小麦型饲粮添加非淀粉多糖酶对断奶仔猪生长、免疫及肠道微生物的影响研究

摘要

酶制剂是提高饲料消化利用率的一类重要功能性饲料添加剂，非淀粉多糖酶(Non-starch polysaccharide，NSP)因具有改善肠道微生物发酵、降低纤维抗营养作用的功效而受到重视，开发和筛选作用功效更强的NSP酶对提高饲料资源利用效率、节约养殖成本具有重要意义。本论文以断奶仔猪为试验动物，旨在通过饲养试验，比较两种NSP酶Rovabio Advance(RA)和Rovabio Excel(RE)在小麦型日粮中的应用效果，以及对仔猪免疫和肠道微生物的影响。试验设计三个处理:对照组、RA酶组和RE酶组，其中，对照组饲喂基础日粮，RA酶组和RE酶组分别饲喂在基础日粮中添加了RA酶或RE酶的日粮，两种酶的主成分均为β-葡聚糖酶和木聚糖酶，RE酶主要是内切酶，而RA酶兼具内切酶和外切酶活性，酶活均为1800U/kg。从同批次断奶仔猪中选择外三元(Duroc×Large White×Landrace)雄性（阉割）和雌性仔猪共240头（断奶日龄21天，体重7.27±0.09kg），每80头仔猪随机接受其中一种试验日粮，每种日粮处理设16个重复栏（公母各半），每重复栏5头仔猪。试验为期6周，分为两个阶段，断奶后前2周为试验前期，后4周为试验后期。记录猪只入试体重和每阶段结束体重，每天观察并记录猪只健康状况，每周记录采食量。在试验结束当天，从每处理每栏选择健康且接近平均体重的猪只采集粪样和血样，采用全自动生化分析仪测定血清生化指标，ELISA方法测定血清炎症因子及免疫指标，气相色谱仪测定粪便挥发性脂肪酸(VFA)，奥氏粘度计(Φ0.5～0.6mm)测定粪便相对粘度，采用16S rRNA法基于Illumina HiSeq测序平台测定粪样微生物组成。结果如下:
　　(1)添加NSP酶对生产性能的影响:日粮处理对试验前期（断奶后1-2周）的料肉比有显著(P＜0.05)影响，RE酶组的料肉比(1.16±0.05)显著(P＜0.05)低于对照组(1.21±0.05)和RA酶组(1.22±0.04)组。日粮处理对试验前期平均日增重(Average daily gain，ADG)和平均日采食量(Average daily feed intake，ADFI)均无显著(P＞0.05)影响。
　　日粮处理以及NSP酶与性别的互作对试验后期（断奶后3-6周）的ADG均有显著(P＜0.05)影响，从日粮处理而言，RA酶组ADG显著(P＜0.05)高于对照组和RE酶组，从酶与性别的互作效应而言，RA酶组母猪的ADG显著(P＜0.05)高于对照组和RE酶组。日粮处理以及NSP酶与性别的互作对试验后期的ADFI和料肉比均没有显著(P＞0.05)影响。值得注意的是，在断奶第3周（即试验后期换料的第1周），RA酶组(0.72％)的腹泻频率极显著(P＜0.01)低于对照组(4.31％)和RE酶组(4.11％)。在整个试验后期，RA酶组(1.43％)的腹泻频率也显著(P＜0.05)低于对照组(2.43％)、极显著(P＜0.01)低于RE酶组(3.12％)。
　　在试验全期（断奶后1-6周），酶与性别的互作对仔猪ADG有显著(P＜0.05)影响，具体来说，RA酶组母猪的ADG显著(P＜0.05)高于对照组和RE酶组母猪。酶与性别的互作对试验全期的ADFI和料肉比均没有显著（P＞0.05）影响。
　　(2)添加NSP酶对血清生化指标的影响:日粮处理对仔猪血清总蛋白和球蛋白均有显著(P＜0.05)影响，RA酶组血清中总蛋白含量极显著(P＜0.01)高于对照组和RE酶组，RA酶组球蛋白含量显著(P＜0.05)高于RE酶组、极显著(P＜0.01)高于对照组。同时，性别对仔猪血清葡萄糖含量有显著(P＜0.05)影响，雌性仔猪血清葡萄糖含量极显著(P＜0.01)高于雄性。日粮处理以及酶与性别的互作对血清尿素氮和白蛋白含量均无显著(P＞0.05)影响。
　　(3)添加NSP酶对血清炎症因子及免疫球蛋白含量的影响:日粮处理对仔猪血清炎症因子白介素1β（IL-1β）和肿瘤坏死因子(TNF-α)均有显著(P＜0.05)影响，RA酶组血清1L-1β的含量显著(P＜0.05)低于RE酶组，且低于对照组，但无显著差异(P＞0.05)。RA酶组血清TNF-α水平显著（P＜0.05）高于对照组、极显著(P＜0.01)高于RE酶组;日粮处理以及酶与性别的互作对血清IL-6无显著影响(P＞0.05)。同时，日粮处理对仔猪血清免疫球蛋白IgG和IgM有显著(P＜0.05)影响，具体来看，RA酶组和RE酶组血清IgG水平分别显著(P＜0.05)和极显著(P＜0.01)高于对照组，RA酶组血清IgM水平也极显著(P＜0.01)高于对照组，日粮处理对血清IgA含量无显著影响(P＞0.05)，且酶与性别互作对仔猪血清IgG、IgM和IgA水平均无显著（P＞0.05）影响。
　　(4)添加NSP酶对粪便粘度和VFA的影响:RA酶组粪便粘度较对照组和RE酶组有降低的趋势(P＜0.10)，日粮处理以及酶与性别的互作对仔猪粪便乙酸、丙酸、丁酸等VFA水平无显著影响(P＞0.05)。
　　(5)添加NSP酶对粪便微生物的影响:16S焦磷酸测序结果显示，根据Observed species指数，样品的测序量基本覆盖了样品的所有物种。通对NMDS的分析，发现，对照组和RA酶组内样品的点聚集比较密级，且组间距离增大，表明RA酶处理效应对物种信息产生了变化，改变了仔猪肠道菌群结构。在此基础上通过比较菌群结构的变化得到以下结果:
　　a)门水平上分析发现，添加RA酶显著(P＜0.05)降低Firmicutes（厚壁菌门）丰度。同时发现，RA酶组雄性Proteobacteria（变形杆菌门）的丰度极显著(P＜0.01)高于对照组雄性。
　　b)属水平上分析发现，RA酶显著（P＜0.05）升高了Ruminococcaceae（瘤胃球菌科）定义下属的丰度，一种主要参与降解NSP并产生丁酸参与炎症调节的微生物;具体来看，RA酶显著(P＜0.05)升高了Ruminococcaceae_UCG-010、Ruminococcaceae_UCG-013、Ruminococcaceae_UCG-002）的丰度。与此同时，与对照组相比，RA酶显著（P＜0.05）升高了部分Prevotella（普氏菌科）定义下属的丰度，包括Prevotellaceae_UCG-004和Prevotellaceae_NK3B31_group，这些菌属可以产生水解纤维素和木聚糖所需的酶，表明RA酶对微生物的调节作用具有选择性，因此推测RA酶专一性地提高了可以分泌NSP酶的肠道微生物，例如:Prevotella（普氏菌属）和Ruminococcaceae（瘤胃球菌科）分类下的属，体现了RA酶通过促进NSP降解菌增殖来改善仔猪生产性能的作用。
　　综上所述，在小麦型日粮中添加NSP酶RA酶或RE酶对仔猪生产性能均有一定的改善作用;RA酶在降低仔猪腹泻率方面效果更优，与其促进NSP降解菌增殖、降低促炎细胞因子表达、提高免疫球蛋白分泌有关。

