生土豆淀粉对猪盲肠和结肠中菌群组成和代谢物的影响

【作者】 方令东； 苏勇； 朱伟云；

【机构】 南京农业大学动物科技学院；

【摘要】 抗性淀粉不被动物小肠消化进入大肠被微生物菌群发酵,因其可以改善动物和肠道的健康,近年来越来越受关注。本研究目的是探讨长期在日粮中添加生土豆淀粉(高抗性淀粉含量)对生长肥育猪的后肠菌群组成,短链脂肪酸浓度和代谢物组谱的影响。试验选取36头(平均体重约23 kg)杜长大三元杂交阉公猪,随机分为两组,每组6个重复,每个重复3头猪。两组分别饲喂含纯玉米淀粉和生土豆淀粉日粮,生长期和肥育期土豆淀粉组分别用250 g/kg和350 g/kg的生土豆淀粉替代玉米淀粉。试验猪体重达110 kg时,每个重复随机屠宰一头猪,分别采集结肠和盲肠内容物。应用高通量测序分析肠道菌群组成,气相色谱法测定短链脂肪酸浓度,气质联用(GC/MS)技术分析代谢组谱。结果表明,生土豆淀粉组猪盲肠中丁酸浓度显著高于玉米淀粉组,而其他的短链脂肪酸浓度差异不显著。生土豆淀粉组猪结肠中各短链脂肪酸浓度均显著高于对照组。饲喂生土豆淀粉后,盲肠和结肠中总菌数量均显著下降。门的水平上,盲肠和结肠内容物中厚壁菌门有所增加,而变形菌门、拟杆菌门、螺旋菌门和柔膜菌门则有所下降。属的水平上,链球菌属、粪球菌属、瘤胃球菌属、柔膜菌属和Blautia属丰度显著升高,而八迭球菌属、梭菌属和Dorea属丰度显著降低。对GC/MS分析出的两组代谢产物进行差异化合物分析发现,生土豆淀粉组结肠和盲肠中的脯氨酸、甘氨酸、门冬氨酸、α-氨基丁酸、甘油酸、3-苯丙酸、壬酸、腐胺及鹅去氧胆酸显著低于玉米淀粉组,而一些有机酸如硬脂酸(棕榈酸)、脂肪酸(花生四烯酸、油酸、亚油酸)和一些必需氨基酸(亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸等)及谷氨酸和谷氨酰胺等的含量显著高于玉米淀粉组。经代谢通路和代谢产物富集分析显示,生土豆淀粉日粮显著影响了淀粉和蔗糖代谢(麦芽糖、果糖)、氨基酸转运与蛋白质合成(谷氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、甘氨酸、色氨酸)、脂代谢(羟基丁酸、油酸、软脂酸、硬脂酸)、糖酵解(6-磷酸葡糖糖、3-甘油磷酸)、磷酸戊糖途径(磷酸、磷酸戊糖)、磷酸肌醇代谢(2-磷酸肌醇)及核苷酸代谢(次黄嘌呤、3-羟基吡啶)。综上所述,本研究表明长期饲喂抗性淀粉可影响猪的后肠菌群组成和代谢产物含量,其中丁酸能够改善机体和肠道的健康。更多还原