仔猪在断奶时经常出现肠道微生物菌群失调、腹泻率升高、生长缓慢、机体免疫力降低等系列断奶应激综合征,严重降低仔猪的健康水平和养殖经济效益。因此,改善断奶仔猪的生长性能、肠道微生物菌群和免疫功能对保障仔猪健康至关重要。功能性寡糖是由2~10个单糖通过糖苷键连接形成的只能被肠道内有益菌利用的一类低度聚合糖类[1-2],具有刺激免疫、抗病毒、抗肿瘤、抗氧化、抗凝血、降血糖等诸多高效的生物活性,且具有无残留、无毒副作用、安全环保等良好稳定的理化性质,将其作为动物饲料添加剂能够调节动物肠道的微生态菌落平衡,提高养殖动物的健康水平[3-6]。不同的功能性寡糖具有各自的生物学活性[7]。复合型功能性寡糖将几种功能性寡糖按照一定比例复合,能够协同发挥不同功能性寡糖的各自生物学功能[8]。本研究探讨复合型功能性寡糖对断奶仔猪生长性能、肠道微生物菌群和免疫功能的影响,为复合型功能性寡糖的研究和应用提供参考。1材料与方法1.1试验材料异麦芽寡糖、果寡糖、甘露寡糖、半乳甘露寡糖、木寡糖、壳寡糖均购自河北吉农久远生物有限公司,等比例混合均匀,即得复合型功能性寡糖。1.2试验动物120头21日龄长大二元杂交仔猪由河北汉唐牧业有限公司提供。1.3试验试剂猪免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)、补体3(C3)、补体4(C4)ELISA检测试剂盒均购自南京建成生物工程研究所。1.4试验设计及饲养管理将120头仔猪随机分成4组,每组3个重复,每个重复10头猪。A组、B组、C组、D组分别在基础日粮中添加0、0.05%、0.10%、0.20%的复合型功能性寡糖,试验期为35 d。基础日粮组成及营养水平见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.05.008.T001表1基础日粮组成及营养水平(风干基础)原料组成含量/%营养水平合计100.00玉米62.00消化能/(MJ/kg)14.21豆粕24.40粗蛋白/%16.85小麦麸6.00钙/%0.76鱼粉4.00总磷/%0.59石粉1.00磷酸氢钙1.00食盐0.30赖氨酸0.25蛋氨酸0.05预混料1.00注:1.预混料为每千克日粮提供:VA 4 400 IU、VB12 0.03 mg、VD3 3 000 IU、VE 60 IU、VK 3 mg、叶酸0.3 mg、D-泛酸10 mg、烟酸20 mg、生物素0.5 mg、Cu 20 mg、Zn 60 mg、Fe 60 mg、Mn 30 mg、I 0.5 mg、Se 0.3 mg。2.营养水平中消化能为计算值,其余为实测值。试验期间各处理组均自由饮水与采食,每日记录各处理组试验猪的采食量、发生腹泻等基本情况。1.5测定指标及方法1.5.1生长性能每日记录各个重复的饲料消耗量,计算平均日采食量。分别称量试验猪的初重和末重,计算平均日增重、料重比。每日观察各个重复发生腹泻的猪数量,计算腹泻率。平均日采食量=饲料消耗总量/试验天数(1)平均日增重=(末重-初重)/试验天数(2)料重比=平均日采食量/平均日增重(3)腹泻率=(腹泻猪数×腹泻天数)/(试验猪数×试验天数)×100%(4)1.5.2肠道微生物菌群试验结束从每个重复中随机选取5头试验猪进行屠宰。无菌截取屠宰猪盲肠、结肠、直肠的同一部位1 g,置于含9 mL灭菌生理盐水的试管中,剧烈振荡,进行大肠杆菌(利用EMB琼脂平板37 ℃需氧培养24 h)、双歧杆菌(利用BS琼脂平板37 ℃厌氧培养48 h)、乳酸杆菌(利用LBS琼脂平板37 ℃厌氧培养48 h)的培养并采用平板菌落计数法统计细菌数量,用1 g肠道所含细菌数量的对数(lgCFU/g)表示。1.5.3免疫指标1.5.3.1血清免疫指标屠宰前,对所有试验猪逐头采集血液,分离血清样品。测定IgA、IgG、IgM、补体C3、补体C4含量。1.5.3.2免疫器官指数屠宰后的试验猪,逐头采集肝脏、脾脏、胸腺,剔除结缔组织后用滤纸擦干血液,分别称量湿重,计算肝脏、脾脏、胸腺的免疫器官指数。免疫器官指数=免疫器官重量/活体重(5)1.6数据统计与分析试验数据采用SPSS 13.0软件进行统计分析,结果以“平均值±标准差”表示,P0.05表示差异显著。2结果与分析2.1复合型功能性寡糖对仔猪生长性能的影响(见表2)由表2可知,与A组相比,B组末重、平均日增重均显著升高(P0.05),腹泻率显著降低(P0.05)。与A组相比,C组、D组末重、平均日增重、平均日采食量均显著升高(P0.05),料重比、腹泻率均显著降低(P0.05)。