文章信息
- 张叶秋, 郝帅帅, 高硕, 吴艳, 李强, 李平华, 黄瑞华
- ZHANG Yeqiu, HAO Shuaishuai, GAO Shuo, WU Yan, LI Qiang, LI Pinghua, HUANG Ruihua
- 米糠高纤维日粮对苏淮猪生长性能及肠道功能的影响
- Effects of rice bran source high fibre diet on growth performance and intestine function of Suhuai pigs
- 南京农业大学学报, 2016, 39(5): 807-813
- Journal of Nanjing Agricultural University, 2016, 39(5): 807-813.
- http://dx.doi.org/10.7685/jnau.201601011
-
文章历史
- 收稿日期: 2016-01-10
2. 南京农业大学淮安研究院, 江苏 淮安 223005 ;
3. 淮安市淮阴种猪场, 江苏 淮安 223322
2. Huai'an Academy of Nanjing Agricultural University, Huai'an 223005, China ;
3. Huaiyin Pig Breeding Farm of Huai'an City, Huai'an 223322, China
我国作为世界第一养猪大国, 饲料资源逐渐匮乏, 玉米、大豆等粮食作物进口量不断提高, “人畜争粮”矛盾日渐突出, 寻找谷物饲料原料的替代品成为迫切解决的问题。近年来, 人们对猪饲料研究的关注点也从蛋白质和能量饲料转移到来源丰富且价格低廉的粗饲料上。粗饲料纤维含量较高, 猪利用能力有限, 过度添加会造成日粮能量不足, 影响猪采食和生长, 但合理利用既可以保证猪的营养供给[1], 又能维持肠道微生态平衡[2], 促进肠道健康, 增强抗病力, 满足猪饱腹感。我国米糠年产出量大, 但综合利用率不足10%。除了纤维素、半纤维素、果胶等含量高以外, 米糠还富含谷维素、β-谷甾醇、类胡萝卜素等多种生物活性物质和某些必需氨基酸、脂肪酸、微量元素等[3], 还可以调控肠道微生物组成[4], 发挥益生元功效[5]。因此, 米糠将成为一种有巨大开发潜力的饲料。
我国的一些地方猪品种在粗纤维消化方面表现出良好的性能, 例如, 梅山猪与大白猪和长白猪比较, 表现出更强的耐粗饲性能, 这是由于梅山猪后肠更发达, 并且大肠内存在活跃的纤维分解菌, 利于纤维的发酵[6-7]。苏淮猪是新近培育成功的瘦肉型猪种, 具有25%的淮猪血统, 保留了淮猪耐粗饲特性, 但是关于苏淮猪对高纤维日粮, 尤其是以米糠为原料的高纤维日粮利用效率, 以及高纤维日粮对其生长发育和肠道微生物的影响还缺乏系统的研究。因此, 本试验旨在研究米糠替代部分玉米的高纤维日粮对苏淮猪生长性能、胃肠道发育及后肠微生物区系的影响, 探讨其对苏淮猪的作用效果和耐粗饲机制, 为米糠在苏淮猪生产中合理高效应用提供理论依据。
1 材料与方法 1.1 试验动物和分组处理选择160日龄左右、体质量相近((53.04±4.34)kg)的健康纯种苏淮育肥母猪24头, 分为两组, 对照组饲喂玉米-豆粕基础低纤维日粮, 试验组饲喂米糠替代部分玉米的高纤维日粮, 每组3个重复, 每个重复4头母猪。
1.2 试验材料和日粮本试验日粮参照NRC标准配制, 低纤维日粮以玉米-豆粕日粮为主(粗纤维含量4.7%), 不添加米糠; 高纤维日粮添加34.8%的米糠替代部分玉米(粗纤维含量7.5%), 配方中其他成分相同。基础日粮组成及营养水平见表 1。试验所用米糠均为当季新鲜非脱脂米糠, 每隔3 d配料1次, 防止米糠久放导致的脂肪酸氧化、变味。米糠营养成分:消化能13.3 MJ·kg-1, 粗纤维9.9%, 粗蛋白10.6%, 粗脂肪15.5%, 钙0.1%, 磷1.51%, 赖氨酸0.74%, 蛋(胱)氨酸0.44%, 以上均为体积分数。
| % | ||
| 成分 Ingredients |
对照组 Control group |
试验组 Treatment group |
| 日粮组成Ingredient | ||
| 玉米Corn | 65.8 | 32.4 |
| 小麦麸Maize protein meal | 15.0 | 14.6 |
| 豆粕Soybean meal | 12.6 | 11.0 |
| 米糠Rice bran | 0.0 | 34.8 |
| CaHPO4 | 0.5 | 0.0 |
| 石粉Limestone | 1.0 | 1.3 |
| 食盐Salt | 0.1 | 0.1 |
| 大豆油Soybean oil | 1.0 | 1.8 |
| 预混料1) Premix | 4.0 | 4.0 |
| 营养成分Nutrition level | ||
| 消化能2) Digestible energy | 12.93 | 12.86 |
| 粗蛋白Crude protein | 15.71 | 17.03 |
| 粗纤维Crude fiber | 4.72 | 7.52 |
| 钙Calcium | 0.52 | 0.53 |
| 有效磷Available phosphorus | 0.49 | 0.81 |
| 赖氨酸L-lysine | 0.60 | 0.73 |
| 蛋氨酸+胱氨酸Methionine+cystine | 0.46 | 0.46 |
