多糖对断奶仔猪肠道菌群、绒毛形态和免疫功能的影响

邵青玲，杨艳君，杜秀平

（1.晋中学院，山西晋中 030600；2.新疆泰昆集团股份有限公司技术部，新疆昌吉 831100）

断奶后仔猪面临多种应激源，如日粮改变、与母猪分离、接触陌生猪等，这种情况通常会影响采食量和仔猪生长速度，这两者都与肠黏膜完整性和病理紊乱有关（邢帅等，2018）。近年来发现，褐藻提取物（如海带多糖和褐藻多糖）是一种具有免疫调节和抗菌功能的生物活性物质。研究表明，褐藻多糖可能具有免疫调节作用和抗菌作用，O’doherty等（2010）发现，富含海带多糖和褐藻多糖的褐藻提取物主要通过提高营养物质消化率，减少粪便大肠杆菌种群来增加断奶仔猪日增重和肉料比。但在断奶仔猪日粮中，褐藻提取物各组分的作用方式仍不清楚。海带多糖和褐藻多糖可能提供一种营养手段来改变肠道形态或调节免疫，从而减少腹泻风险，在饲料无抗生素添加的情况促进生长性能。但任何替抗产品的应用都需要对其生理效应进行了解。因此，本试验旨在评估饲粮添加海带多糖和褐藻多糖对断奶仔猪肠道形态、肠道菌群、挥发性脂肪酸浓度和炎症因子基因表达的影响。

1 材料与方法

1.1 试验设计 试验选择平均体重为（6.9±0.38）kg的 24 d断奶仔猪 200头，采用2×2因子设计，随机分为4组，每组5个重复，每个重复10头组。对照组饲喂基础日粮（表1），处理组分别在基础日粮中添加240 mg/kg褐藻多糖、300 mg/kg海带多糖及230 mg/kg褐藻多糖+300 mg/kg褐藻多糖，试验共进行10 d（其中3 d为适应期）。

1.2 样品采集 试验结束当天，每个重复随机选择3头体重一致的仔猪进行屠宰，分离十二指肠、空肠、回肠和结肠。正式试验时每天对粪便进行评分。收集肠段内容物后，将样品在-80℃下保存。

1.3 指标测定 十二指肠、空肠和回肠切片用于分析绒毛高度、隐窝深度及绒毛高度/隐窝深度。参考Manzanilla等（2004）的方法测定结肠乳酸杆菌、大肠杆菌和肠杆菌数量。参考Sweeney等（2012）的方法测定结肠组织白细胞介素（IL）-6、IL-8、IL-10、IL-17A、IL-1β 和 肿 瘤 坏 死 因子-α的基因表达丰度。采用气相色谱法分析盲肠和结肠内容物挥发性脂肪酸含量（Pierce等，2006）。

表1 基础日粮组成及营养水平

1.4 统计分析 试验数据分析为2×2的阶乘，使用SAS软件一般线性模型程序，主因素为两种多糖及其交互作用。用SAS的Proc单变量函数检查数据是否正常，使用Tukey-Kramer对各重复平均值进行多重比较，P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 多糖对断奶仔猪绒毛形态的影响 由表2可知，日粮添加不同水平的褐藻多糖或海带多糖对断奶仔猪空肠和回肠绒毛高度、隐窝深度及绒毛高度/隐窝深度均无显著影响（P＞0.05）。但在十二指肠中，日粮添加褐藻多糖和海带多糖对断奶仔猪绒毛高度及绒毛高度/隐窝深度的影响具有显著交互作用（P＜0.05）。与基础日粮组相比，单独添加240 mg/kg褐藻多糖或300 mg/kg海带多糖均能显著提高十二指肠绒毛高度及绒毛高度/隐窝深度（P＜0.05），但同时添加两种多糖对十二指肠绒毛形态无显著影响（P＞0.05）。

