《Veterinary Sciences》:Effects of Partial Replacement of Wheat Bran with Poplar Wood Composite Fiber on Growth Performance, Nutrient Apparent Digestibility, Immune Function, and Gut Microbiota in Growing Pigs
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本研究旨在评估杨木复合纤维(PWCF)部分替代麦麸对生长猪生长性能、免疫状态、全肠道表观消化率(ATTD)和肠道微生物组成的影响。将140头健康杂交(杜洛克×长白×大白)生长猪(初始体重47.25±0.49 kg)随机分为两个日粮处理组,每个处理5个重复,每个
本研究旨在评估杨木复合纤维(PWCF)部分替代麦麸对生长猪生长性能、免疫状态、全肠道表观消化率(ATTD)和肠道微生物组成的影响。将140头健康杂交(杜洛克×长白×大白)生长猪(初始体重47.25±0.49 kg)随机分为两个日粮处理组,每个处理5个重复,每个重复14头猪。对照组(CT)饲喂以玉米-豆粕为基础、含麦麸和米糠粕的日粮,而试验组饲喂相同日粮但用PWCF替代2%的麦麸。试验持续60天。与CT组相比,用PWCF替代麦麸在第30天或第60天均未影响体重、平均日采食量、饲料转化率或平均日增重(p > 0.05)。此外,在两个时间点均未观察到对养分ATTD以及血清免疫球蛋白A(IgA)、IgG和IgM水平的负面影响,表明PWCF可作为生长猪日粮中麦麸的合适部分替代品。然而,它可以通过降低血尿素氮(BUN)浓度和BUN/肌酐比值以及降低血清总游离氨基酸来调节氮代谢(p < 0.05)。此外,通过增加过氧化氢酶(CAT)活性可以短暂提高抗氧化能力。肠道微生物群分析显示,该替代显著增加了Treponema、Lachnospiraceae_XPB1014_group和Prevotellaceae_UCG-001的相对丰度(p < 0.05)。这些变化表明PWCF调节肠道微生物群并富集纤维降解细菌种群。总体而言,用PWCF替代麦麸不会损害生长性能、免疫力或消化率,同时改变微生物群落组成。这些发现支持了PWCF作为替代纤维源的潜在应用,有助于饲料配方的更大多样化。
膳食纤维(DF,指抗内源消化酶水解的食品组分)在生长猪日粮中的应用效果复杂,受添加水平和纤维来源影响。麦麸作为常用纤维源,虽富含DF(约35–45%)和粗蛋白(14–18%),但储存时易受病原微生物和霉菌毒素(如脱氧雪腐镰刀菌烯醇、玉米赤霉烯酮)污染,威胁饲料安全。杨木复合纤维(PWCF,由杨木经机械加工和纤维分离制得的木质纤维素纤维)具有高DF含量和持水膨胀等理化特性,且杨木资源丰富、加工残余量大,是潜在的可持续替代纤维源,但其在猪日粮中的应用信息有限。因此,本研究旨在评估PWCF部分替代麦麸对生长猪生长性能、免疫状态、全肠道表观消化率(ATTD)和肠道微生物组成的影响,为PWCF作为日粮纤维源提供理论依据。论文发表在《Veterinary Sciences》。
研究人员将140头健康杂交(杜洛克×长白×大白)生长猪(初始体重47.25±0.49 kg)随机分为两组(每组5个重复,每重复14头),对照组(CT)饲喂玉米-豆粕基础日粮(含麦麸和米糠粕),试验组(FF)以2%PWCF替代等量麦麸,试验期60天。于第0、30、60天记录体重(BW)和采食量,计算平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)和饲料转化率(F:G)。试验结束时,每重复选1头猪采集前腔静脉血,测定血清生化指标(葡萄糖(GLU)、甘油三酯(TG)、总蛋白(TP)、血尿素氮(BUN)、血氨、肌酐)及血清氨基酸谱(采用高效液相色谱(HPLC)),免疫球蛋白(IgA、IgG、IgM)用酶联免疫吸附法(ELISA)检测,抗氧化指标(过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA))用试剂盒测定。