中药饲料添加剂调控仔猪肠道微生态平衡研究进展

2-△△ CT
20 15 10 5 0
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哺乳仔猪日龄
哺乳仔猪日龄
1～7日龄仔猪胃肠道内乳酸菌、链球菌和肠杆菌占细菌总数的比例较高， 出生1周后乳酸杆菌丰度降低，双歧杆菌等厌氧菌开始成为肠道优势菌，14 天后空肠和回肠链球菌丰度增加。
断奶对仔猪胃肠道菌群发育规律的影响
甚至达到上百种，按照“构效关系”理论（即一种成分可
产生一种作用）来说，中药具有“多能性” 。
中药饲料添加剂的分类
鉴于中药饲料添加剂的特殊性，目前尚无统一的分类标
准。一般按照药材来源、原料类型、产品作用、组方和剂型 进行分类。 按药材来源：分为植物类（山楂、黄芪等）、动物类（鸡内 金、地龙等）、矿物类（麦饭石等）和化合物类。
Uncultured bacterium (EU461626)
断奶仔猪
和56个OTUs。
哺乳和断奶仔猪回肠微生物发育树
断奶对仔猪胃肠道菌群发育规律的影响
发现断奶应激使仔猪肠道链球菌属增加23%，乳酸杆菌属
降低36%，肠道菌群失调是引起腹泻的主要原因。
100 80 60 40 20 0
88%
哺乳仔猪 断奶仔猪
1000 999
110w28(98%, 1clone) Uncultured Lactobacillus sp.(FJ440068) 982 Lactobacillus mucosae (AF126738) 79w28(99%, 1clone) Pediococcus acidilactici (AJ305322) 417 Lactobacillus acidipiscis (AB326356) 931 Lactobacillus salivarius (DQ444477) 1000 109w28(95-99%, 2clones) 236 1w28(98%, 1clone) 1000 11w28(99%, 1clone) 15w28(98-99%, 4clones) 401 571 14w28(98-99%, 2clones) 279 22w28(98%, 1clone) 546 111w28(99%, 1clone) 1000 412 429 19w28(99%, 1clone) 134w28(97-98%, 23clones) 841 157w28(99%, 1clone) 169w28(97-99%, 5clones) 1000 453 Weissella sp. MVP07 (FJ695507) Uncultured Enterococcus sp.(AY080981) 917 Enterococcus gallinarum (EF025908) 1000 Enterococcus faecium (AB246407) 158w28(96-98%, 9clones) 729 1000 Streptococcus suis (AF009481) 765 776 Streptococcus hyointestinalis (EU728763) 961 Streptococcus alactolyticus (EU728776) 1000 1000 122w28(98-99%, 12clones) Streptococcus sp.(Y07601) 856 Staphylococcus sp. Ap-7 16S (DQ644499) 1000 116w28(93-99%, 6clones) 7w28(97-98%, 5clones) 1000 Lachnospiraceae bacterium DJF_VP34 (EU728772) 1000 10w28(99%, 1clone) 1000 861 911 Uncultured bacterium (AM500795) 20w28(99%, 2clones) 1000 Uncultured bacterium (AM500807) 1000 Rothia-like sp. CCUG 35957 (AJ131121) 762 112w28(90-99%, 4clones) 1000 1000 Corynebacterium sp. C3 (AY725811) 12w28(98%, 1clone) 1000 1000 4w28(94%, 1clone) Clostridium perfringens (Y12669) 1000 1000 Uncultured Clostridium sp.