| 注: 1) 预混料为每kg饲粮提供铁2 500 mg, 铜2 500 mg, 锌2 000 mg, 锰700 mg, 碘12.5 mg, 硒5 mg, 维生素A 16 500 IU, 维生素D3 125 000 IU, 维生素E 750 mg, 维生素K3 50 mg, 维生素B1 75 mg, 维生素B2 100 mg, 维生素B6 50 mg, 维生素B12 0.5 mg, 叶酸25 mg, 烟酸600 mg, 泛酸300 mg。2) 消化能单位为MJ·kg-1 Notes: 1) The premix provided per kg of diet:iron 2 500 mg, copper 2 500 mg, zinc 2 000 mg, manganese 700 mg, iodine 12.5 mg, selenium 5 mg, vitamin A 16 500 IU, vitamin D3 125 000 IU, vitamin E 750 mg, vitamin K3 50 mg, vitamin B1 75 mg, vitamin B2 100 mg, vitamin B6 50 mg, vitamin B12 0.5 mg, folic acid 25 mg, niacid 600 mg, pantothenic acid 300 mg. 2) The unit of digestible energy is MJ·kg-1. |
||
试验于2013年12月19日至2014年3月3日在江苏省淮安市淮阴种猪场进行, 整个试验期75 d。试验在同栋猪舍、相同饲养条件下进行。试验全程采用发酵床饲养, 每天清扫, 并分别于净道前、中、后3个位置, 每天08:00、11:00、16:00测量猪舍内温湿度, 3个时间段平均温度分别为8.0、9.2和11.1 ℃, 平均湿度分别为74.6%、67.0%和55.5%。采用干料饲喂, 每天饲喂2次, 每次限制采食在1 h内, 分别于08:30—09:30和14:30—15:30进行饲喂, 全天自由饮水。猪群日常管理与防疫工作按照场内常规计划进行。
1.4 样品采集及指标测定 1.4.1 生长性能测定于试验起始和试验结束, 对所有试验猪空腹17 h称体质量。试验期内每天每次喂料时加足饲料, 记录添加饲料量, 在自由采食1 h后收集剩余饲料并记录。计算每日平均上午采食量(average feed intake in Am, amADFI)、每日平均下午采食量(average feed intake in Pm, pmADFI)、平均日采食量(average daily feed intake, ADFI)、平均日增重(average daily gain, ADG)、料重比(Feed to gain ratio, F/G)。
1.4.2 羧甲基纤维素(CMC)酶活性的测定分别在试验第0、14、28和75天, 对所有试验猪进行体外采集粪样, 每次采样时间保证在1 d内, 用于测定羧甲基纤维素(CMC)酶活性。取0.3 g粪便加入5 mL蒸馏水, 4 000 r·min-1离心15 min, 取上清液作为酶液。使用DNS法[8]测定CMC酶活性。
1.4.3 肠道微生物数量测定利用CMC酶活性测定所采集的粪样样品, 进行柔嫩梭菌、黄色瘤胃球菌、白色瘤胃球菌、双歧杆菌和乳酸杆菌数量的测定。使用粪便微生物基因组DNA提取试剂盒(天根生化科技有限公司, 北京)进行粪便微生物总DNA的提取。
本试验所研究的黄色瘤胃球菌[9]、白色瘤胃球菌[10]、柔嫩梭菌[11]、双歧杆菌[11]和乳酸杆菌[12]的特异性引物由苏州金唯智公司合成(引物序列见表 2)。将PCR扩增产物进行电泳切胶回收、纯化, 将纯化后的PCR产物与pMD19-T载体(TaKaRa, 大连)按照说明书进行连接, 体系为DNA 4 μL、pMD19-T载体1 μL、SolutionⅠ 5 μL, 总体积10 μL, 16 ℃金属浴连接3 h。将连接反应体系加入到100 μL感受态细胞D5Hα(TaKaRa, 大连)中, 热击转化后放置于37 ℃摇床振荡45 min左右; 吸取10 μL混合液加入到含有氨苄抗性的LB固体培养平板, 均匀涂板, 置37 ℃振摇培养24 h, 至长出白色菌斑。挑取数个单一白色菌斑接种含有氨苄抗性的LB液体培养基, 密封, 37 ℃摇床过夜, 至液体变浑; 同时挑取5种菌的克隆送至苏州金唯智公司进行测序, 将测序结果进行同源性分析, 与原菌株同源性大于99%, 即克隆成功。提取含有目的片段质粒, 即得黄色瘤胃球菌、白色瘤胃球菌、柔嫩梭菌、双歧杆菌和乳酸杆菌的标准质粒。
| 细菌Target species | 引物对序列(5′→3′) Primer pairs sequence |
| 黄色瘤胃球菌Ruminococcus flavefaciens | GATGCCGCGTGGAGGAAGAAG/CATTTCACCGCTACACCAGGAA |
| 白色瘤胃球菌Ruminococcus albus | GTTTTAGGATTGTAAACCTCTGTCTT/CCTAATATCTACGCATTTCACCGC |
| 柔嫩梭菌Clostridium leptum | CCTTCCGTGCCGSAGTTA/GAATTAAACCACATACTCCACTGCTT |
| 双歧杆菌Bifidobacterium | CGGGTGAGTAATGCGTGACC/TGATAGGACGCGACCCCA |
| 乳酸杆菌Lactobacillus spp. | GCAGCAGTAGGGAATCTTCCA/GCATTYCACCGCTACACATG |
将标准质粒DNA按照10-2~10-6连续6个浓度梯度稀释, 以此为模版, 根据各目标菌引物, 用定量PCR试剂盒SYBR Premix Ex TaqTM Ⅱ(TaKaRa, 大连)在PCR仪(ABI 7300, 美国)上进行扩增, 反应体系为:DNA 2.0 μL、ROX 10 μL、上游引物0.2 μL、下游引物0.2 μL, 加水至20 μL。以拷贝数的对数为横坐标(X), CT值为纵坐标(Y), 制作标准曲线; 以粪便DNA为模版, 用定量PCR试剂盒对每个样品中目标菌进行扩增, 根据标准曲线计算各样品中目标菌的丰度差异。定量PCR反应体系:DNA 2.0 μL、ROX 10 μL、上游引物0.2 μL、下游引物0.2 μL, 加水至20 μL。反应程序:94 ℃ 4 min; 94 ℃ 30 s, 60 ℃ 30 s, 72 ℃ 1 min, 35个循环。
