicrobiota[J].NatureMedicine,2020,26(4):608-617.[8]㊀KOMMINENIS,BRETLDJ,LAMV,etal.Bacterio⁃cinproductionaugmentsnichecompetitionbyentero⁃cocciinthemammaliangastrointestinaltract[J].Na⁃ture,2015,526(7575):719-722.[9]㊀BUFFIECG,BUCCIV,STEINRR,etal.PrecisionmicrobiomereconstitutionrestoresbileacidmediatedresistancetoClostridiumdifficile[J].Nature,2015,517(7533):205-208.[10]㊀RUSSELLAB,WEXLERAG,HARDINGBN,etal.AtypeⅥsecretion⁃relatedpathwayinBacte⁃roidetesmediatesinterbacterialantagonism[J].CellHost&Microbe,2014,16(2):227-236.[11]㊀胡军.利用贵州从江香猪资源发掘早期断奶仔猪腹泻抗性相关肠道微生物及其作用机制研究[D].博士学位论文.武汉:华中农业大学,2019.[12]㊀KONSTANTINOVSR,AWATIAA,WILLIAMSBA,etal.Post⁃nataldevelopmentoftheporcinemicro⁃biotacompositionandactivities[J].EnvironmentalMicrobiology,2006,8(7):1191-1199.[13]㊀WELLOCKIJ,FORTOMARISJG,HOUDIJKJGM,etal.Theeffectofdietaryproteinsupplyontheperformanceandriskofpost⁃weaningentericdisordersinnewlyweanedpigs[J].AnimalScienceJournal,2007,82:327-335.[14]㊀PAJARILLOEAB,CHAEJP,BALOLONGMP,etal.Assessmentoffecalbacterialdiversityamonghealthypigletsduringtheweaningtransition[J].TheJournalofGeneralandAppliedMicrobiology,2014,60(4):140-146.[15]㊀ALUTHGEND,VANSAMBEEKD,CARNEY⁃HINKLEEE,etal.Boardinvitedreview:thepigmi⁃crobiotaandthepotentialforharnessingthepowerofthemicrobiometoimprovegrowthandhealth[J].JournalofAnimalScience,2019,97(9):3741-3757.[16]㊀GUEVARRARB,LEEJH,LEESH,etal.Pigletgutmicrobialshiftsearlyinlife:causesandeffects[J].JournalofAnimalScienceandBiotechnology,2019,10:1.[17]㊀GUEVARRARB,HONGSH,CHOJH,etal.Thedynamicsofthepigletgutmicrobiomeduringthewea⁃ningtransitioninassociationwithhealthandnutrition[J].JournalofAnimalScienceandBiotechnology,2018,9:54.[18]㊀YANAGIBASHIT,HOSONOA,OYAMAA,etal.IgAproductioninthelargeintestineismodulatedbyadifferentmechanismthaninthesmallintestine:Bacte⁃roidesacidifacienspromotesIgAproductioninthelargeintestinebyinducinggerminalcenterformationandincreasingthenumberofIgA+Bcells[J].Immu⁃nobiology,2013,218(4):645-651.[19]㊀闫学艳.健康与腹泻仔猪肠道菌群差异研究及猪源乳酸杆菌的筛选[D].硕士学位论文.南昌:江西农业大学,2014.[20]㊀汪群.腹泻与健康仔猪粪便菌群的比较及致病菌的分离与耐药性研究[D].硕士学位论文.广州:华南理工大学,2019.[21]㊀TRANH,ANDERSONCL,BUNDYJW,etal.Effectsofspray⁃driedporcineplasmaonfecalmicro⁃biotainnurserypigs[J].JournalofAnimalSciences,2018,96(3):1017-1031.[22]㊀DUBOURGG,LAGIERJC,ARMOUGOMF,etal.High⁃levelcolonisationofthehumangutbyVerru⁃comicrobiafollowingbroad⁃spectrumantibiotictreat⁃ment[J].InternationalJournalofAntimicrobialA⁃gents,2013,41(2):149-155.