2.2 多糖对断奶仔猪结肠微生物含量及免疫相关基因表达的影响 由表3可知，日粮补充海带多糖和褐藻多糖对粪便评分的影响具有显著交互作用（P＜0.06）。与基础日粮相比，单独添加海带多糖或褐藻多糖显著降低了粪便评分（P＜0.05）。日粮处理对结肠乳酸杆菌数量无显著影响（P＞0.05）。海带多糖和褐藻多糖对结肠肠杆菌和大肠杆菌数量的影响具有显著交互作用（P＜0.05）。与其他组相比，单独添加240 mg/kg褐藻多糖显著降低了肠杆菌数量（P＜0.05），而单独添加300 mg/kg海带多糖显著降低了大肠杆菌的数量（P＜0.05）。各处理组对结肠IL-6、IL-8、IL-17A、IL-1β和TNF-α基因的表达量无显著影响（P＞0.05），但日粮添加海带多糖和褐藻多糖对IL-10基因表达的影响具有显著交互作用，其中300 mg/kg海带多糖组较对照组显著提高了IL-10基因表达量（P＜0.05）。

表2 多糖对断奶仔猪绒毛形态的影响

表3 多糖对断奶仔猪结肠微生物含量及免疫相关基因表达的影响

表4 多糖对断奶仔猪盲肠和结肠挥发性脂肪酸含量的影响

2.3 多糖对断奶仔猪盲肠和结肠挥发性脂肪酸含量的影响 由表4可知，日粮添加200 mg/kg褐藻多糖较对照组和复合多糖组显著提高了盲肠异丁酸含量（P＜0.05），而对照组戊酸含量最高（P＜0.05）。对照组和复合多糖组盲肠支链挥发性脂肪酸浓度显著高于200 mg/kg褐藻多糖组（P＜0.05）。300 mg/kg海带多糖组较对照组显著降低了结肠戊酸含量（P＜0.05），而褐藻多糖和海带多糖同时添加结肠支链挥发性脂肪酸含量最高（P ＜ 0.05）。

3 讨论

O’doherty等（2010）证明了日粮添加含海带多糖和褐藻多糖对断奶后生长性能的改善作用。本研究结果发现，日粮添加纯化的海带多糖和褐藻多糖对断奶后第10天仔猪肠道形态有积极影响，包括提高十二指肠绒毛高度及绒毛高度与隐窝深度比值。绒毛高度和绒毛高度隐窝比的变化是营养消化和小肠吸收能力变化的良好指标。在本研究中，添加海带多糖和褐藻多糖后结肠中肠杆菌科细菌数量降低，这与Reilly等（2008）的研究结果一致。抑制肠杆菌科可以预防或减轻断奶后腹泻的严重程度，这在本研究中得到验证，仅添加褐藻多糖组结肠肠杆菌数量降低，粪便一致性得到改善。

IL-10等抗炎细胞因子在维持促炎介质和抗炎介质之间的平衡中发挥重要作用，研究表明，促炎细胞因子的过量产生可降低肠屏障完整性，改变上皮通透性（Hogaboam等，1998）。本研究中抗炎细胞因子IL-10表达下调，可能反映到促炎细胞因子减少。日粮海带多糖的免疫调节作用可能与其对肠道菌群调节的间接作用有关。在本研究中，仅添加海带多糖日粮组仔猪结肠炎症因子基因表达的减少可能促进了一个更稳定的生态系统，可能阻止某些特定菌群的增殖。

O’Doherty等（2010）研究发现，海带多糖和褐藻多糖对断奶仔猪生长性能和粪便微生物菌群有显著改善作用。从本试验结果可以看出，无论是海带多糖还是褐藻多糖都可以单独调节肠道形态和微生物菌群，但两者的组合无改善作用。此外，两种多糖对盲肠和结肠支链脂肪酸的相互作用可能有助于解释本研究联合使用的结果。肠杆菌科数量的增加和支链脂肪酸的增加表明，两种藻类多糖相结合可以促进蛋白质发酵。O’shea等（2011）也发现，肠杆菌科细菌数量的增加与远端胃肠道的蛋白质发酵有关。

4 结论

本研究结果表明，单独添加纯化的海带多糖或褐藻多糖均可改善肠道形态和肠道菌群。此外，日粮单独添加300 mg/kg海带多糖可以减少断奶仔猪结肠炎症细胞因子的基因表达。