1.4.4 肠道质量、长度及形态学观察屠宰试验猪后迅速剖开腹腔, 取出完整胃肠道, 保留其中内容物, 测量胃、十二指肠、空肠、回肠、盲肠、结肠和直肠质量以及自然伸展状态下长度(胃除外)。肠道相对质量(g·kg-1)=肠道质量/体质量; 肠道相对长度(cm·kg-1)=肠道长度/体质量。分别截取十二指肠、空肠和回肠中段2~4 cm完整、无损伤部分, 用生理盐水洗净, 放入体积分数为4%的多聚甲醛溶液中固定, 用于肠道组织形态学观察。肠道固定样经脱水、包埋、切片、染色等处理后, 进行形态学观察。每个样本选择至少5张非连续切片, 每张切片选取5处不同视野观察, 测定5根完整绒毛的绒毛高度、绒毛宽度、隐窝深度及其肠壁厚度。
1.5 数据分析试验数据经SPSS 20.0进行单因素方差分析(One Way ANOVA), 最终结果以平均值±标准误(x±SE)表示。
2 结果与分析 2.1 米糠对苏淮猪生长性能的影响由表 3可知:与对照组相比, 试验组平均上午采食量和平均日采食量均极显著下降(P < 0.01), 而试验组平均下午采食量、平均日增重和料重比与对照组相比均无显著差异(P>0.05)。
| 项目Items | 对照组Control group | 试验组Treatment group |
| 初始体质量/kg Initial weight | 53.67±1.02 | 52.09±1.57 |
| 终末体质量/kg Final weight | 92.90±2.71 | 88.91±2.65 |
| 平均上午采食量/kg Average feed intake in Am | 1.25±0.01 | 1.10±0.02** |
| 平均下午采食量/kg Average feed intake in Pm | 1.28±0.01 | 1.28±0.02 |
| 平均日采食量/(kg·d-1) Average daily feed intake | 2.53±0.02 | 2.38±0.03** |
| 平均日增重/(kg·d-1) Average daily gain | 530.41±30.18 | 497.54±22.09 |
| 料重比 Feed to gain ratio | 4.29±0.16 | 4.59±0.14 |
| 注:*表示试验组与对照组相比差异显著(P < 0.05), * *表示试验组与对照组相比差异极显著(P < 0.01)。 Note: *Means treatment group difference at 0.05 level compared with control group. * * Means treatment group difference at 0.01 level compared with control group. The same as follows. |
||
由表 4可知:试验组的大肠占整个肠道质量的比例极显著高于对照组(P < 0.01), 胃肠道其他指标均不存在显著差异(P>0.05)。
| 项目Items | 对照组 Control group |
试验组 Treatment group |
| 胃肠道相对质量/(g·kg-1) GIT relative weight | ||
| 胃Stomach | 10.23±0.49 | 9.26±0.52 |
| 小肠Small intestine | 25.28±1.02 | 23.27±1.09 |
| 大肠Large intestine | 38.91±2.18 | 42.37±2.15 |
| 盲肠Cecum | 4.74±0.54 | 5.29±0.44 |
| 结肠Colon | 29.41±2.13 | 30.57±1.72 |
| 直肠Rectum | 4.76±0.21 | 4.93±0.39 |
| 大肠占肠道比例/% Large intestine weight ratio | 0.60±0.01 | 0.65±0.01** |
| 肠道相对长度/(cm·kg-1) Intestinal relative length | ||
| 小肠Small intestine | 17.14±0.66 | 17.17±0.63 |
| 大肠Large intestine | 5.01±0.26 | 5.18±0.11 |
| 盲肠Cecum | 0.24±0.01 | 0.25±0.01 |
| 结肠Colon | 3.81±0.21 | 3.98±0.08 |
| 直肠Rectum | 0.95±0.05 | 0.95±0.05 |
| 大肠占肠道比例/% Large intestine length ratio | 0.23±0.01 | 0.24±0.01 |
由表 5可知:与对照组相比, 试验组的十二指肠绒毛高度极显著增加(P < 0.01), 空肠绒毛高度(P < 0.01)和隐窝深度(P < 0.05)均显著升高, 而米糠对回肠形态无显著影响(P>0.05)。
| 项目Items | 十二指肠Duodenum | 空肠Jejunum | 回肠Ileum | |||||
| 对照组 Control group |
试验组 Treatment group |
对照组 Control group |
试验组 Treatment group |
对照组 Control group |
试验组 Treatment group |
|||
| 绒毛高度/μm Villus height(Vh) | 346.25±11.59 | 401.82±13.76** | 314.90±14.99 | 374.94±8.53** | 364.22±12.72 | 400.52±17.81 | ||