目录

声明

摘要

前言

第一章 文献综述

1非淀粉多糖(NSP)

2麦类饲粮NSP分布

2．1 阿拉伯木聚糖

2．2 β-葡聚糖

3 NSP抗营养机制

3．1 粘度升高

3．2 改变肠道微生物菌群

3．3 营养屏障作用

3．4 NSP对养分消化率的髟晌

4 NSP酶制剂消除抗营养作用

5小麦型饲粮添加NSP酶制剂在断奶仔猪上的应用

第二章 研究目的与意义

2研究意义

第三章 试验研究

2．2 试验设计和日粮

2．3 饲养管理

2．4 指标采集

2．5 指标测定

3数据处理和统计分析

4试验结果

4．1 添加NSP酶对生产性能的影响

4．2 添加NSP酶对血清生化指标的影响

4．3 添加NSP酶血清炎症因子以及免疫球蛋白的影响

4．4 添加NSP酶对粪便挥发性脂肪酸的影响

4．5 添加NSP酶对粪便相对粘度的影响

4．6 微生物多样性分析

5讨论

5．1 添加NSP酶对生产性能的影响

5．2 添加NSP酶对粪便相对粘度的影响

5．3 添加NSP酶对血液生化指标的影响

5．4 添加NSP酶对仔猪血液炎症因子及免疫的影响

5．5 添加NSP酶对仔猪粪便挥发性脂肪酸的影响

5．6 添加NSP酶对仔猪粪便微生物的影响

6结论

参考文献

致谢

作者简历