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骨骼肌表型肌内脂肪和肌纤维特性是影响猪肉食用品质的主要决定因素。最近肠道微生物在宿主生理功能中的重要作用已被破译,但不同品种猪骨骼肌表型差异与肠道微生物的关系尚不清楚。营养与肠道微生物互作对骨骼肌表型的影响还未见报道。本研究通过四个试验,研究了猪品种、猪源菌群移植和断奶后抗生素干预对肠道菌群结构和骨骼肌表型及代谢的影响,并进一步探讨了不同肠道微生物组成的猪对饲粮淀粉类型的响应,为深入认识营养-微生物-宿主互作规律提供试验依据。试验一不同品种猪肠道微生物和骨骼肌表型及代谢的差异本试验旨在比较不同品种猪(荣昌猪和大白猪)菌群结构和骨骼肌表型及代谢的差异。选取12周龄的荣昌猪和大白猪各5头,饲喂不含抗生素的相同饲粮。试验期共56天。结果表明:1)与大白猪相比,荣昌猪肥肉率较高而瘦肉率较低(P<0.05);荣昌猪腓肠肌肌纤维直径和横截面积有降低的趋势(P=0.0994);荣昌猪腓肠肌肌内脂肪含量、甘油三酯含量和脂蛋白酯酶活性较高(P<0.05)。2)与大白猪相比,荣昌猪腓肠肌MYH7表达量上调而MYH4表达量下调(P<0.05);荣昌猪腓肠肌ACACA、FASN、SREBF1和LPL表达量显著上调(P<0.05),CD36表达量有上调的趋势(P=0.081),而CPT1B表达量显著下调(P<0.05)。3)与大白猪相比,荣昌猪粪便中厚壁菌门和螺旋体门丰度提高而拟杆菌门丰度显著降低(P<0.05);β多样性结果显示,两品种猪菌群结构存在显著差异(P<0.05)。4)拟杆菌门与肌内脂肪、甘油三酯和MYH7表达量显著负相关,与肌纤维直径、横截面积显著正相关(P<0.05)。厚壁菌门与肌纤维直径、横截面积显著负相关,而与肌肉甘油三酯含量显著正相关(P<0.05)。螺旋体门与肌纤维直径、横截面积和MYH4表达量显著负相关,而与肌内脂肪含量、甘油三酯含量和MYH7表达量显著正相关(P<0.05)。疣微菌门与肌肉甘油三酯含量显著正相关(P<0.05)。5)瘤胃球菌属、YRC22属和密螺旋体属与肌内脂肪含量、甘油三酯含量和MYH7表达量显著正相关,与肌纤维直径、横截面积和MYH4表达量显著负相关(P<0.05)。厌氧弧菌属、琥珀酸弧菌属和普雷沃氏菌属与肌纤维直径、横截面积和MYH4表达量显著正相关,与肌肉甘油三酯含量和MYH7表达量显著负相关(P<0.05)。巨型球菌属与肌肉甘油三酯含量和MYH7表达量显著负相关(P<0.05)。以上结果表明,肉脂型与瘦肉型猪胴体组成、骨骼肌表型及代谢和菌群结构存在显著差异。肠道微生物优势门和属与骨骼肌表型及代谢显著相关。试验二无菌小鼠移植猪源菌群对骨骼肌表型及代谢的影响本试验旨在研究菌群移植对无菌小鼠菌群结构和骨骼肌表型及代谢的影响。试验选用健康状况良好的20只BALB/C无菌乳鼠,按体重相近、性别分布均匀的原则随机分为两组,分别接种荣昌猪和大白猪的菌群接种液,记为荣昌猪源菌群小鼠(RM)和大白猪源菌群小鼠(YM),每个处理10个重复,每个重复1只小鼠。试验期共35天。结果表明:1)与YM相比,RM粪便中厚壁菌门、梭杆菌门和放线菌门丰度显著提高,而拟杆菌门和变形菌门丰度显著降低(P<0.05)。β多样性结果显示,无菌小鼠与相应供体猪肠道菌群相似性高,菌群移植能复制供体猪的肠道菌群组成。2)与YM相比,RM体脂率显著提高(P<0.05);RM腓肠肌肌纤维横截面积有降低的趋势(P=0.0832);RM腓肠肌甘油三酯含量和脂蛋白酯酶活性显著提高(P<0.05)。3)与YM相比,RM腓肠肌MYH4表达量显著降低(P<0.05),而MYH7表达量有提高的趋势(P=0.0576);RM腓肠肌ACACA表达量显著提高而CPT1B显著降低,LPL、CD36和SREBF1表达量有提高的趋势(P=0.0864,P=0.0812,P=0.066)。以上结果表明,菌群移植可成功构建猪源菌群小鼠,受体小鼠与供体猪菌群组成相似度较高。移植荣昌猪菌群可增加无菌小鼠肌肉脂肪沉积,并改变肌纤维特性,表明肠道微生物可携带宿主特性在种间传递。试验三抗生素干预肠道微生物组成对仔猪骨骼肌表型及代谢的影响本试验旨在通过抗生素处理干预肠道微生物,研究仔猪肌肉脂肪沉积和肌纤维特性。选取18头28日龄的Topics hybrid×Piétrain断奶仔猪,按体重、性别和窝次平衡的原则随机分为两组,分别饲喂对照饲粮和抗生素饲粮(泰乐菌素磷酸盐,100 ppm),每个处理9个重复,每个重复1头猪,试验期共39天。结果表明:1)两组仔猪起始粪便微生物组成相似度高;抗生素处理后,与对照组相比,抗生素组仔猪盲肠中厚壁菌门丰度显著提高(P<0.05),结肠中厚壁菌门丰度有提高的的趋势(P=0.069),盲肠(P=0.056)和结肠(P=0.076)拟杆菌门丰度有降低的趋势,盲肠厚壁菌门/拟杆菌门比值显著降低(P<0.05);β多样性结果显示抗生素可显著改变仔猪盲肠和结肠微生物组成。