1、品種
研究表明人和小鼠的腸道微生物受遺傳背景和環(huán)境因素的影響。豬腸道微生物同樣受這兩方面的影響。擬桿菌門(mén),厚壁菌門(mén),螺旋體門(mén)和變形菌門(mén)是榮昌豬和約克夏豬糞便微生物的優(yōu)勢(shì)菌群,但與約夏克豬相比,榮昌豬糞便微生物中厚壁菌門(mén)和螺旋菌門(mén)所占總菌群比率顯著升高,擬桿菌門(mén)的豐度顯著降低。這也是榮昌豬脂肪含量高的原因之一。通過(guò)擴(kuò)增細(xì)菌16S rRNA基因V6-V8區(qū)序列進(jìn)行DGGE分析指出,藏豬糞便中比長(zhǎng)白豬有更豐富的微生物。對(duì)國(guó)內(nèi)外不同品種的8個(gè)豬種的腸道微生物分析表明,肥胖型的中國(guó)地方豬種腸道菌群具有較高的相似性,含有較高比例的厚壁菌門(mén)和擬桿菌門(mén),而瘦肉型的國(guó)外豬種之間也有一定的相似性,同時(shí)國(guó)內(nèi)豬種腸道微生物的豐度高于國(guó)外豬種。上述研究表明了豬種是影響豬腸道微生物組成的因素之一。
2、日糧
膳食纖維是豬腸道微生物重要的底物,其對(duì)腸道功能的影響主要是通過(guò)豬后腸細(xì)菌的交互作用,包括腸道微生物群落組成的改變和發(fā)酵終產(chǎn)物的生產(chǎn),來(lái)影響豬后腸對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。日糧中提高膳食纖維水平可以增加分解纖維素和半纖維素活性的細(xì)菌。膳食纖維可以增加斷奶仔豬大腸中有益菌的豐度,降低有害菌的豐度。哺乳仔豬日糧中添加苜蓿可增加盲腸和末端結(jié)腸中梭菌屬和糞球菌屬的數(shù)量,并且能夠減少豬鏈球菌的數(shù)量;添加純纖維素能夠抑制盲腸中金黃色葡萄球菌的生長(zhǎng)。其中糞腸球菌主要有產(chǎn)丁酸鹽的作用,丁酸已被發(fā)現(xiàn)是一種健康促進(jìn)代謝物,它可以誘導(dǎo)分化調(diào)節(jié)性T細(xì)胞,具有抗炎作用。而豬鏈球菌能夠引起斷奶仔豬的死亡。
蛋白也是重要腸道微生物的發(fā)酵底物。部分蛋白質(zhì)在小腸中被發(fā)酵為小肽和氨基酸,而部分降解為支鏈氨基酸和一些有害物,如氨氣,胺類(lèi)物質(zhì)和酚類(lèi)化合物等,這些物質(zhì)由許多細(xì)菌形成,例如擬桿菌屬,丙酸桿菌屬,鏈球菌屬和梭菌屬。 例如支鏈氨基酸通過(guò)梭狀芽胞桿菌通過(guò)Stickland反應(yīng)大量產(chǎn)生。所以日糧中的蛋白水平對(duì)腸道微生物具有重要的影響。研究表明,日糧中添加酪蛋白可顯著改善腸道內(nèi)乳酸桿菌、雙歧桿菌以及芽孢桿菌區(qū)系,增加腸道菌群的活性。高通量測(cè)序結(jié)果表明,用棉籽粕作為主要蛋白來(lái)源飼料飼喂仔豬,能夠提高小腸微生物中有益菌的比例,如乳酸菌,梭菌等。
研究表明不同的脂肪含量可影響動(dòng)物的腸道微生物數(shù)量及組成。熒光定量PCR結(jié)果顯示,高脂日糧飼喂豬的腸道微生物中,擬桿菌屬和腸桿菌屬的數(shù)量顯著升高,雙歧桿菌和乳酸桿菌的數(shù)量則顯著降低。低脂高纖維日糧促進(jìn)有益菌和短鏈脂肪酸的產(chǎn)生,特別丁酸鹽,而高脂低纖維日糧則促進(jìn)對(duì)健康有負(fù)面影響的菌群。不同來(lái)源的脂肪酸也會(huì)對(duì)腸道微生物產(chǎn)生影響。研究椰子油、豬油和魚(yú)油對(duì)盲腸的微生物數(shù)量影響時(shí)發(fā)現(xiàn),與豬油相比,椰子油和魚(yú)油可降低盲腸內(nèi)容物中的大腸桿菌數(shù)量,減少大腸桿菌對(duì)豬的影響,增加乳酸桿菌和雙歧桿菌數(shù)量。