(EU071510) 2w28(91-95%, 2clones) Clostridiaceae bacterium DJF_B063 (EU728703)
中草药功效与胃肠道菌群
利用中药成分的肠内细菌生物转化和/代谢模型体外研究 中药成分在肠内是如何被细菌转化和代谢的，更接近于 真实情况，对揭示中药作用机制具有十分重要的意义。 “十一五”国家科技支撑计划重点项目“中兽药现代化 技术研究与开发”的部分内容：依据生物体内药物代谢 转化机理，利用益生菌和发酵技术，提高中药有效部分
52% 26.3% 3.5%
乳酸杆菌属
链球菌属
断奶对仔猪回肠优势微生物的影响
中草药功效与胃肠道菌群
中医用药的特色之一就是以汤剂的形式口服用药。 汤剂在发挥药效作用前，除了在炮制、煎煮过程中会产生动 态变化外，进入机体后亦要发生一系列的动态变化。这种变 化的第一个过程就是在消化道内被消化液和肠内细菌生物转 化和/代谢。 药物在消化道内的行为包括：调节肠内微生态，引发生物活 性物质如双歧因子分泌，产生生物效应；破坏肠内微生态平 衡而促进新的平衡系统建立。 由此可见，肠内细菌对中药成分结构的生物转化和/代谢在中 药药效上起着重要的作用。
运用基于 16SrDNA 克隆文库 技术构建了3个克隆文库并测序 分 析 ，共 得到 536 条 非嵌 合的 16SrDNA 全长序列。根据 99% 的 序列相似性划分为157个进化型， 其中主要的优势菌群在系统发 育地位上基本属于乳酸杆菌属、 链球菌属、罗氏菌属、梭菌属 和葡萄球菌属。其中 21 和 28 日 龄哺乳仔猪以及21日龄断奶后1 周仔猪分别测序了 171 、 194 和 171个克隆，各自划分为40、61
哺乳仔猪
984 455 992 336 834
26w28(96-99%, 54clones) Lactobacillus amylovorus (EF120373) Lactobacillus acidophilus johnsonii (M99704) 1000 24w28(97-99%, 2clones) Lactobacillus reuteri (EU722746) 999 80w28(92-99%, 28clones)
剂，即在中兽医理论指导下，依据君臣佐使的法则遣方用
药，以发挥其群药的综合作用。 按产品作用：分为防病保健(增强免疫、抗菌驱虫、健胃 消食、养血滋阴、清热解毒、安神行气)、增加生产性能 (主要用于促生长、促生殖、提高肉、蛋、奶及经济动物
产品产量)、提高产品质量(如用姜黄素改善鸡蛋品质，用
红辣椒、万寿菊等改善肉鸡的肉品质 )和改善饲料品质(如 用大蒜素刺激动物食欲、延长饲料贮存期 )等四类。
按原料类型：分为原产物、加工提取物（刺五加提取物、黄
芪多糖等）和副产物（党参茎叶、人参渣、沙棘果渣等）。 按照剂型：分为常规散剂、复方提取物粉剂和颗粒剂、超微 粉等剂型。目前常用的中药饲料添加剂是常规散剂。
中药饲料添加剂的分类
按照组方：分为单味中药提取物、单味中药、复方中药和 中西药结合饲料添加剂。目前一般使用的是复方中药添加
胃肠道菌群的功能
胃 肠 道 菌 群 有 益 作 用 生物拮抗
免疫功能
维生素的合成与代谢
ห้องสมุดไป่ตู้
蛋白质合成与氮代谢
营养功能 多糖和粗纤维分解代谢 脂类的分解代谢
胃肠道菌群的功能
竞争营养物质 B 增加免 疫成本
A
胃肠道菌群 的有害作用
C
产生有害氨 基酸代谢物
改变肠道的 结构与功能
E
D
降低脂肪 的消化率
哺乳仔猪肠道菌群发育规律研究