| 绒毛宽度/μm Villus width | 145.59±2.99 | 148.57±6.00 | 155.46±7.30 | 165.14±5.53 | 164.56±4.08 | 170.85±4.28 | ||
| 隐窝深度/μm Crypt depth(Cd) | 510.17±16.20 | 535.08±15.08 | 467.00±15.90 | 535.97±26.84* | 298.20±13.55 | 330.00±16.93 | ||
| 肠壁厚度/μm Bowel wall thickness | 643.07±22.65 | 597.37±22.58 | 653.44±20.27 | 644.69±13.61 | 820.57±30.93 | 843.05±19.36 | ||
| 绒毛高度/隐窝深度Vh/Cd | 0.70±0.03 | 0.73±0.03 | 0.66±0.04 | 0.70±0.03 | 1.18±0.07 | 1.15±0.05 | ||
由表 6可知:在试验的第14天, 试验组的CMC酶活性极显著高于对照组(P < 0.01), 而在试验第28天及75天对照组与试验组之间无显著差异(P>0.05)。
| 试验时间/d Trial time |
CMC酶活性/(μmol·g-1·min-1) CMCase activity | |
| 对照组Control group | 试验组Treatment group | |
| 0 | 83.92±3.23 | 76.88±3.10 |
| 14 | 82.05±0.99 | 94.86±2.17** |
| 28 | 75.98±3.31 | 71.67±2.27 |
| 75 | 83.36±3.50 | 83.69±3.20 |
由表 7可知:试验组的柔嫩梭菌数量在试验第14天及28天均未出现差异, 直至试验期结束显著高于对照组(P < 0.05)。在试验第14天, 试验组黄色瘤胃球菌数量与对照组相比显著升高(P < 0.05), 28 d以后差异不显著(P>0.05)。试验组与对照组的白色瘤胃球菌数量在整个试验期间均无显著差异(P>0.05)。
| lg[c/(copies·g-1)] | ||||||||
| 试验时间/d Trial times |
黄色瘤胃球菌Ruminococcus flavefaciens | 白色瘤胃球菌Ruminococcus albus | 柔嫩梭菌Clostridium leptum | |||||
| 对照组Control group | 试验组Treatment group | 对照组Control group | 试验组Treatment group | 对照组Control group | 试验组Treatment group | |||
| 0 | 6.61±0.38 | 6.83±0.25 | 3.65±0.11 | 3.42±0.09 | 7.50±0.38 | 7.26±0.12 | ||
| 14 | 4.96±0.30 | 6.16±0.46* | 4.47±0.40 | 3.67±0.30 | 8.06±0.28 | 7.86±0.33 | ||
| 28 | 3.78±0.15 | 4.13±0.15 | 1.10±0.28 | 0.98±0.34 | 6.92±0.36 | 6.82±0.26 | ||
| 75 | 4.82±0.17 | 4.74±0.15 | 3.68±0.49 | 4.49±0.42 | 6.57±0.06 | 7.46±0.38* | ||
由表 8可知:试验组乳酸杆菌数量在第28天显著高于对照组(P < 0.05), 之后到试验期结束无差异(P>0.05)。试验组双歧杆菌数量在第14天较对照组有提高趋势(P < 0.10), 第28天显著高于对照组(P < 0.05), 试验期结束也恢复至无差异(P>0.05)。
| lg[c/(copies·g-1)] | |||||
| 试验时间/d Trial times |
乳酸杆菌Lactobacillus spp. | 双歧杆菌Bifidobacterium | |||
| 对照组Control group | 试验组Treatment group | 对照组Control group | 试验组Treatment group | ||
| 0 | 8.36±0.33 | 8.33±0.24 | 3.52±0.30 | 3.31±0.21 | |
| 14 | 8.54±0.18 | 8.81±0.42 | 2.76±0.20 | 3.33±0.21 | |
| 28 | 6.73±0.27 | 7.53±0.22* | 1.85±0.19 | 2.82±0.23* | |
| 75 | 7.96±0.39 | 8.80±0.24 | 2.97±0.42 | 3.28±0.34 | |
本试验所用的纤维原料米糠, 脂肪含量高, 有效能值接近豆粕, 是替代谷物饲料优良的选择。米糠中纤维含量约48.05%, 主要以不可溶性纤维为主(约47.41%), 可溶性纤维含量很低(约0.64%)。目前关于日粮中添加纤维性饲料对猪生长性能影响的研究较多, 但结果并不一致。Len等[13]发现, 饲喂25%米糠不影响猪干物质采食量、日增重以及饲料转化率。Herfel等[14]在仔猪日粮中添加10%米糠, 发现与对照组相比, 米糠组的平均日采食量及日增重均无差异, 但提高了饲料转化率。李晶等[15]在饲料中添加15%米糠, 生长肥育猪平均日增重降低, 但未影响猪采食量和料肉比。本试验添加34.8%的米糠替代部分玉米, 发现苏淮猪平均日采食量降低, 而这种变化主要是因为平均上午采食量的显著下降, 平均下午采食量无显著变化, 但对苏淮猪平均日增重和料重比均无影响。