不同生长性能猪肠道菌群差异分析_何贝贝

动物营养学报２０１４，２６（８）：㊀⁃㊀ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｎｉｍａｌＮｕｔｒｉｔｉｏｎ

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ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６⁃２６７ｘ．２０１４．０８．０００

不同生长性能猪肠道菌群差异分析

何贝贝㊀李天天㊀朱玉华㊀周天骄㊀戴兆来㊀张世海㊀薛欣合㊀臧建军㊀王军军∗

（中国农业大学动物科技学院，动物营养学国家重点实验室，北京１００１９３）

摘㊀要：本试验旨在用聚合酶链式反应－变性梯度凝胶电泳（ＰＣＲ⁃ＤＧＧＥ）技术分析不同生长性能生长猪的肠道菌群差异㊂试验以３６头体重为（２６．６ʃ２．６）ｋｇ的 杜ˑ长ˑ大 阉公猪为材料，进行４２ｄ单栏饲养（自由采食），每周记录采食量与体重并计算饲料转化率以及平均日增重㊂试验结束时综合考虑饲料转化率以及平均日增重将３６头猪分为３组：高㊁中㊁低生长性能组，每组选择３头进行屠宰（共９头），分别收集回肠㊁盲肠㊁结肠食糜以及粪样，通过ＰＣＲ⁃ＤＧＧＥ技术测定菌群组成㊂结果表明：与生长性能低的猪相比，生长性能高的猪回肠㊁结肠㊁盲肠和粪中细菌的ＤＧＧＥ条带数增加；盲肠中粪球菌㊁结肠和粪样中罗氏菌属细菌的丰度均升高，并且在个别生长性能高的猪盲肠中罗氏菌属细菌和乳酸菌为优势细菌㊂因此，猪的肠道微生物组成与猪的生长性能有一定关联；粪球菌㊁罗氏菌属细菌和乳酸菌在生长性能高的猪肠道中是优势菌㊂关键词：猪；饲料转化率；平均日增重；肠道微生物组成；ＰＣＲ⁃ＤＧＧＥ

中图分类号：Ｓ８２８㊀㊀㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀㊀㊀文章编号：１００６⁃２６７Ｘ（２０１４）０８⁃００００⁃００收稿日期：２０１４－０２－２１

基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金（２０１３ＱＪ０７６）；大北农青年学者研究计划（１０４１⁃２４１３００５）

作者简介：何贝贝（１９９０ ），女，甘肃静宁人，硕士研究生，研究方向为动物营养与生物化学㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：Ｂｅｉｂｅｉ＿Ｈｅ＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ∗通讯作者：王军军，研究员，博士生导师，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｊｋｙｗｊｊ＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ

㊀㊀我国养猪业经过几十年的发展有了很大的进步，集约化㊁规模化程度越来越高㊂然而，在现代化养殖条件下，即使猪群个体之间具有相同的遗传背景和养殖环境，其生长性能依然存在着比较明显的差异，这给规模化养猪生产在圈舍利用㊁疾病防治㊁饲粮配制等环节的管理造成了很大的不便，增加了饲养成本㊂因此，揭示不同生长性能的猪在营养素消化㊁吸收㊁代谢㊁沉积等方面的差异规律及其机制，对于通过亚群体或个性化营养优化，提高养猪业的经济效益具有重要意义㊂㊀㊀评价动物生长性能的主要指标有饲料转化率（ｆｅｅｄｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｒａｔｉｏ，ＦＣＲ）㊁平均日增重（ａｖｅｒａｇｅ

ｄａｉｌｙｇａｉｎ，ＡＤＧ）㊁出栏时间等，其中，动物将饲粮转化为动物产品的效率对于集约化养殖具有重要意义㊂动物及人肠道内栖居着丰富的微生物菌群，与肠道环境形成一个相对动态平衡㊁稳定的微生态系统，对宿主的生长和健康起着重要的作用［１］㊂近年来的研究表明，肠道微生物对于营养

素的吸收与利用具有重要影响，如Ｄｅｌｚｅｎｎｅ等［２］以人类和大鼠为模型研究了胃肠道菌群对肥胖症的影响，结果表明胃肠道菌群能够调节宿主的能量吸收及营养代谢；单胃动物的盲肠中，微生物可向宿主提供２５％ ３５％因细菌降解多糖而产生的营养物质［３］㊂

㊀㊀在肠道细菌与饲料转化率的关系方面，Ｓｔａｎｌｅｙ等［４］研究发现不同饲料转化率鸡盲肠中的细菌种群存在显著差异；Ｓｉｎｇｈ等［５］应用高通量测序技术鉴定出了不同饲料转化率肉仔鸡粪中丰度存在显著差异的细菌种群；并应用鸟枪测序法㊁结合ＳＥＥＤ数据库对不同饲料转化率肉鸡粪样中的差异微生物种群进行宏基因组学分析，发现多样性存在显著差异的细菌种群与动物对碳水化合物㊁氨基酸及其衍生物和蛋白质的代谢有关［６］㊂Ｈｅｒ⁃ｎａｎｄｅｚ⁃Ｓａｎａｂｒｉａ等［７］分别给肉牛饲喂高能与低能饲粮，发现了不同饲粮条件下胃肠道内的一些特定菌群与动物的饲料转化率存在相关关系㊂这些