中药饲料添加剂调控仔猪肠道 微生态平衡研究进展
孔祥峰，印遇龙 中国科学院亚热带农业生态研究所 畜禽健康养殖研究中心 2010.10.17
报告提纲
中药饲料添加剂介绍
肠道菌群的功能
肠道菌群发育规律
中草药功效与肠道菌群 肠道菌群的中草药饲料添加剂调控
中药饲料添加剂介绍
概念：中药饲料添加剂，顾名思义就是以中药为原料制成 的饲料添加剂。 分类：从营养角度可将饲料添加剂分为营养性和非营养性 饲料添加剂两大类。由于中药含有多种有效成分，兼有营 养和药用功能，基本具备饲料添加剂的所有作用，可作为 一类独立的饲料添加剂。 特性：中药多为复杂的有机物，其组成成分均在数十种，
的生物活性，增加其产量；利用中药与益生菌间的相互
作用，提高菌、药生物学效应，改善其生物利用度。
胃肠道菌群的中草药饲料添加剂调控
实验动物和分组：60头21日龄断奶仔猪，随机分为3组， 每组20重复。处理1添加0.1%刺五加提取物，处理2添加 0.02％粘杆菌素，处理3为基础日粮。 样品采集：分别于试验开始后第7、14和28 d从各处理随机
试验结果
回肠微生物DGGE图谱
盲肠微生物DGGE图谱
结肠微生物DGGE图谱
随日龄增加，肠道菌群结构变得复杂多样，且肠道后段菌群 多样性高于肠道前段； 每一仔猪个体都有自己独特的肠道微生物组成，日龄越小， 不同个体间菌群差异越小。
试验结果
空肠
乳酸菌 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1 7 14 21 28 双歧杆菌 链球菌 肠细菌
选取5头试猪，处死后取空肠、回肠、盲肠和结肠内容物，
提取细菌DNA。 试验方法与测定指标：体外培养菌落计数法计数大肠杆菌 和乳酸杆菌的数量，PCR-DGGE技术比较肠道菌群的结构 和多样性。
试验结果
刺五加提取物对断奶仔猪肠道内容物细菌数量的影响(LgCFU/g, n=5) 空肠 大肠杆菌 回肠 盲肠 5.335±0.176c 5.791±0.052c 5.778±0.048b 5.735±0.114b 6.168±0.104b 6.173±0.062a 5.971±0.146a 6.431±0.099a 6.105±0.098a
回肠
乳酸菌 3 2.5 双歧杆菌 链球菌 肠细菌
2-△△ CT
2-△△ CT
2 1.5 1 0.5 0 1 7 14 21 28
哺乳仔猪日龄
盲肠
45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 乳酸菌 双歧杆菌 链球菌 肠细菌
哺乳仔猪日龄
结肠
30 25 乳酸菌 双歧杆菌 链球菌 肠细菌
2-△△ CT
实验动物：1、7、14、21和28日龄的哺乳仔猪各6头。 样品采集：取空肠、回肠、盲肠和结肠内容物，提细菌DNA。 试验方法与测定指标：PCR-DGGE技术比较肠道菌群的结构和 多样性，Real-time PCR方法定量肠道优势菌群 。
细菌 乳酸杆菌 双歧杆菌 肠杆菌 链球菌 引物 Lab-0159 Univ-0515 Bif-xfp-2294-f Bif-xfp-2691-r F-ent R-ent 16S-195 16S-489 序列 5’- AAGATGCAGCTCTTGTGTTG-3’ 5’- ATCGTATTACCGCGGCTGCTGGCA-3’ 5’- ACCAAGGTCAACCTCCTCTCTG-3’ 5’- TGCCCAGATTCAGCAAAGTCC-3’ 5’- ATGGCTGTCGTCAGCTCGT-3’ 5’- CCTACTTCTTTTGCAACCCACTC-3’ 5’- CAGTATTTACCGCATGGTAGATAT-3’ 5’- GTAAGATACCGTCAAGTGAGAA-3’ 产物大小 356 bp 397 bp 300 bp 294 bp
空肠
乳酸杆菌 回肠 盲肠
7.286±0.124a
7.859±0.105a 7.661±0.077a
6.996±0.096b
7.574±0.072b 7.698±0.096a
20 18 16 14