经过核实数据发现, 试验前两周米糠组的上午及下午采食量均很低, 其中上午平均采食量为0.95 kg, 下午平均采食量为1.15 kg; 试验2周后, 米糠组上午采食量开始增加, 逐渐恢复至1.15 kg, 下午采食量恢复到1.33 kg, 说明米糠日粮对猪采食有影响, 尤其是上午采食量, 且这种影响持续了整个试验期。随着试验期延长, 苏淮猪对米糠日粮逐渐适应, 下午采食量恢复得更好。本试验限制了猪自由采食时间在1 h内, 而米糠日粮纤维含量高, 体积大, 适口性差, 容易导致猪在早晨进食一定粗饲料后引起“假饱腹”而停止采食, 而纤维饲料能够加速食糜蠕动, 加快胃排空速度[16], 猪很快开始感到饥饿, 但剩余饲料已经全部被清理, 加之不断运动, 等到下午饲喂时, 采食量就会有所增加。另外, 猪品种、年龄以及纤维饲喂量、饲料理化性质等因素, 也是造成本试验结果与前人研究结果存在差异的原因。我们的结果说明米糠替代部分玉米虽然增加了日粮中的纤维含量, 但是对苏淮猪的生长性能没有影响, 表明苏淮猪具耐受高纤维日粮的优良特点。
3.2 米糠对苏淮猪肠道质量、长度及小肠形态的影响猪在遭遇日粮能量不足、质量下降时, 会调动自身生理状态发生适应性改变, 以保证机体的正常生长发育, 主要表现在消化道体积质量加大、肠上皮细胞增殖加快等。日粮纤维的增加会导致能量摄入以及吸收的部分缺失, 降低其利用效率[17]。Freire等[18]在探究不同类型纤维对猪消化道影响时发现, 大豆皮纤维增加了小肠与大肠总质量、排空质量以及大肠内容物含量。Jørgensen等[19]研究发现, 高纤维日粮会增加猪结肠和盲肠质量, 以及胃肠道总质量, 且对大肠长度有一定促进作用。本试验发现米糠组大肠质量在整个肠道质量比例显著上升, 而其他指标没有发生变化, 说明米糠高纤维日粮可以刺激大肠横向发育, 而对小肠长度、质量均无显著影响。小肠是营养物质消化吸收的场所, 其绒毛高度决定肠黏膜上皮细胞数量, 影响小肠吸收功能; 隐窝是肠上皮细胞增殖的主要部位, 反映细胞成熟率。关于日粮纤维对猪小肠形态结构影响的报道不一致。Ngoc等[20]饲喂木薯渣和啤酒糟显著提高猪空肠和回肠绒毛高度, 但十二指肠绒毛高度并不发生变化。也有研究显示日粮纤维不会对猪小肠形态产生影响[21]。本试验发现, 饲喂米糠会显著增加苏淮猪十二指肠以及空肠绒毛长度, 增加了小肠吸收面积, 同时加深空肠隐窝深度, 这与Jin等[22]报道高纤维日粮会增加空肠隐窝深度结果一致。较深的隐窝可能预示着细胞增殖活跃, 成熟率低[23], 所以高纤维日粮可能通过增加隐窝深度加速肠黏膜细胞更新速率。
3.3 米糠对苏淮猪粪便羧甲基纤维素酶活性的影响猪作为单胃动物, 胃和小肠不能直接分泌降解纤维的酶类, 对纤维的利用依靠大肠, 主要通过大肠内寄生的各种微生物分泌纤维素酶复合体, 水解纤维素聚合体, 产生单糖或寡糖, 再经发酵产生挥发性脂肪酸等, 为机体生长发育提供能量。因此大肠内纤维降解菌数量增多会利于粗纤维的降解, 更利于猪生长。纤维素酶复合体主要由内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶组成。其中, 羧甲基纤维素酶属于内切葡聚糖酶, 可切断β-1, 4-糖苷键, 产生纤维素小分子, 在纤维消化过程中十分重要, 其活性可以间接反映消化道食糜中存在的纤维分解菌的活力与数量[24]。然而关于饲喂米糠对猪大肠内羧甲基纤维素酶活性相关的研究报道并不多见。本试验中, 在试验第14天米糠组羧甲基纤维素酶活性出现峰值, 并且极显著高于对照组, 随后活性下降, 与对照组持平。可能由于饲喂米糠急剧改变了苏淮猪大肠微生物内环境, 使纤维分解菌变得活跃, 以增强降解纤维的能力, 更好地适应并利用纤维; 而随着时间推移, 2周后高纤维组的苏淮猪逐渐适应粗纤维, 消化道内纤维分解菌数量重新恢复平衡。
3.4 米糠对苏淮猪粪便微生物数量的影响猪日粮成分中纤维比例的改变会引起胃肠道微生物群落结构变化, 饲料纤维含量增加, 会诱导大肠内相关纤维分解菌数量增加。成年猪单位体质量纤维的摄入量小, 胃肠道发育完善, 消化道长, 肠道微生物区系多样性高, 纤维降解菌活跃[25], 因此降解纤维能力比仔猪[26]和生长猪[27]强。本试验发现, 添加米糠第14天显著提高苏淮猪肠道黄色瘤胃球菌数量, 同时试验结束柔嫩梭菌数量显著增加, 而白色瘤胃球菌数量在整个试验期均未出现显著差异。白色瘤胃球菌和黄色瘤胃球菌在生长猪中属于优势纤维分解菌, 二者分解纤维的能力很强。有报道[28], 饲喂菊苣草料和菊苣根混合物可以增加生长猪回肠黄色瘤胃球菌数量。冯平[29]给肥育猪饲喂不同类型纤维发现, 麸皮组和大豆皮组黄色瘤胃球菌数量显著高于玉米皮组, 而白色瘤胃球菌数量无差异, 本试验结果与之相似, 说明高纤维米糠日粮可能对白色瘤胃球菌数量影响不大。柔嫩梭菌可以降解纤维, 属于产丁酸盐菌, 其代谢产物可以为宿主结肠黏膜细胞供能并促进肠上皮细胞发育[30]。猪对高纤维日粮的适应需要一定时间, 在特定的时间内发生剧变, 来完成大肠微生物区系的重组, 改变微生物种类和数量, 以适应新的日粮发酵底物, 最后达到平衡稳定状态。正常状态下, 猪肠道内有益菌与致病菌相互拮抗, 处于平衡状态; 稳态一旦遭到破坏, 会引起猪生长或健康问题。乳酸杆菌和双歧杆菌是猪消化道内固有的优势益生菌, 其中乳酸杆菌可以发酵糖类产生乳酸, 降低肠道pH, 有利于形成肠道酸性环境, 有效抑制有害微生物增长。本试验研究发现, 日粮中添加米糠在试验第14天对苏淮猪双歧杆菌数量有提高趋势, 而到了第28天, 米糠显著提高乳酸杆菌和双歧杆菌数量。Chen等[31]研究发现, 不同纤维类型对猪肠道有益菌产生的作用效果有差异, 豌豆纤维可以显著增加回肠乳酸杆菌含量, 豌豆纤维和小麦纤维能够提高结肠双歧杆菌数量。米糠作为纤维性物质, 富含多种生物活性物质, 已有报道其对肠道乳酸杆菌以及双歧杆菌数量均有促进作用, 并能发挥合益生元作用[4-5]。本试验说明米糠在一定程度上优化了苏淮猪肠道微生物区系, 但作用效果有待进一步验证。
