日粮铁浓度对生长育肥猪生长性能、后肠菌群结构及其代谢产物的影响研究

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:beilei
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铁是促进动物生长发育和调节肠道微生物多样性的重要微量元素,日粮铁供给失衡会造成宿主铁稳态失调并影响肠道菌群结构和多样性。本试验选取1200头初始体重约为27kg的三元杂猪(杜洛克×长白×大约克夏),公母各半,随机分为五组,分别在基础日粮中添加不同浓度的硫酸亚铁(0、150、300、450和600mg/kg),每组8个重复,每个重复30头,试验期为4个月。探究饲喂日粮铁浓度对生长育肥猪生长性能、血清生化以及机体铁沉积的影响,采用16SrRNA高通量测序技术和代谢组学技术分析饲喂不同日粮铁浓度对肠道菌群结构及其代谢产物的影响。主要研究结果如下:1.日粮铁浓度对生长育肥猪生长性能、血清生化指标以及机体铁状态的影响。随着日粮铁浓度增加,育肥期(61~110kg)的平均日采食量(线性,P=0.02)、平均日增重(线性,P=0.02)和体重(线性,P=0.02)呈线性增加;血清胆固醇(CHOL)和血清低密度脂蛋白(LDL)的浓度呈二次曲线变化,先升高后降低(二次曲线,P<0.05);与对照组相比,补铁后血清不饱和铁结合力(UIBCI)浓度呈显著降低(P<0.05);血清铁(SI)浓度呈线性增加(线性,P<0.05);脾脏、肝脏和肠道内容物中铁含量随日粮铁浓度增加呈线性增加(线性,P<0.05)。2.日粮铁浓度对生长育肥猪猪结肠菌群结构的影响采集添加不同铁浓度日粮4个月后生长育肥猪的结肠内容物,通过16S r RNA测序分析发现结肠的优势菌门为Firmicutes和Bacteroidetes,结肠中的优势菌科为Muribaculaceae和Ruminococcaceae,结肠中的优势菌属为Lactobacillus和uncultured_bacterium_f_Muribaculaceae。不同铁浓度日粮对结肠门、科、属分类学水平肠道菌群的改变无显著差异。3.日粮铁浓度对生长育肥猪直肠菌群结构的影响采集饲喂不同铁浓度日粮4个月后生长育肥猪的直肠内容物,通过16SrRNA测序分析发现直肠中的优势菌门为Firmicutes和Bacteroidetes,在门分类学水平上拟杆菌门和变形菌门的相对丰度随日粮铁浓度不同而发生显著变化,450mg/kg和600mg/kg组与0mg/kg和150mg/kg组相比,变形菌门的相对丰度显著升高;600mg/Kg组与0 mg/Kg组相比,拟杆菌门相对丰度显著降低(P<0.05)。直肠中的优势菌科为Muribaculaceae和Streptococcaceae,与0mg/kg组相比,600mg/kg组显著提高了Clostridiaceae菌科的相对丰度、显著降低了Muribaculaceae菌科的相对丰度(P<0.05)。直肠中的优势菌属是和encultured_bacterium_f_Muribaculaceae和Streptococcus。Streptococcus随日粮铁浓度增加先升高后降低(P<0.05),与0mg/kg组相比,uncultured_bacterium_f_Muribaculaceae在600mg/kg组显著降低。4.0mg/kg组与600mg/kg组对生长育肥猪直肠内容物代谢产物的影响采集添加不同铁浓度日粮4个月后生长育肥猪的直肠内容物,通过代谢组学分析发现,0mg/Kg组比300mg/kg组较多的富集到了氨基酸代谢通路和短链脂肪酸代谢通路上,其中包括苯丙氨酸代谢通路、氨酰生物合成通路、丁酸代谢通路等,0mg/kg组增加的代谢产物有丁酸、苯丙氨酸、酪胺酸等。600mg/kg组与300mg/kg组相比,较多的差异代谢物富集到了苯丙胺酸代谢通路,600mg/kg组增加的代谢产物有苯乙酸、苯丙酮酸等。综上所述,随着日粮补铁浓度升高,改善了育肥期猪的生长性能;随着日粮铁浓度升高,生长育肥猪的结肠微生物结构和丰度相对稳定,直肠菌群结构发生改变且机体铁沉积与直肠菌群变化具有相关性。直肠微生物代谢产物显示,与300mg/kg组相比,0mg/Kg组和600mg/kg铁组都显著改变了肠道微生物代谢产物和代谢通路,且低剂量铁组(0mg/kg)肠道微生物有益代谢产物含量更高,高剂量铁组(600mg/kg)肠道微生物有害代谢产物含量更高。
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