3、抗生素
添加抗生素是維持和改善動(dòng)物健康和飼料報(bào)酬最經(jīng)濟(jì)有效的方式,另外抗生素被廣泛應(yīng)用于畜禽疾病的治療和預(yù)防。抗生素對(duì)豬腸道微生物有重要的影響。在ASP250抗生素復(fù)合劑對(duì)豬腸道微生物影響的研究中發(fā)現(xiàn),添加ASP250 14天后,豬腸道微生物發(fā)生了顯著的變化。給藥組腸道中變形菌門(mén)從1%增加至11%,特別是大腸桿菌的數(shù)量;宏基因組分析顯示,給藥組腸道中與能量產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化相關(guān)的微生物功能基因增加。添加抗生素后雖然腸道微生物多樣性增加,但是抗性基因的表達(dá)隨之升高,增加了細(xì)菌的耐藥性。16SrRNA V3區(qū)域焦磷酸測(cè)序結(jié)果顯示,添加泰樂(lè)菌素后加速了豬腸道微生物菌群的定植和成熟,這種變化有利于提高豬的生產(chǎn)性能。卡巴多司是另一種在養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)廣泛應(yīng)用的抗生素,主要作用是防止豬腹瀉和豬提高生產(chǎn)性能。16S rRNA測(cè)序結(jié)果表明,卡巴多司抑制由日糧引起的腸道大腸桿菌的生長(zhǎng),且作用效果迅速。上述研究表明使用不同的抗生素腸道微生物會(huì)發(fā)生不同的變化。雖然抗生素的使用可以促進(jìn)腸道有益菌的生長(zhǎng)抑制有害菌,但是過(guò)度依賴(lài)抗生素會(huì)提高病原菌的抗性,導(dǎo)致抗生素的使用效果下降。新一代測(cè)序技術(shù)的使用,能夠準(zhǔn)確的分辨出抗生素使用后腸道微生物的變化情況,對(duì)新型益生菌的開(kāi)發(fā)提高了理論基礎(chǔ)。
4、酶制劑
添加飼料酶制劑在促進(jìn)生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)物利用效率的價(jià)值在動(dòng)物生產(chǎn)中是公認(rèn)的。酶制劑發(fā)揮作用的方式有以下幾點(diǎn):
(1)降解日糧中不能被動(dòng)物自身酶類(lèi)水解的特殊化學(xué)鍵,如混合植酸鹽;
(2)消除細(xì)胞壁多糖,增加淀粉氨基酸礦物質(zhì)的利用率;
(3)分解日糧中的抗?fàn)I養(yǎng)因子,如可溶性非淀粉多糖,植酸;
(4)水解不溶性非淀粉多糖,提高后腸發(fā)酵能力從而提高總能的利用;
(5)補(bǔ)充動(dòng)物幼仔由于消化系統(tǒng)發(fā)育不成熟造成的內(nèi)源酶不足,如脂肪酶,淀粉酶,蛋白酶等;
(6)改善動(dòng)物消化道環(huán)境。對(duì)酶制劑和動(dòng)物腸道微生物的互作的研究,使我們更加深入了解了動(dòng)物的生產(chǎn)性能與微生物之間的相互聯(lián)系。在日糧中添加有淀粉酶、蛋白酶和木聚糖酶組成的復(fù)合酶制劑能提高仔豬增重和飼料轉(zhuǎn)化率,增加胃中食糜粘度以及結(jié)腸中短鏈脂肪酸的濃度,同時(shí)增加了盲腸中乳酸菌的數(shù)目減少了結(jié)腸中大腸桿菌的數(shù)目。在斷奶仔豬日糧中添加葡萄糖氧化酶可以提高豬的生產(chǎn)性能,增加血液中T3,T4和生長(zhǎng)激素的濃度,降低豬糞便中沙門(mén)氏菌的數(shù)量,促進(jìn)腸道健康。35日齡開(kāi)始添加木聚糖酶和β葡聚糖酶的混合酶制劑可以提高豬的生產(chǎn)性能,同時(shí)能夠提高乳酸菌和枯草桿菌的數(shù)量,降低沙門(mén)氏菌和大腸桿菌的豐度,有利于腸道健康。