在饲料中添加米糠替代部分玉米不会影响苏淮猪(50~90 kg)生长性能, 对小肠形态和大肠内纤维降解菌和益生菌数量产生影响, 优化肠道微生物区系, 说明米糠是很好的谷物饲料原料替代品, 可用于苏淮猪的饲喂, 同时也证明苏淮猪具有一定耐粗饲性能。
| [1] | Noblet J, Goff G L. Effect of dietary fibre on the energy value of feeds for pigs[J]. Animal Feed Science and Technology, 2001,90(1): 35–52. |
| [2] | Simpson H L, Campbell B J. Review article:dietary fibre-microbiotainteractions[J]. Alimentary Pharmacology and Therapeutics, 2015,42(2): 158–179. DOI: 10.1111/apt.13248 |
| [3] | Henderson A J, Ollila C A, Kumar A, et al. Chemopreventive properties of dietary rice bran:current status and future prospects[J]. Advances in Nutrition, 2012,3(5): 643–653. DOI: 10.3945/an.112.002303 |
| [4] | Henderson A J, Kumar A, Barnett B, et al. Consumption of rice bran increases mucosal immunoglobulin A concentrations and numbers of intestinal Lactobacillus spp.[J]. Journal of Medicinal Food, 2012,15(5): 469–475. DOI: 10.1089/jmf.2011.0213 |
| [5] | Herfel T, Jacobi S, Lin X, et al. Stabilized rice bran improves weaning pig performance via a prebiotic mechanism[J]. Journal of Animal Science, 2013,91(2): 907–913. DOI: 10.2527/jas.2012-5287 |
| [6] | Fevrier C, Bourdon D, Aumaitre A. Effects of level of dietary fibre from wheat bran on digestibility of nutrients, digestive enzymes and performance in the european Large White and Chinese Meishan pig[J]. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 1992,68(2): 60–72. DOI: 10.1111/jpn.1992.68.issue-2 |
| [7] | Kemp B, Hartog L A, Klok J J, et al. The digestibility of nutrients, energy and nitrogen in the Meishan and Dutch Landrace pig[J]. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 1991,65(1/2/3/4/5): 263–266. |
| [8] | 金巍.草食动物厌氧真菌及其共存甲烷菌的分离鉴定和体外发酵特性的初步研究[D].南京:南京农业大学, 2009. Jin W. Isolation and identification of anaerobic function and their associated methanogens from herbivorous animals and their characteristics of in vitro fermentation[D]. Nanjing:Nanjing Agricultural University, 2009(in Chinese with English abstract). http://cdmd.cnki.com.cn/article/cdmd-10307-2010173363.htm |
| [9] | Yang S L, Bu D P, Wang J Q, et al. Soybean oil and linseed oil supplementation affect profiles of ruminal microorganisms in dairy cows[J]. Animal, 2009,3(11): 1562–1569. DOI: 10.1017/S1751731109990462 |
| [10] | Tajima K, Aminov R, Nagamine T, et al. Diet-dependent shifts in the bacterial population of the rumen revealed with real-time PCR[J]. Applied and Environmental Microbiology, 2001,67(6): 2766–2774. DOI: 10.1128/AEM.67.6.2766-2774.2001 |