与B组相比,C组、D组末重、平均日增重均显著升高(P0.05),腹泻率均显著降低(P0.05)。与A组相比,C组、D组料重比显著降低(P0.05)。C组、D组各检测指标差异均不显著(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.05.008.T002表2复合型功能性寡糖对仔猪生长性能的影响项目A组B组C组D组初重/kg6.23±0.056.24±0.056.23±0.046.25±0.04末重/kg18.19±0.11c18.44±0.12b18.80±0.15a18.87±0.14a平均日增重/g341.71±5.35c348.57±5.84b359.14±5.97a360.57±5.24a平均日采食量/g465.26±7.24b469.24±7.98ab473.54±7.38a475.17±8.12a料重比1.36±0.03a1.35±0.04ab1.32±0.04b1.32±0.03b腹泻率/%8.89±1.14a4.17±0.42b1.30±0.14c1.11±0.08c注:同行数据肩标不同字母表示差异显著(P0.05),相同字母或无字母表示差异不显著(P0.05);下表同。2.2复合型功能性寡糖对仔猪肠道微生物菌群的影响(见表3)由表3可知,与A组相比,B组盲肠、结肠中大肠杆菌数均显著降低(P0.05),盲肠中双歧杆菌数显著升高(P0.05)。与A组相比,C组、D组盲肠、结肠、直肠中大肠杆菌数均显著降低(P0.05),盲肠、结肠、直肠中双歧杆菌数均显著升高(P0.05),直肠中乳酸杆菌数均显著升高(P0.05)。与B组相比,C组、D组盲肠、结肠、直肠中大肠杆菌数均显著降低(P0.05)。C组、D组各检测指标差异均不显著(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.05.008.T003表3复合型功能性寡糖对仔猪肠道微生物菌群的影响组织项目A组B组C组D组盲肠大肠杆菌7.88±0.08a7.75±0.07b7.64±0.09c7.52±0.08c双歧杆菌7.34±0.09b7.44±0.09a7.48±0.06a7.50±0.09a乳酸杆菌7.87±0.09b7.94±0.08ab7.95±0.08ab7.98±0.08a结肠大肠杆菌7.87±0.10a7.76±0.09b7.66±0.09c7.63±0.09c双歧杆菌7.32±0.10b7.40±0.10ab7.44±0.08a7.46±0.09a乳酸杆菌7.70±0.09b7.74±0.10ab7.79±0.10ab7.82±0.10a直肠大肠杆菌7.85±0.09a7.80±0.09a7.70±0.08b7.64±0.09b双歧杆菌7.31±0.10b7.39±0.10ab7.42±0.10a7.44±0.07a乳酸杆菌7.72±0.10b7.79±0.09ab7.84±0.09a7.86±0.08algCFU/g2.3复合型功能性寡糖对仔猪免疫功能的影响(见表4)由表4可知,与A组相比,B组脾脏指数、胸腺指数、IgG含量均显著升高(P0.05)。与A组相比,C组、D组脾脏指数、胸腺指数、IgA含量、IgG含量、C4含量均显著升高(P0.05)。与B组相比,C组、D组脾脏指数、IgG含量均显著升高(P0.05)。C组、D组各检测指标差异均不显著(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.05.008.T004表4复合型功能性寡糖对仔猪免疫功能的影响项目A组B组C组D组脾脏指数/(g/kg)2.02±0.09c2.17±0.10b2.31±0.09a2.34±0.14a肝脏指数/(g/kg)26.54±1.0726.87±1.0527.14±1.1127.35±1.10胸腺指数/(g/kg)1.72±0.06b1.86±0.08a1.89±0.07a1.92±0.07aIgA/(g/L)3.78±0.25b3.95±0.28ab4.12±0.24a4.20±0.31aIgG/(g/L)11.54±1.14c12.68±0.98b13.98±1.02a14.11±0.87aIgM/(g/L)1.58±0.111.61±0.141.64±0.111.67±0.12补体C3/(mg/L)35.84±2.5436.21±2.4736.74±2.5137.11±2.39补体C4/(mg/L)26.42±1.89b27.85±1.75ab28.35±1.82a28.54±1.91a3讨论3.1复合型功能性寡糖对仔猪生长性能的影响功能性寡糖以未降解的形式直接进入动物肠道内,能够提高肠道对营养物质的吸收利用率,提高动物生长性能。