2)抗生素处理显著提高仔猪末重和平均日增重,显著降低料肉比(P<0.05);抗生素处理显著提高仔猪胴体总体积、瘦肉量和肥肉量(P<0.05),但对胴体瘦肉率和肥肉率无显著影响(P>0.05)。3)抗生素处理有提高仔猪血清甘油三酯的趋势(P=0.08);显著提高仔猪背肌肌内脂肪含量(P<0.05)。4)抗生素处理显著降低仔猪背肌肌纤维密度(P<0.05);显著提高背肌MYH7和MYH4表达而降低MYH1表达(P<0.05)。5)抗生素处理显著提高背肌ACACA、LPL和CD36的表达(P<0.05),有提高FASN表达的趋势(P=0.05),而有降低PNPLA2表达的趋势(P=0.07)。6)抗生素处理显著降低仔猪结肠粘膜ANGPTL4和PPARG的表达(P<0.05)。以上结果表明,断奶仔猪用抗生素处理可以改变肠道微生物组成,提高仔猪生产性能,增加背最长肌肌内脂肪的沉积,并改变肌纤维类型,其机制可能与调节肠粘膜PPARG-ANGPTL4有关。试验四育肥猪肠道微生物组成和饲粮淀粉类型对骨骼肌表型及代谢的影响本试验旨在研究微生物Prevotella/Bacteroides比(P/B比)和饲粮淀粉类型对育肥猪骨骼肌表型及代谢的影响。试验采用2×2因子设计,主效应分别为微生物P/B比(高P/B比和低P/B比)和饲粮淀粉类型(直链淀粉和支链淀粉)。按体重相近的原则,选取12头高P/B比猪和12头低P/B比猪,分别饲喂对照饲粮和高直链淀粉饲粮(高直链玉米淀粉等量替代对照饲粮中的高支链玉米淀粉),每个处理6个重复,每个重复1头猪。试验期共38天。结果表明:1)高低P/B比育肥猪起始粪便微生物组成存在显著差异(P<0.05),高P/B比育肥猪粪便中Prevotella/Bacteroides比值显著高于低P/B猪(P<0.05)。2)与对照饲粮相比,高直链淀粉饲粮显著降低育肥猪干物质、能量和蛋白质表观消化率以及回肠粘膜淀粉酶活性和ANGPTL4含量(P<0.05),而显著提高血清胰岛素、乙酸和总SCFAs含量,背肌PPARGC1A和半腱肌LPL表达量以及结肠食糜乙酸和总SCFAs含量(P<0.05);β多样性结果显示,高直链淀粉饲粮显著改变了猪肠道微生物组成(P<0.05)。3)与低P/B猪相比,高P/B猪干物质、能量和蛋白质表观消化率,血清胰岛素水平,背肌ACACA、CD36、PPARGC1A和MYH7表达量,半腱肌肌内脂肪含量、ACACA、LPL、CD36和MYH7表达量,回肠粘膜LPS含量以及结肠粘膜SLC5A8表达量显著降低(P<0.05),而血清ANGPTL4和丙酸含量,背肌ANGPTL4、CPT1B和PRKAA1表达量以及回肠粘膜ANGPTL4含量显著增加(P<0.05);与低P/B猪相比,高P/B猪拟杆菌门丰度和Prevotella/Bacteroides比值显著提高,β多样性结果显示,高低P/B猪肠道微生物组成存在显著差异(P<0.05)。4)饲粮淀粉类型和P/B比对猪血清ANGPTL4含量、半腱肌肌内脂肪含量、甘油三酯水平、肌纤维直径和CD36表达量、回肠粘膜LPS含量、结肠粘膜PPARG、ANGPTL4和SLC5A8表达量以及结肠食糜乙酸和总SCFAs含量有显著的交互作用(P<0.05);高直链淀粉饲粮仅能显著提高低P/B猪半腱肌肌内脂肪、甘油三酯含量和CD36表达量、回肠粘膜LPS含量、结肠粘膜SLC5A8表达以及结肠食糜乙酸和总SCFAs含量,而显著降低低P/B猪血清ANGPTL4含量、半腱肌肌纤维直径以及结肠粘膜PPARG和ANGPTL4表达量。以上结果表明,高直链淀粉饲粮显著改变育肥猪肠道微生物组成,提高后肠短链脂肪酸含量;高P/B猪骨骼肌肌内脂肪显著低于低P/B猪,与脂肪酸从头合成和脂肪酸摄取相关基因表达下调有关;微生物P/B比和饲粮淀粉类型互作改变骨骼肌表型及代谢,高直链淀粉饲粮能提高低P/B猪骨骼肌肌内脂肪含量,降低肌纤维直径,改变肌纤维类型,其机制可能与肠粘膜PPARG-ANGPTL4的表达调节和后肠中乙酸的累积有关。综上所述,中国地方猪种和外种猪在肠道微生物结构和骨骼肌表型及代谢上存在显著区别,菌群移植可部分传递宿主骨骼肌表型及代谢到无菌小鼠;泰乐菌素干预肠道微生物组成,提高厚壁菌门/拟杆菌门比值,进而改变仔猪骨骼肌表型及代谢;猪肠道微生物组成和饲粮淀粉类型可显著影响骨骼肌表型及代谢,肠道微生物Prevotella/Bacteroides比在一定程度上决定着宿主对不同饲粮淀粉类型的响应。由此可见,骨骼肌表型及代谢不但与猪品种有关,也与肠道微生物密切相关,改变微生物组成可改变骨骼肌肌内脂肪含量和肌纤维特性。