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在动物生产中,纤维作为动物日粮的一个重要组成部分,但是日粮纤维自身并不能直接为机体提供能量,这是由于日粮纤维的特殊结构可以抵抗消化酶的作用而不被水解。日粮纤维主要在进入动物后肠发挥作用,其可以作为肠道微生物的发酵底物,发酵代谢产物如乳酸和短链脂肪酸等被肠壁吸收进而影响机体的代谢与健康。菊粉、抗性淀粉和果胶是自然界中常见且易获得的三种不同类型的日粮纤维。研究表明,这些纤维会对日粮中其他营养物质的消化吸收产生一定影响,但不同类型的纤维对于其他营养物质的吸收影响程度存在着差异,同时不同类型的纤维也会选择性的刺激肠道中不同菌群的丰度与活性。菌群结构的差异会导致发酵产物的组合和比例发生变化,而不同发酵产物对机体整体代谢水平的影响都是不同的。目前的研究中鲜有对不同类型日粮纤维影响动物肝脏代谢水平的差异性比较,因此,本论文通过饲喂生长猪玉米淀粉、菊粉、生土豆淀粉或果胶日粮,旨在比较不同日粮纤维对生长猪生长性能、养分消化和肝脏代谢的影响。全文研究包括如下三个部分:1.不同类型日粮纤维对生长猪生长性能、养分表观消化率、血清和肝脏生化指标的影响本章旨在研究三种不同类型的日粮纤维对生长猪生长性能、养分表观消化率、血清和肝脏生化指标的影响。选取28头35日龄健康杜长大三元杂生长猪,随机分为4组,分别是玉米淀粉组（对照组）、菊粉组、生土豆淀粉组和果胶组。每组7个重复,每个重复1头生长猪。对照组的日粮根据国家研究委员会（national research council,NRC）营养标准配置玉米-豆粕型基础日粮,菊粉组、生土豆淀粉组和果胶组分别用8%的菊粉、生土豆淀粉和果胶替代等量的玉米淀粉。试验总共进行40天,试验第三周,在日粮中添加0.3%的Cr2O3作为指示剂,连续收集三天粪样。在试验期间,所有生长猪自由采食、自由饮水,并记录采食量与体重。试验结束时,屠宰所有试验猪,采集血清用于血清生化分析,采集肝脏右叶中央部位部分组织样品保存,进行后续的测定。结果显示,果胶组生长猪试验末重、平均日增重和平均日采食量均显著低于其它各组（P<0.05）,而料重比显著高于其他组。与对照组相比,生土豆淀粉日粮降低了粗蛋白和粗灰分的表观消化率,添加果胶显著降低粗脂肪的表观消化率（P<0.05）。与对照组相比,添加生土豆淀粉或果胶的都降低了猪血清中谷草转氨酶的浓度,同时果胶组血清中低密度脂蛋白胆固醇的浓度显著低于其他各组。与对照组相比,三种日粮纤维都显著降低了肝脏中甘油三酯的含量,同时提高了总胆汁酸的含量。生土豆淀粉组显著降低了肝脏中葡萄糖和高密度脂蛋白胆固醇的含量（P<0.05）。结果表明,果胶降低生长猪生长性能,生土豆淀粉和果胶影响其他营养物质的消化吸收。此外,试验中三种日粮纤维都显著降低生长猪肝脏中脂质含量,试验结果提示三种日粮纤维都会对肝脏脂质代谢产生影响。2.不同类型日粮纤维对生长猪肝脏代谢组谱的影响本章旨在于研究三种不同类型的日粮纤维对生长猪肝脏代谢组谱的影响。试验设计同试验1,采集肝脏右叶中央部位样品保存,用作后续代谢组学分析。对获得的数据以筛选变异权重参数值（variable importance inprojection,VIP）>1,P<0.05 为标准筛选获得差异代谢物。试验结果显示,菊粉的添加显著增加了顺-9-十八碳烯酸的浓度,该物质主要参与脂肪酸的合成。生土豆淀粉组显著降低了苯丙氨酸和天冬氨酸的浓度,而这两种物质主要参与天冬氨酸的生物合成和苯丙氨酸的代谢途径。果胶组中胆固醇以及脯氨酸和苯丙氨酸等7种氨基酸的浓度都显著降低,这些差异代谢物主要影响脂质代谢和多种氨基酸的代谢途径。对差异代谢物进行代谢通路富集,结果显示在日粮中添加了菊粉后会影响脂肪酸合成等代谢途径;而添加了生土豆淀粉之后,肝脏中苯丙氨酸合成和托烷合成途径被显著影响;果胶组中有关类固醇降解、氧代羧酸代谢、芥子油甘生物合成、胆汁酸生物合成、氨基酸生物合成等途径被显著影响。以上试验结果提示,菊粉会降低肝脏中脂肪酸的合成,生土豆淀粉会改变两种氨基酸的合成代谢水平,而果胶在降低肝脏类固醇合成的同时影响多种氨基酸的合成和降解。3.不同类型日粮纤维对生长猪肝脏基因表达水平的影响本章旨在研究三种不同类型的日粮纤维对生长猪肝脏基因表达水平的影响。试验设计同试验1,采集肝脏右叶中央部位进行转录组学分析。以差异倍数（fold change,FC）>1.5或<0.6,P<0.05为标准筛选差异基因。试验结果显示,与对照组相比,菊粉组中46个基因显著上调,47个基因显著下调:生土豆淀粉组中101个基因显著上调,120个基因显著下调:果胶组中109个基因显著上调,69个基因显著下调。添加菊粉显著上调了与脂肪酸代谢相关基因ACSL1、SCL27A2、ACAA1,同时下调了FASN基因,主要影响了脂肪酸生物合成途径和PPAR信号通路。生土豆淀粉组中与脂代谢相关的基因ANGPTL4、ACSL1、SCL27A2和ACAA1上调,而FASN和FABP1基因显著下调。此外,与氨基酸代谢相关的HMGCS2和GPT2显著上调,PSPH显著下调。此外,生土豆淀粉组中与碳水化合物代谢相关的OGDH和PCK1上调,而TKFC和PGM2下调。这些基因主要富集在脂肪酸的合成和代谢途径,氨基酸生物合成和半胱氨酸和蛋氨酸代谢途径,同时改变三羧酸循环状态。果胶组中与氨基酸代谢的基因HMGCS1和HASH显著上调,与脂代谢相关的SCL27A2、ACAA1和FASN也显著上调,表明果胶影响了缬氨酸和亮氨酸的降解途径和丁酸盐的代谢途径。结果提示,三种日粮纤维都可以促进脂肪酸氧化,减少脂质沉积;生土豆淀粉和果胶还会影响与氨基酸代谢相关的基因,促进肝脏中多种氨基酸的降解;生土豆淀粉还会改变与碳水化物代谢相关的基因表达,改变碳水化合物的代谢状态。综上所述,本论文研究表明三种不同类型的日粮纤维均降低猪肝脏脂质沉积,促进脂肪酸的氧化,抑制脂肪酸合成。生土豆淀粉还影响肝脏中氨基酸代谢,同时改变肝脏中糖代谢的状态。相较于菊粉与生土豆淀粉,果胶对营养物质消化吸收影响最大,在影响肝脏脂代谢的同时增加多种氨基酸分解,降低多种氨基酸浓度。