低聚半乳糖对断奶仔猪小肠形态、消化吸收和屏障功能的影响

来源 :南京农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangcong1001
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为了节约饲养成本,提高母猪的生产效率,现在养猪业多提倡对仔猪实施早期断奶。但是由于断奶会导致仔猪肠道绒毛萎缩、屏障功能受损以及肠道菌群结构失调,最终会使仔猪抵抗力降低产生疾病,进而降低生长性能。而近几年研究发现,多种低聚糖可以缓解断奶应激综合征,其中获得认可度较高的就是低聚半乳糖(Galacto-oligosaccharides,GOS)。GOS作为一种功能性寡糖,具有提高肠道绒毛高度、促进肠道有益菌乳酸杆菌和双歧杆菌的增殖、有助于免疫系统的发育和调节肠道微生物组成的作用。此外,目前GOS还是婴幼儿配方乳中使用最广泛的寡糖,并且具有调节肠道多种生理功能(屏障功能和免疫功能)的特性。但是目前GOS在仔猪上的应用还比较少。小肠作为仔猪最大的消化器官和免疫器官,在仔猪的生长发育中发挥了极其重要的作用,而目前关于GOS对小肠微生物影响的研究还比较有限。并且迄今为止,很少有研究是在不同生长阶段使用GOS对仔猪进行干预。所以本论文旨在研究在不同生长阶段添加GOS对断奶仔猪空肠和回肠的形态结构、消化吸收、屏障功能和免疫功能以及回肠微生物组成产生的影响,为GOS应用于仔猪营养调控研究提供一定的理论基础。本研究主要分为以下三个部分:1.不同生长阶段添加GOS对断奶仔猪小肠形态结构和消化吸收功能的影响本章旨在探究在不同生长阶段添加GOS对断奶仔猪空肠和回肠的形态结构和消化吸收功能的影响。选取120头杜×长×大新生仔猪,按出生重进行窝内分组,分为4组,每组30头仔猪,别为对照组(CC组)、断奶后处理组(CT组)、断奶前处理组(TC组)和断奶前+断奶后处理组(TT组)。仔猪出生第一周,TC组和TT组每次灌喂5 mLGOS水溶液,早晚各一次,根据仔猪的体重配制浓度不同的GOS溶液,使仔猪每天有效摄入量为1 g/kg体重,CC组和CT组仔猪灌喂同等剂量的生理盐水。仔猪在第21天断奶,CC组和TC组仔猪饲喂基础日粮,CT组和TT组仔猪在基础日粮中添加2%的GOS。第28天每组屠宰6头,共屠宰24头。取空肠和回肠黏膜组织分别进行相关指标的测定。结果显示,与CC和CT组相比,TC和TT组仔猪的空肠重量、绒隐比、脂肪酶活性和回肠长度、脂肪酶和淀粉酶活性显著提高(P<0.05),并且空肠和回肠黏膜蔗糖酶活性及回肠的绒毛高度极显著升高(P<0.01),而回肠氨肽酶A的活性显著下降(P<0.05)。从基因水平上看,早期GOS干预能够显著提高回肠葡萄糖转运蛋白2基因的相对表达量(P<0.05),并且极显著提高了空肠黏膜胰岛素样生长因子-1受体、回肠黏膜氨肽酶A和氨肽酶N基因的相对表达量(P<0.01),而空肠黏膜氨肽酶A基因的相对表达量则极显著降低(P<0.01)。与CC和TC组相比,CT和TT空肠长度、淀粉酶活性和回肠重量、氨肽酶N的活性显著提高(P<0.05),空肠黏膜胰高血糖素样肽-2基因的相对表达量极显著升高(P<0.01)。此外,不同阶段添加GOS对空肠黏膜胰岛素样生长因子-1、葡萄糖转运蛋白2、氨肽酶N、小肽转运蛋白1和回肠黏膜钠离子依赖葡萄糖转运载体1、二肽酶4基因的相对表达量及回肠黏膜绒隐比产生了明显的交互作用(P<0.05)。在交互作用下,CT组、TC组和TT组回肠黏膜的绒隐比和钠离子依赖葡萄糖转运载体1基因的相对表达量显著高于CC组(P<0.05),CT组空肠黏膜胰岛素样生长因子-1和葡萄糖转运蛋白2基因的相对表达量显著高于CC组(P<0.05),CT组空肠黏膜氨肽酶N基因的相对表达量显著高于CC组和TT组(P<0.05),与其他三组相比,TT组断奶仔猪空肠黏膜中小肽转运蛋白1基因的相对表达量得到了极显著提高(P<0.01),TC组回肠黏膜二肽酶4基因的相对表达量显著高于CC组和TT组(P<0.05)。