| [11] | Furet J P, Firmesse O, Gourmelon M, et al. Comparative assessment of human and farm animal faecalmicrobiota using real-time quantitative PCR[J]. Fems Microbiology Ecology, 2009,68(3): 351–362. DOI: 10.1111/fem.2009.68.issue-3 |
| [12] | Castillo M, Martín-Orúe S M, Manzanilla E G, et al. Quantification of total bacteria, enterobacteria and lactobacilli populations in pig digesta by real-time PCR[J]. Veterinary Microbiology, 2006,114(1): 165–170. |
| [13] | Len N, Hong T, Ogle B, et al. Comparison of total tract digestibility, development of visceral organs and digestive tract of Mongcai and Yorkshire×Landrace piglets fed diets with different fibre sources[J]. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 2009,93(2): 181–191. DOI: 10.1111/jpn.2009.93.issue-2 |
| [14] | Herfel T, Jacobi S, Lin X, et al. Stabilized rice bran improves weaning pig performance via a prebiotic mechanism[J]. Journal of Animal Science, 2013,91(2): 907–913. DOI: 10.2527/jas.2012-5287 |
| [15] | 李晶, 周勤飞, 何胜强, 等. 米糠和抗氧化剂对肥育猪生产性能和胴体品质的影响[J]. 饲料工业, 2009, 30(24): 45–47. Li J, Zhou Q F, He S Q, et al. The effect of dietary rice bran and antioxidant on performance and carcass traits in fattening pigs[J]. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition Feed Industry, 2009,30(24): 45–47. (in Chinese) |
| [16] | Wenk C. The role of dietary fibre in the digestive physiology of the pig[J]. Animal Feed Science and Technology, 2001,90(1): 21–33. |
| [17] | Noblet J, Fortune H, Shi X S, et al. Prediction of net energy value of feeds for growing pigs[J]. Journal of Animal Science, 1994,72(2): 344–354. |
| [18] | Freire J, Guerreiro A, Cunha L, et al. Effect of dietary fibre source on total tract digestibility, caecum volatile fatty acids and digestive transit time in the weaned piglet[J]. Animal Feed Science and Technology, 2000,87(1): 71–83. |
| [19] | Jørgensen H, Zhao X Q, Eggum B O. The influence of dietary fibre and environmental temoperature on the development of the gastrointestinal tract, digestibility, degree of fermentation in the hind-gut and energy metabolism in pigs[J]. British Journal of Nutrition, 1996,75(3): 365–378. DOI: 10.1079/BJN19960140 |
| [20] | Ngoc T T, Hong T T, Len N T, et al. Effect of fibre level and fibre source on gut morphology and micro-environment in local(MongCai) and exotic(Landrace×Yorkshire)pigs[J]. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 2012,25(12): 1726–1733. DOI: 10.5713/ajas.2012.12305 |