[23]㊀NICOLASGR,CHANGPV.Decipheringthechemi⁃callexiconofhost⁃gutmicrobiotainteractions[J].TrendsinPharmacologicalSciences,2019,40(6):430-445.[24]㊀DOUS,GADONNA⁃WIDEHEMP,ROMEV,etal.Characterisationofearly⁃lifefecalmicrobiotainsus⁃ceptibleandhealthypigstopost⁃weaningdiarrhoea[J].PLoSOne,2017,12(1):e0169851.[25]㊀胡远亮.利用分子生物技术研究益生菌对断奶仔猪生长及粪便菌群的影响[D].博士学位论文.武汉:华中农业大学,2014.[26]㊀HUJ,CHENLL,ZHENGWY,etal.Lactobacillusfrumentifacilitatesintestinalepithelialbarrierfunction3005㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报32卷maintenanceinearly⁃weanedpiglets[J].FrontiersinMicrobiology,2018,9:897.[27]㊀LEEYS,KIMTY,KIMY,etal.Microbiota⁃derivedlactateacceleratesintestinalstem⁃cell⁃mediatedepithe⁃lialdevelopment[J].CellHost&Microbe,2018,24(6):833-846.[28]㊀PANL,ZHAOPF,MAXK,etal.Probioticsupple⁃mentationprotectsweanedpigsagainstenterotoxigenicEscherichiacoliK88challengeandimprovesperform⁃ancesimilartoantibiotics[J].JournalofAnimalSci⁃ence,2017,95(6):2627-2639.[29]㊀CHELQ,XUQ,WUC,etal.Effectsofdietaryliveyeastsupplementationongrowthperformance,diar⁃rhoeaseverity,intestinalpermeabilityandimmunologi⁃calparametersofweanedpigletschallengedwithente⁃rotoxigenicEscherichiacoliK88[J].BritishJournalofNutrition,2017,118(1):949-958.[30]㊀LIXQ,ZHUYH,ZHANGHF,etal.Risksassociat⁃edwithhigh⁃doseLactobacillusrhamnosusinanEscherichiacolimodelofpigletdiarrhoea:intestinalmicrobiotaandimmuneimbalances[J].PLoSOne,2012,7(7):e40666.[31]㊀LIUYL.Fattyacids,inflammationandintestinalhealthinpigs[J].JournalofAnimalScienceandBio⁃technology,2015,6:41.[32]㊀CHENJL,ZHENGP,ZHANGC,etal.Benzoicacidbeneficiallyaffectsgrowthperformanceofweanedpigswhichwasassociatedwithchangesingutbacteri⁃alpopulations,morphologyindicesandgrowthfactorgeneexpression[J].JournalofAnimalPhysiologyandAnimalNutrition,2017,101(6):1137-1146.[33]㊀LIS,ZHENGJ,DENGK,etal.Supplementationwithorganicacidsshowingdifferenteffectsongrowthper⁃formance,gutmorphology,andmicrobiotaofweanedpigsfedwithhighlyorlessdigestiblediets[J].JournalofAnimalScience,2018,96(8):3302-3318.[34]㊀NAGALINGAMNA,KAOJY,YOUNGVB.Mi⁃crobialecologyofthemurinegutassociatedwiththedevelopmentofdextransodiumsulfate⁃inducedcolitis[J].InflammatoryBowelDiseases,2011,17(4):917-926.[35]㊀BROWER⁃SINNINGR,ZHONGDN,GOODM,etal.Mucosa⁃associatedbacterialdiversityinnecrotizingenterocolitis[J].PLoSOne,2014,9(9):e105046.[36]㊀LAMENDELLAR,DOMINGOJWS,GHOSHS,etal.Comparativefecalmetagenomicsunveilsuniquefunctionalcapacityoftheswinegut[J].BMCMicro⁃biology,2011,11:103.