在哺乳仔猪日粮中添加燕麦壳改变了其肠道和结肠微生物群的发育

Supplementing oat hulls to the diet of suckling piglets altered their intestinal tract and colonic microbiota development.

作者信息Hubèrt M J van Hees, Koen Chiers, Leo A den Hartog, Theo A T G van Kempen, Dominiek Maes, Sam Millet, Geert P J Janssens
PMID37013081
期刊Anim Nutr
发布时间2022-10-12
DOI10.1016/j.aninu.2022.10.002

实验完整度

研究包含动物实验,设置对照组和两种粒径处理,检测了形态学、组织学和微生物学指标,但缺乏分子机制验证和细胞实验。

主要模型

哺乳仔猪

重点核对

饲粮类型:比较低纤维对照组(CON)与含15%细磨(OH-f)或粗磨(OH-c)燕麦壳的日粮 动物分组:每窝内选取12头仔猪,随机分为3个处理组,每组4头 补充饲喂方式:从约12日龄至宰杀(24或25日龄),每天两次与母猪分离70分钟,自由采食粥状饲料(水:料=2:1) 样本量:每个处理14头仔猪(来自7-10窝)

摘要

本研究评估了细磨和粗磨不溶性膳食纤维源对哺乳仔猪胃肠道发育的影响。选择燕麦壳(OH)作为模型饲料,其富含纤维素、木质素和不溶性膳食纤维。配制了三种实验性补充日粮:一种细磨、低纤维且营养丰富的日粮作为对照(CON)。对于两种高纤维日粮,将CON中15%的热处理淀粉替换为OH,分别为细磨(OH-f)或粗磨(OH-c)。使用10头初产和经产母猪的窝(平均窝产仔数14.6±0.84)。在窝内,将实验日粮分配给4头仔猪的三联组。从大约12日龄起,每天两次记录仔猪个体的采食量,每次与母猪分离70分钟。其余时间仔猪可与母猪哺乳。在第24天和第25天,从总共120头仔猪中,每个处理选择7头健康且采食良好的仔猪进行尸检评估,每个处理产生14个重复。摄入OH-c和OH-f并未影响仔猪的临床健康和生产性能。与OH-f相比,OH-c的全胃重趋于增加,而CON居中(P=0.083)。补充OH显著增加了回肠绒毛高度和盲肠干物质浓度(P<0.05)。对于结肠,OH增加了其长度、内容物重量、短链脂肪酸浓度,并降低了总细菌数以及γ-变形菌的数量和比例(P<0.05)。与CON和OH-f相比,OH-c处理特异性增加了全胃肠道重量和盲肠内容物重量。此外,与OH-f相比,OH-c降低了结肠隐窝深度(P=0.018)。总之,在哺乳仔猪日粮中添加OH对胃肠道形态和结肠微生物群落产生了微妙的发展性影响。这些影响在很大程度上不受OH粒径的影响。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
补充不溶性膳食纤维(燕麦壳)及其粒径大小如何影响哺乳仔猪的胃肠道发育和结肠微生物群。
核心机制
燕麦壳通过增加结肠内容物重量和短链脂肪酸浓度,减少总细菌和γ-变形菌数量,可能通过改变肠道环境和微生物组成来促进肠道发育。
主要证据
与对照组相比,燕麦壳显著增加回肠绒毛高度、盲肠干物质浓度、结肠长度和内容物重量,降低结肠总细菌数和γ-变形菌数量;粗磨燕麦壳还增加全胃肠道重量和盲肠内容物重量。
研究意义
研究表明,在哺乳仔猪补充日粮中添加燕麦壳(不溶性纤维)是安全的,并可能对胃肠道发育和微生物群落产生有益影响,但效果微妙且与粒径关系不大。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

实验分组与饲喂

建立不同粒径燕麦壳补充日粮的处理组,以评估其对仔猪胃肠道发育的影响。

在10窝仔猪中,每窝选取12头,随机分为3组,分别饲喂对照日粮(CON)、含15%细磨燕麦壳(OH-f)或粗磨燕麦壳(OH-c)的日粮。从约12日龄起,每天两次分离70分钟,记录采食量,直至24或25日龄解剖。

2

胃肠道形态与解剖测定

评估补充燕麦壳对仔猪胃肠道大体形态(重量、长度)的影响。

对仔猪进行尸检,测定胃、盲肠、结肠的重量(空重和内容物重)、结肠长度,并计算屠宰率。

3

肠道组织形态学分析

评估补充燕麦壳对肠道微观结构(绒毛高度、隐窝深度、杯状细胞类型)的影响。

采集回肠、盲肠和结肠组织样品,经HE染色或PAS-AB双重染色,测量绒毛高度、隐窝深度、杯状细胞数量及亚型比例。

4

肠道代谢物分析

检测胃肠道内容物中的短链脂肪酸、乳酸、氨氮等代谢物浓度,评估发酵活性。

收集胃、盲肠和结肠内容物,测定pH、干物质,并用HPLC分析乳酸和短链脂肪酸(乙酸、丙酸、丁酸等),用比色法测定氨氮。

5

肠道菌群分析

评估补充燕麦壳对结肠微生物群落组成的影响,特别是潜在致病菌(γ-变形菌)和有益菌群。

采集中结肠内容物,提取DNA,通过实时荧光定量PCR(qPCR)定量总细菌、γ-变形菌、乳杆菌科、毛螺菌科和瘤胃球菌科的数量。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化
验证免疫效应
验证机制链路
评估体内效果

产品清单

实验环节名称品牌货号
AnkomTDF膳食纤维分析仪Ankom Technology--
锤式粉碎机Peppink Mills BV--
尼康Eclipse Ni显微镜Nikon--
奥林巴斯BX41显微镜Olympus--
奥林巴斯cellSens Dimension软件Olympus--
乳糖酶活性检测试剂盒Elabscience--
Pierce BCA蛋白检测试剂盒Thermo Fisher Scientific--
电感耦合等离子体质谱PerkinElmer Inc.--
MagAttract PowerMicrobiome试剂盒Qiagen--
MagNA Lyser组织破碎仪Roche--
BioRad Aminex HPX-87H色谱柱BioRad--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物与饲养
母猪品种为Hypor Libra,仔猪为杂交后代;分娩后4天内将窝标准化至15头仔猪;圈舍环境控制。
阅读提示:见2.2节
实验饲喂方案
每窝选取12头仔猪,随机分为3组,每组4头;从12日龄起每日分离2次,每次70分钟;饲料以粥状(水:料=2:1)饲喂,自由采食。
阅读提示:见2.3节
日粮处理
对照组为低纤维日粮(总纤维120g/kg,不溶性纤维102g/kg);处理组以150g/kg燕麦壳替代等量热处理的玉米淀粉,分为细磨和粗磨。
阅读提示:见2.4节及表1、表2
样品采集
在24或25日龄进行尸检;每处理选择14头健康、采食良好的仔猪;采集胃、回肠、盲肠、结肠组织及内容物。
阅读提示:见2.6节
统计分析
以个体仔猪为实验单元,一般线性模型(GLM)分析,包括协变量(如采食量);使用SAS的PROC GLM和GLIMMIX;显著性水平P<0.05,趋势0.05<P≤0.10。
阅读提示:见2.7节