网络出版时间：2014-07-31 08:53

网络出版地址：/kcms/doi/10.3969/j.issn.1006-267x.2014.08.000.html

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动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报２６卷

研究都提示胃肠道菌群可能对动物的生长具有重要的影响㊂但是，对于猪肠道菌群结构与生长性能关系的研究尚未见报道㊂因此，本研究拟通过对不同生长性能猪不同肠段微生物的组成进行比较分析，从而在胃肠道菌群水平上揭示可能影响猪生长性能的因素㊂

１㊀材料与方法

１．１㊀试验材料１．１．１㊀试验动物

㊀㊀

本试验在国家饲料工程技术研究中心／农业部饲料工业中心丰宁动物试验基地进行㊂选取３６头体重为（２６．６ʃ２．６）ｋｇ㊁体质健康的阉公猪（杜ˑ长ˑ大），称重记录耳号与栏号㊂试验饲粮参照ＮＹ／Ｔ６５ ２００４‘猪饲养标准“，采用玉米－豆粕型饲粮㊂单栏饲养４２ｄ，不锈钢可调式料槽，乳头式饮水器㊂粉料饲喂，自由采食和饮水，其他消毒㊁卫生等常规程序按照猪场日常管理制度进行㊂１．１．２㊀主要试剂与仪器

㊀㊀本试验ＤＮＡ提取采用的试剂盒为德国Ｑｉａ⁃ｇｅｎ公司生产的ＱＩＡＡＭＰＤＮＡＳｔｏｏｌＭｉｎｉＫｉｔ；ＰＣＲＭａｓｔｅｒＭｉｘ由Ｐｒｏｍｅｇａ公司提供；琼脂糖胶浓度为１．０％；变性梯度凝胶电泳（ＤＧＧＥ）成套试剂均购自美国Ｂｉｏ⁃Ｒａｄ公司；ＤＧＧＥ染色溶液用ｐＨ７．０ ８．５的缓冲液按照１００００ʒ１的比例稀释ＳＹＢＲＧｒｅｅｎⅠ浓缩液混匀制成㊂

㊀㊀试验用到的仪器主要有紫外凝胶成像仪（Ｕ⁃ｎｉｖｅｒｓａｌＨｏｏｄⅡ型，美国Ｂｉｏ⁃Ｒａｄ公司）㊁核酸浓度仪（Ｐ３３０型，德国Ｉｍｐｌｅｎ公司）㊁电泳仪（ＤＹＣＰ－３１ＤＮ型，北京市六一仪器厂）㊁ＰＣＲ仪（５０２０型，美国ＴｈｅｒｍｏＦｉｓｈｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃ公司）㊁ＤＧＧＥ突变检

测系统（Ｄｃｏｄｅ型，美国Ｂｉｏ⁃Ｒａｄ公司）㊂

１．２㊀动物分组

㊀㊀每周以动物个体为单位记录采食量与体重，以计算每周的ＦＣＲ及ＡＤＧ；试验结束日计算整个试验期内的ＦＣＲ以及ＡＤＧ㊂

㊀㊀为了排除猪初始体重对试验结果的影响，用ＳＡＳ９．１．３软件根据初始体重与ＦＣＲ和ＡＤＧ的关系分别做一次回归方程，预测每头猪基于初始体重的ＦＣＲ与ＡＤＧ的值，并与每周实际观测值进行对比，从而得到每周ＦＣＲ㊁ＡＤＧ的残差值；试验结束日再计算整个试验期内的ＦＣＲ与ＡＤＧ残差值㊂㊀㊀用Ｅｘｃｅｌ软件对每周ＦＣＲ㊁ＡＤＧ的残差值以及整个试验期残差值按照从高到低进行排序，最后根据总残差的排序（每周残差与整个试验期残差排序）确定不同生长速度猪的生长性能（图１）㊂ＦＣＲ㊁ＡＤＧ以及残差的计算公式如下：

ＦＣＲ＝消耗的饲料量／增加的活重；

ＡＤＧ＝（试验结束日重量－试验初始日重量）／饲养天数；残差＝实际观测值－预测值㊂

㊀㊀该试验中，对于ＦＣＲ来说，残差值越低，排序越靠后，证明实际值比预测值越小，即ＦＣＲ值越小；而ＦＣＲ代表消耗的饲料与增加活重的比值，其值越小表示生长性能越高；而对于ＡＤＧ，其残差值越高，排序越靠前，证明实际值比预测值越大，即ＡＤＧ值越大；而ＡＤＧ是指试验期内动物平均每天增加的体重，其值越大表示生长性能越高㊂即ＦＣＲ总排序越靠后㊁ＡＤＧ总排序越靠前，表示猪生长性能越好㊂以ＦＣＲ残差排序为主，ＡＤＧ残差排序作为参考因子，将３６头猪分为生长性能高㊁中㊁低３组（ＨＰ㊁ＭＰ和ＬＰ组），每组选择３头（共

９头，见表１），用于后续分析㊂

图１㊀饲料转化率及平均日增重残差总排序Ｆｉｇ．１㊀ＴｏｔａｌｒａｎｋｓｏｆｒｅｓｉｄｕａｌｓｆｏｒＦＣＲａｎｄＡＤＧ

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