以上结果表明,早期GOS干预可以对空肠和回肠的肠道形态结构及消化酶的活性产生积极的作用,并基因水平上提高了回肠黏膜葡萄糖转运蛋白2和两种氨肽酶的基因表达量,这更有利于仔猪对日粮中碳水化合物、脂肪和蛋白质的消化吸收,从而更好地适应固体日粮。2.不同生长阶段添加GOS对断奶仔猪小肠屏障功能和免疫功能的影响为研究在不同生长阶段添加GOS对断奶仔猪空肠和回肠屏障功能和免疫功能的影响。试验设计与第一章相同,对28日龄仔猪进行屠宰采样,取空肠和回肠黏膜进行相关指标的测定。结果显示,与CC和CT组相比,TC和TT组仔猪空肠黏膜ZO-1、回肠黏膜Occludin、ZO-1、MUC2、TGF-β、TLR2和TLR4基因的相对表达量显著提高(P<0.01),回肠黏膜IL-1β基因的相对表达量极显著降低(P<0.01)。另外,回肠黏膜TNF-α的蛋白浓度显著降低(P<0.05)。与CC和TC组相比,CT和TT组仔猪空肠黏膜Occludin基因和回肠黏膜Occludin蛋白的相对表达量显著增加(P<0.05),同时回肠黏膜二胺氧化酶和D-乳酸的含量也显著升高(P<0.05)。另外,回肠黏膜TLR5和IL-10基因的相对表达量极显著提高(P<0.01),TNF-α基因的相对表达量极显著下调(P<0.01)。此外,不同阶段添加GOS对空肠黏膜MUC2基因的相对表达量、sIgA和IL-10的蛋白浓度及回肠黏膜中sIgA的浓度产生了明显的交互作用(P<0.05)。在交互作用下,TT组断奶仔猪空肠黏膜MUC2基因的相对表达量显著地高于CC、CT和TC组(P<0.05),TC组断奶仔猪空肠黏膜sIgA的蛋白浓度显著地高于CC组、CT组和TT组(P<0.05),TC组IL-10的蛋白浓度高于CC组(P<0.05),CT和TC组断奶仔猪回肠黏膜sIgA的蛋白浓度显著高于CC组(P<0.05)。以上结果表明:早期GOS干预主要提高回肠黏膜中屏障蛋白基因的表达水平,断奶后添加GOS主要从蛋白水平上影响回肠黏膜的屏障功能。早期或者断奶后添加GOS均能抑制回肠黏膜促炎因子的表达,这对肠道的黏膜屏障功能和免疫功能具有一定的加强作用。3.不同生长阶段添加GOS对断奶仔猪回肠食糜内菌群结构及菌群代谢产物的影响为研究在不同生长阶段添加GOS对断奶仔猪回肠食糜菌群组成和菌群代谢产物造成的影响。试验设计与第一章相同,取回肠食糜以测定菌群结构和菌群代谢产物的浓度。结果显示,与CC和TC组相比,CT和TT组断奶仔猪回肠食糜菌群的Shannon指数(P<0.05)、变形菌门、盐单胞菌科、瘤胃球菌科的相对丰度显著升高,盐单胞菌属的相对丰度在断奶后添加GOS后有所上调(P>0.05),而厚壁菌门的相对丰度则显著下降(P<0.05)。与CC和CT组相比,TC和TT组可以显著提高回肠食糜乙酸、异丁酸和丁酸的浓度(P<0.05),并且回肠食糜总短链脂肪酸的浓度极显著升高(P<0.01)。此外,不同阶段添加GOS对断奶仔猪回肠食糜内菌群的Simpson指数和链球菌科等菌科和乳酸杆菌等菌属的相对丰度及菌群代谢产物乳酸和氨氮产生了显著的交互作用,在交互作用下,CC、CT和TC组的Simpson指数显著地低于CC组(P<0.05),CT组的链球菌科显著地低于CC和TC组(P<0.05),CT组的乳杆菌科显著地高于CC和TT组(P<0.05),TC组的明串珠菌科显著地高于CC、CT和TT组(P<0.05),TT组的微球菌科的相对丰度显著高于CC、CT和TC组(P<0.05);CT组的链球菌属的相对丰度显著低于CC组(P<0.05),而狭义梭菌属的相对丰度却显著地高于CC组(P<0.05),并且乳酸杆菌的相对丰度则显著高于CC和TT组(P<0.05),TC组断奶仔猪回肠食糜乳酸的浓度显著地高于CC、CT和TT组(P<0.05),CT、TC和TT组回肠食糜氨氮的浓度显著地低于CC组(P<0.05)。以上结果表明,断奶后添加GOS增加了仔猪回肠食糜微生物的多样性,改变了回肠食糜的菌群结构,而早期GOS干预显著提高了断奶仔猪回肠食糜菌群的代谢产物短链脂肪酸的含量,在一定程度上加强了肠道的化学屏障。
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