最后3天,每圈随机选3头猪直肠采集粪便,混合为一份样品,测定干物质(DM)、粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、钙、磷、灰分、总能(GE)、中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF),以酸不溶灰分(AIA)为内标计算ATTD。粪便微生物分析采用16S rRNA基因V3-V4区高通量测序(引物338F/806R),通过DADA2去噪生成扩增子序列变体(ASV),在QIIME2中使用SILVA 138数据库进行物种注释,并采用主坐标分析(PCoA)和线性判别分析效应量(LEfSe)评估组间差异。统计采用SAS 9.4的Student’s t检验,以栏为实验单位(n=5),p<0.05为显著差异。
**3.1 生长性能与全肠道养分表观消化率**
通过体重、ADG、ADFI、F:G及ATTD测定,发现PWCF替代麦麸对生长猪的BW、F:G无显著影响(p>0.05),第31–60天FF组ADG和ADFI略高于CT组但差异不显著(p>0.05)。DM、CP、钙、磷、EE和GE的ATTD在组间也无显著差异(p>0.05),表明2%PWCF替代不影响生长性能和养分消化率。
**3.2 血清生化参数**
通过血清GLU、TC、TP、肌酐、血氨浓度测定,发现各组间在第30天和第60天均无显著差异(p>0.05)。第60天FF组血清BUN浓度呈降低趋势(p=0.084),且BUN/肌酐比值显著低于CT组(p<0.05),提示PWCF可能调节氮代谢。
**3.3 血清游离氨基酸谱**
通过血清氨基酸分析,第30天仅苯丙氨酸和总游离氨基酸(TFAA)呈降低趋势(p=0.082和p=0.059);第60天FF组苏氨酸和TFAA浓度显著低于CT组(p<0.05),丙氨酸呈降低趋势(p=0.065),表明PWCF影响了氨基酸代谢。
**3.4 血清免疫球蛋白水平与抗氧化相关指标**
通过血清IgG、IgA、IgM水平测定,两组间在第30天和第60天均无显著差异(p>0.05),说明PWCF未损害免疫功能。抗氧化指标方面,第30天FF组血清CAT活性显著高于CT组(p<0.05),MDA和SOD无差异;第60天各项指标均无显著差异,表明CAT活性的提升是短暂的。
**3.5 粪便微生物组成**
通过16S rRNA基因测序分析,FF组的ACE和Chao1指数显著高于CT组(p<0.05),Shannon指数略高(p<0.05),Simpson指数无显著差异。PCoA分析显示两组菌群结构显著分离(ANOSIM: p=0.011, R=0.380)。LEfSe分析表明,FF组富集的菌属包括Treponema、Lachnospiraceae_XPB1014_group和Prevotellaceae_UCG-001,而CT组富集的标志菌为Bacillus、未分类Bacilli和norank_f_Eubacterium coprostanoligenes group,说明PWCF增加了纤维降解菌的相对丰度。
**讨论**
讨论指出,PWCF替代麦麸未对生长性能、养分消化率和免疫产生负面影响,这与中等水平不溶性DF的耐受性一致。PWCF可能通过调节氮代谢降低BUN和BUN/肌酐比值,并减少血清TFAA(尤其是苏氨酸),改善蛋白质利用效率;同时短暂提升CAT活性增强抗氧化能力。肠道菌群变化方面,PWCF富含木聚糖,促进了Treponema、Lachnospiraceae和Prevotellaceae等纤维降解菌的增殖,但核心代谢产物(如短链脂肪酸(SCFA))未直接测定。研究未发现对肠道屏障功能的直接评估,需进一步探讨。
**结论**(翻译原文Conclusions部分)
总之,用PWCF替代2%的麦麸饲喂生长猪,对生长性能、养分消化率和健康相关指标无不良影响,同时影响了血清氮相关参数和肠道微生物组成。需进一步评估不同添加水平以确定PWCF的剂量依赖效应和实践应用潜力。