基于肠道菌群及乳汁代谢物差异解析其对母猪繁殖泌乳性能的调控作用

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cairinga
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母猪的繁殖泌乳性能是决定养猪业生产及经济效益的关键因素。已有研究表明,肠道菌群和乳汁功能性分子在母体代谢及仔代发育中发挥关键作用,但其对母猪繁殖泌乳性能的影响还未见报道。本试验旨在研究不同繁殖性能及不同泌乳性能母猪的肠道菌群和乳汁代谢物的差异,解析肠道菌群或乳汁代谢物对母猪繁殖、泌乳性能调控的可能机制。本试验选取168头经产大白母猪,根据母猪死胎率及仔猪断奶窝重,分别构建高低死胎率及高低泌乳性能母猪模型。试验一:在母猪背膘、胎次、总产仔数及仔猪初生均重等条件一致的条件下,基于母猪死胎率的差异,筛选20头母猪构建高(High,死胎率>11.11%)和低(Low,死胎率<11.11%)死胎率模型,统计母猪繁殖性能,并分析和测定母猪氧化应激及肠道菌群结构。结果显示:低死胎率母猪的产程较短(P<0.05),总抗氧化能力和羟自由基抑制率(-OH)水平较高(P<0.05)。两组之间有6个菌属丰度存在显著差异(P<0.05);7个菌属丰度与死胎率显著相关(P<0.05),2个菌属丰度与产程显著相关(P<0.05)。值得注意的是Lachnospiraceae_UCG-001,Marvinbryantia和Ruminococcaceae_UCG-004的菌属丰度与母猪抗氧化能力负相关(P<0.05),与死胎率正相关(P<0.05)。进一步通过16S功能预测发现,低死胎率母猪肠道菌群天然抗生素合成底物-聚酮糖合成能力较强(P<0.05),环境污染物硝基甲苯降解能力较低(P<0.05)。试验二:在母猪胎次、背膘、寄养后仔猪数、窝重、均重等条件一致的条件下,基于仔猪断奶窝重的差异,筛选66头母猪构建高(H,断奶窝重>57.01 kg)和低(L,断奶窝重<46.15 kg)泌乳性能模型,测定并分析母猪氧化应激、常规乳成分、乳汁小分子代谢物及肠道菌群结构,结果表明:低泌乳性能母猪分娩当天的氧化应激水平较高(P<0.05),断奶当天的氧化应激水平有较高的趋势。有趣的是低泌乳性能母猪初乳中的乳脂含量有较低的趋势(P=0.05),且常乳中的乳糖含量显著较低(P<0.05)。乳汁代谢组学的研究结果发现,高低泌乳性能母猪乳汁中,碳水化合物代谢物及氨基酸代谢物含量均存在显著差异,其中有13个碳水化合物代谢物存在显著差异(P<0.05),18个氨基酸代谢物存在显著差异(P<0.05)。通过16S r RNA基因测序结果发现,妊娠期有12个菌属,泌乳期有13个菌属可分别作为区分高低泌乳性能母猪的标志物;且在低泌乳母猪肠道菌群丰度较高的Cyanobacteria的标志物甘露醇,在低泌乳性能母猪的常乳中显著较高(P<0.05),而有助于脑神经损伤后修复的肌酸,在高泌乳性能母猪乳汁中显著较高(P<0.01)。母猪的抗氧化能力及仔猪断奶窝重与Bacteroides_f__Bacteroidaceae显著正相关(P<0.05),与Phascolarctobacterium及Streptococcus显著负相关(P<0.05)。综上所述,高死胎率母猪产程延长,这与妊娠后期母猪肠道菌群紊乱密切相关。乳中功能性小分子物质和母猪肠道菌群是决定母猪泌乳性能水平的关键调控靶点。
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