史宇涛等[9]研究表明,白羽肉鸡日粮中添加20 mg/kg壳寡糖能够显著提高日增重,降低料重比。齐恒孝[10]研究表明,肉鸡日粮中添加0.1 g/kg甘露寡糖、0.1 g/kg果寡糖均能够显著提高肉鸡体重、饲料转化率和体重均匀性。边佳伟等[11]研究表明,母猪产前日粮中添加100、200、300 g/t壳寡糖能够显著提高蛋白质、能量、脂肪、粗纤维、钙等营养物质消化利用率,提高活仔数、断奶成活率、仔猪转出率等妊娠母猪繁殖能力。李浩等[12]研究表明,育肥猪日粮中添加0.1%果寡糖能够显著提高粗蛋白质、粗纤维、粗灰分、有机物、干物质的表观消化率。钟晓霞等[13]研究表明,断奶仔猪日粮中添加0.1%甘露寡糖能够显著提高平均日采食量和降低料重比。在本研究中,以异麦芽寡糖、果寡糖、甘露寡糖、半乳甘露寡糖、木寡糖、壳寡糖为主要成分的复合型功能性寡糖以0.05%的剂量添加到断奶仔猪饲粮中可显著提高仔猪的末重、平均日增重和显著降低仔猪的腹泻率;以0.10%、0.20%的剂量添加到断奶仔猪饲粮中可显著提高断奶仔猪的末重、平均日增重和平均日采食量,显著降低断奶仔猪的料重比和腹泻率,与上述研究结果相似,表明功能性寡糖确实能够提高动物的生长性能。3.2复合型功能性寡糖对仔猪肠道微生物菌群的影响动物肠道内的双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌与大肠杆菌等有害菌一直保持微生态平衡。仔猪受到断奶应激后常常会导致微生态菌群结构失调,引发腹泻、生长缓慢等疫病[14]。功能性寡糖进入仔猪肠道后可作为碳源优先被双歧杆菌、乳酸菌等益生菌选择性地利用,同时竞争性地抑制大肠杆菌等病原菌黏附到肠道上皮细胞,抑制大肠杆菌的增殖,从而影响断奶仔猪肠道内微生物区系,调节断奶仔猪肠道微生物菌群平衡[14-15]。本研究表明,仔猪基础饲粮中添加0.05%、0.10%、0.20%复合型功能性寡糖均可在一定程度上降低仔猪盲肠、结肠、直肠中大肠杆菌数,提高仔猪盲肠、结肠、直肠中双歧杆数和乳酸杆菌数,改善仔猪的肠道微生物菌群结构,与上述结论一致。本研究发现,0.10%、0.20%添加剂量对断奶仔猪肠道微生物菌群结构的改善作用强于0.05%添加剂量,0.10%和0.20%添加剂量对断奶仔猪肠道微生物菌群结构的改善作用无显著性差异,表明断奶仔猪肠道内双歧杆菌、乳酸杆菌等益生菌对复合型功能性寡糖的选择利用具有一个最适利用剂量。低于这个剂量,不足以发挥功能性寡糖的生物学功能;而高于这个剂量,添加多余的复合型功能性寡糖也不能显著提高仔猪肠道内双歧杆菌、乳酸杆菌等的吸收利用率。考虑养殖成本,建议选择0.10%作为使用剂量。3.3复合型功能性寡糖对仔猪免疫功能的影响免疫器官指数直接评价动物机体免疫器官的发育程度[16]。熊阿玲等[17]研究表明,肉鸡日粮中添加0.3、0.6、0.9 g/kg甘露寡糖显著提高肉仔鸡的法氏囊指数和胸腺指数,提高肉仔鸡的天然免疫防御功能。免疫球蛋白(Ig)直接参与动物机体的体液免疫反应[18];补体(C)直接介导动物机体的免疫应答反应和炎症反应[19]。吴峰洋等[20]研究表明,獭兔饲粮中添加50、100、150、200 mg/kg魔芋甘露寡糖能够提高獭兔血清中的IgG、IgM和补体C4含量,魔芋甘露寡糖通过提高免疫球蛋白和补体含量增强獭兔的抗病能力。本研究中,添加0.05%复合型功能性寡糖可显著提高仔猪的脾脏指数、胸腺指数和IgG含量,添加0.10%、0.20%的复合型功能性寡糖可显著提高断奶仔猪的脾脏指数、胸腺指数、IgA含量、IgG含量和C4含量,复合型功能性寡糖通过提高仔猪的免疫器官指数、免疫球蛋白含量、补体含量改善仔猪的免疫功能。功能性寡糖提高仔猪免疫功能的作用机理可以从3个方面解释[21-22]:复合型功能性寡糖具有抗原特异性,能够刺激机体产生特异性的免疫应答反应,提高B淋巴细胞介导的体液免疫功能;复合型功能性寡糖调节仔猪肠道微生态菌群的平衡,增强仔猪肠道黏膜免疫功能;复合型功能性寡糖作为免疫调节剂激活仔猪免疫系统,提高机体免疫功能。4结论试验表明,在断奶仔猪基础饲粮中添加0.10%、0.20%复合型功能性寡糖可显著改善仔猪生长性能、肠道微生物菌群和免疫功能,最适添加量为0.10%。
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