[37]㊀SINGHN,GURAVA,SIVAPRAKASAMS,etal.ActivationofGPR109A,receptorforniacinandthecommensalmetabolitebutyrate,suppressescolonicin⁃flammationandcarcinogenesis[J].Immunity,2014,40(1):128-139.[38]㊀CHANGPV,HAOLM,OFFERMANNSS,etal.Themicrobialmetabolitebutyrateregulatesintestinalmacrophagefunctionviahistonedeacetylaseinhibition[J].ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofAmerica,2014,111(6):2247-2252.[39]㊀ZOUXT,LUJJ,WENZS.Effectsofsodiumbuty⁃rateontheintestinalmorphologyandDNA⁃bindingactivityofintestinalnuclearfactor⁃κBinweanlingpigs[J].JournalofAnimalandVeterinaryAdvances,2012,11(6):814-821.[40]㊀CAIROPLG,GOISFD,SBARDELLAM,etal.Effectsofdietarysupplementationofredpepper(SchinusterebinthifoliusRaddi)essentialoilonper⁃formance,smallintestinalmorphologyandmicrobialcountsofweanlingpigs[J].JournaloftheScienceofFood&Agriculture,2018,98(2):541-548.[41]㊀ZHAOJB,ZHANGG,ZHOUXJ,etal.EffectofDandelionrootextractongrowthperformance,im⁃munefunctionandbacterialcommunityinweanedpigs[J].FoodandAgriculturalImmunology,2019,30(1):95-111.[42]㊀杨玲,胡睿智,夏嗣廷,等.植物多糖的功能性研究进展及其在动物生产中的应用[J].动物营养学报,2019,31(6):2534-2543.[43]㊀XIEZJ,HULS,LIY,etal.Changesofgutmicrobi⁃otastructureandmorphologyinweanedpigletstreatedwithfreshfermentedsoybeanmeal[J].WorldJournalofMicrobiologyandBiotechnology,2017,33(12):213.[44]㊀YUANL,CHANGJ,YINQQ,etal.Fermentedsoy⁃beanmealimprovesthegrowthperformance,nutrientdigestibility,andmicrobialflorainpiglets[J].AnimalNutrition,2016,3(1):19-24.[45]㊀MACHN,BERRIM,ESTELLÉJ,etal.Early⁃lifees⁃tablishmentoftheswinegutmicrobiomeandimpactonhostphenotypes[J].EnvironmentalMicrobiologyReports,2015,7(3):554-569.[46]㊀YIHB,ZHANGL,GANZS,etal.HightherapeuticefficacyofCathelicidin⁃WAagainstpostweaningdiar⁃rheaviainhibitinginflammationandenhancingepithe⁃400511期王文文等:断奶仔猪肠道菌群结构特征及其调控研究进展lialbarrierintheintestine[J].ScientificReports,2016,6:25679.[47]㊀HANSJ,YUHT,YANGFF,etal.Effectofdietarysupplementationwithhyperimmunizedheneggyolkpowderondiarrhoeaincidenceandintestinalhealthofweanedpigs[J].FoodandAgriculturalImmunology,2019,30(1):333-348.[48]㊀KIMM,QIEYQ,PARKJ,etal.Gutmicrobialme⁃tabolitesfuelhostantibodyresponses[J].CellHost&Microbe,2016,20(2):202-214.[49]㊀李金龙.日粮色氨酸促进抗菌肽表达对肠道微生物区系的调控和ETEC的预防作用[D].硕士学位论文.重庆:西南大学,2018.[50]㊀PARKSK,KIMMS,BAEJW.Blautiafaecissp.nov.isolatedfromhumanfaeces[J].InternationalJour⁃nalofSystematicandEvolutionaryMicrobiology,2013,63(2):599-603.