| [21] | Chen H, Mao X, Che L, et al. Impact of fiber types on gut microbiota, gut environment and gut function in fattening pigs[J]. Animal Feed Science and Technology, 2014,195: 101–111. DOI: 10.1016/j.anifeedsci.2014.06.002 |
| [22] | Jin L, Reynolds L P, Redmer D A, et al. Effects of dietary fiber on intestinal growth, cell proliferation, and morphology in growing pigs[J]. Journal of Animal Science, 1994,72(9): 2270–2278. |
| [23] | Goodlad R A, Levi S, Lee C Y, et al. Morphometry and cell proliferation in endoscopic biopsies:evaluation of a technique[J]. Gastroenterology, 1991,101(5): 1235–1241. DOI: 10.1016/0016-5085(91)90072-S |
| [24] | Rojo R, Mendoza G, González S, et al. Effects of exogenous amylases from Bacillus licheniformis and Aspergillus niger on ruminal starch digestion and lamb performance[J]. Animal Feed Science and Technology, 2005,123: 655–665. |
| [25] | Varel V, Yen J T. Microbial perspective on fiber utilization by swine[J]. Journal of Animal Science, 1997,75(10): 2715–2722. DOI: 10.2527/1997.75102715x |
| [26] | Weber T E, Ziemer C J, Kerr B J. Effects of adding fibrous feedstuffs to the diet of young pigs on growth performance, intestinal cytokines, and circulating acute-phase proteins[J]. Journal of Animal Science, 2008,86(4): 871–881. DOI: 10.2527/jas.2007-0330 |
| [27] | Whitney M H, Shurson G C, Johnston L J, et al. Growth performance and carcass characteristics of grower-finisher pigs fed high-quality corn distillers dried grain with solubles originating from a modern Midwestern ethanol plant[J]. Journal of Animal Science, 2006,84(12): 3356–3363. DOI: 10.2527/jas.2006-099 |
| [28] | Liu H, Ivarsson E, Dicksved J, et al. Inclusion of chicory(Cichorium intybus L.)in pigs' diets affects the intestinal microenvironment and the gut microbiota[J]. Applied and Environmental Microbiology, 2012,78(12): 4102–4109. DOI: 10.1128/AEM.07702-11 |
| [29] | 冯平.肥育猪对不同类型纤维消化适应性及其后肠发酵与微生物菌群变化研究[D].北京:中国农业科学院, 2013. Feng P. Adaptation to different types of fiber in growing-finishing swine and changes of hindgut fermentation and microbiota[D]. Beijing:Chinese Academy of Agricultural Sciences, 2013(in Chinese with English abstract). http://cdmd.cnki.com.cn/article/cdmd-82101-1013357520.htm |
| [30] | Pryde S E, Duncan S H, Hold G L, et al. The microbiology of butyrate formation in the human colon[J]. Femsmicrobiology Letters, 2002,217(2): 133–139. |
| [31] | Chen H, Mao X, He J, et al. Dietary fibre affects intestinal mucosal barrier function and regulates intestinal bacteria in weaning piglets[J]. British Journal of Nutrition, 2013,110(10): 1837–1848. DOI: 10.1017/S0007114513001293 |