[51]㊀ZENGB,HANSS,WANGP,etal.Thebacterialcommunitiesassociatedwithfecaltypesandbodyweightofrexrabbits[J].ScientificReports,2015,5:9342.[52]㊀HAGLANDHR,SØREIDEK.Cellularmetabolismincolorectalcarcinogenesis:influenceoflifestyle,gutmi⁃crobiomeandmetabolicpathways[J].CancerLetters,2015,356(2):273-280.[53]㊀陈雪,任二都,苏勇.早期灌喂母源粪菌对新生仔猪肠道菌群发育的影响[J].微生物学报,2018,58(7):1224-1232.∗Correspondingauthor,lecturer,E⁃mail:wangyuan.926@163.com(责任编辑㊀武海龙)ResearchAdvancesonStructuralCharacteristicsandModulationofGutMicrobiotaofWeanedPigletsWANGWenwen1,2㊀WANGYuan1,2∗㊀ANXiaoping1,2㊀QIJingwei1,2(1.CollegeofAnimalScience,InnerMongoliaAgriculturalUniversity,Hohhot010018,China;2.InnerMongoliaHerbivorousLivestockFeedEngineeringandTechnologyResearchCenter,Hohhot010018,China)Abstract:Post⁃weaningdiarrheaiscausedbyaseriesofcomplexphysiologicalchangescausedbyweaningstress,whichisamajorcauseofmortality.Alargenumberofstudieshaveshownthatthereisagutmicrobialdisorderindiarrheapiglets,andpost⁃weaningdiarrheacanbealleviatedthoughmodulatinggutmicrobiotacom⁃position.Therefore,thisreviewfocusedonchangesofgutmicrobiotastructureinthepre⁃weaningandpost⁃weaningperiod,thestructuralcharacteristicsofgutmicrobiotainthepost⁃weaningdiarrheaofpigletandregu⁃lationofgutmicrobiota,inordertoprovidetheoreticalreferenceforalleviatingandpreventingpost⁃weaningdi⁃arrhea.[ChineseJournalofAnimalNutrition,2020,32(11):4998⁃5005]Keywords:weanedpiglets;diarrhea;gutmicrobiota;high⁃throughputsequencingtechnology5005。
断奶早期仔猪肠道菌群的研究及其对健康的影响

断奶早期仔猪肠道菌群的研究及其对健康的影响随着社会的不断发展,人们对于健康的关注度越来越高。
随着生物技术的不断进步,越来越多的科学家们开始研究人体内的微生物群落,而肠道菌群成为了人们关注的重点之一。
同时,动物内部肠道菌群的研究也引起了人们的关注。
在这篇文章中,我将会重点介绍断奶早期仔猪肠道菌群的研究及其对健康的影响。
一、仔猪肠道菌群的研究历程肠道菌群对于人和动物的健康影响极其重要,而在仔猪出生后的断奶阶段,其肠道菌群的发育和调节对其健康具有非常重要的影响。
在最近几十年的时间里,关于仔猪肠道菌群的研究不断深入,许多研究者们进行了大量的实验,并结合分子生物学技术和生物信息学进行了深入细致的分析。
研究表明,仔猪生命的前两周内,其肠道菌群会经历一个快速的演变过程,从无菌状态到菌群稳定。
这个过程是复杂而受到许多因素的影响,例如喂养方式、饲料成分和环境条件等等。
其中,喂养方式对于肠道菌群的发育有着非常重要的影响。
二、肠道菌群对健康的影响在无菌条件下的实验表明,肠道菌群对于仔猪的生长和免疫系统发育都有着重要的影响。
良好的肠道菌群不仅可以提高养殖效益,而且还可以帮助仔猪对抗疾病,提高健康水平。
首先,肠道菌群可以帮助仔猪吸收营养物质。
如枯草芽孢杆菌能够帮助仔猪消化纤维素,而乳酸杆菌则能够帮助其在消化道内吸收葡萄糖、乳糖等营养成分。
其次,良好的肠道菌群可以提高仔猪的免疫力。
免疫调节相关菌群的存在可以帮助仔猪抗击一些病原菌的感染。
例如,某些乳酸菌和嗜酸乳杆菌能够产生乳酸、醋酸、过氧化氢和乙酸等有机酸物质,促进肠道环境的酸化,从而抑制一些潜在的病原菌。
三、调节方法不同的调节方式对于肠道菌群的影响是不同的,取决于具体的菌群和饲养环境,请注意勿盲信广告。
在实践中,一些养殖大户为提高仔猪的生长速度和增加出栏重量,往往会膳食添加不必要的抗生素和生长促进剂,导致仔猪肠道菌群失调。
因此,要想提高仔猪养殖效益和健康水平,需要采用一些科学合理的方法进行调节。
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8
第二代测序技术-罗氏454焦磷酸测序技术 454测序法的步骤 (1)样品输出并片段化: GS系统支持各基因组DNA、PCR产物和细菌人工染 色体(BACs) 及cDNA、小分子RNA 的测序。先将基因组DNA 和BACs等通过物 理方法打断为300-800 bp 的片段,而对于短的小分子RNA 和PCR 用在DNA片段的 5′端加上磷酸基团,3′端变成平端,然后和两个44 bp 的衔接子( adaptor)A、B进行 平端连接。将样品5′端和3′端分别连接A和B衔接子。具展(分子生态学研究方法)
DNA 指纹图谱技术依据分子大小、核酸序列等特征的不同,将代 表微生物群落中各物种的 DNA 分子标记物在凝胶上进行电泳分离,使 代表不同物种的分子标记迁移到胶上的不同位置,最终得到的电泳图 谱用于显示群落的组成结构。DNA 指纹图谱的最大优点是方便、快速、 直观,常用于检测微生物群落结构的动态变化或比较不同群落之间的 结构差异。最常用的 DNA 指纹图谱技术包括变性梯度凝胶电泳 (Denatured gradient gel electrophoresis,DGGE)[10,11,12]和末端片段长 度多态性(Terminalrestriction fragment length polymorphism, T-RFLP) 等。 不同于指纹图谱技术,DNA 测序技术的目的在于通过直接获取序 列核酸信息的方法,对群落中各物种的进化地位作出判断。基于单克 隆质粒、转化细胞构建和桑格(Sanger)双脱法。
仔猪肠道微生物菌群的研究
1
目录
仔猪的肠道微生态
仔猪肠道菌群的形成
肠道菌群的研究方法进展
第二代测序技术-罗氏454焦磷酸测序技术
实验进展及后续实验计划
2
仔猪的肠道微生态
仔猪肠道微生物区系随宿主日龄增加逐渐变得复杂多样,且形成 一个相对动态平衡、稳定的微生态系统,对宿主的生长和健康起着重 要作用。但报道认为,自然界中很多微生物不能用现有的培养方法进 行分离和鉴定或是不能培养[1,2],而且仔猪肠道中大部分微生物的生长 需要厌氧环境,因此人们对仔猪肠道及粪样微生物及其变化规律的了 解甚少。
4
肠道菌群的研究方法进展(常规分离培养技术)
在肠道微生物学研究中,科学家们通常使用一定的选择 性液体或固体培养基,对粪便或肠道粘膜、肠道内容物等样 本进行培养和富集,并对培养得到的细菌种类进行分析[7]。 根据肠道细菌的特性,对肠道菌进行培养通常需要在厌氧的 条件下进行,严格的厌氧和培养基的选择对于肠道菌的分离 和生长具有非常重要的意义。 但是,局限于纯培养的方法具有很多不足之处。首先, 体外培养体系难以模拟微生物在肠道中自然生长繁殖的条件, 因此绝大多数的肠道微生物都还不能通过纯培养的方法得到 分离;其次,仅仅依靠形态学和生理生化检测也不能对菌株 进行准确的鉴定[8]。因此,在研究肠道菌群结构和功能的研 究中,研究者们通常结合分离培养方法和分子生物学方法, 对感兴趣的细菌种类进行研究。
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肠道菌群的研究方法进展(分子生态学研究方法)
分子生态学方法通常以环境中各种微生物的基因组核酸(DNA 或 RNA)为研究对象。在以肠道菌群为对象的分子生态学研究中,研究 者们最常使用核糖体小亚基RNA 基因(细菌中的 16S rRNA 基因)的 全部或部分序列作为分子标签来代表物种,以基因序列的多样性代表 物种的多样性,从而对菌群的组成结构进行分析。细菌 16S rRNA 基因 具有广泛性、进化变异小、具备高保守区和高变区(V 区)等特点, 同时序列还具有信息量巨大且更新迅速的公开数据库,如 Ribosomal Database Project(RDP)、SILVA 、Greengenes 等等,研究者们可以方 便地将自己研究中的 16S rRNA基因序列与数据库进行比对,确定细菌 的分类地位[9]。 常用的分子生态学分析方法分为两大类:基于 DNA 指纹图谱的分 析方法和基于DNA 测序技术的分析方法。除此之外,可用于实时定量 的荧光定量 PCR(Real time quantitative PCR)和荧光原位杂交技术 (Fluorescence in situ hybridization, FISH)也是常用的分析测序技术
焦磷酸测序法的原理 将PCR扩增的单链与引物杂交,并与DNA聚合酶、ATP硫酸化酶、荧光素酶、三磷酸 腺苷双磷酸酶、底物荧光素酶和5′磷酸硫腺苷共同孵育,然后脱氧核糖核苷三磷酸即按照 碱基配对的原则依次连接到引物上。在每一轮测序反应中,只加入一种dNTP,若该dNTP与 待测模板配对, DNA 聚合酶可以将其掺入到合成链中并释放出等摩尔数的焦磷酸基团 ( PPi) 。ATP硫酸化酶在APS存在的情况下催化焦磷酸形成ATP,ATP驱动荧光素酶介导的 荧光素向氧化荧光素( oxyluciferin)的转化,氧化荧光素发出与ATP量成正比的可见光信号。 ATP和未掺入的dNTP由三磷酸腺苷双磷酸酶降解,淬灭光信号,并再生反应体系,然后加入 下一种dNTP,如此循环[13]。
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仔猪肠道菌群的形成
新生动物肠道菌群形成可以划分为以下几个阶段 [3,4,5,6]。 第一阶段:新生动物出生两周以内,肠道内的细菌定 植方式基本相同。结肠内首先出现杆菌和肠链球菌,随之 很快出现双歧杆菌并成为优势菌,这个时期肠道菌群的特 点是不稳定,容易发生变化。 第二阶段:出生后两周到断奶以前,动物在母乳喂养 下,肠道内细菌主要以厌氧菌为主,主要为双歧杆菌,肠 杆菌和链球菌数量较少。这个阶段的特点是肠道菌群容易 受食物的影响,食物的微小改变就可以引起肠道菌群发生 较大的变化。 第三阶段:断奶以后,基本类似与成年动物肠道菌群。