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仔猪新生期肠道菌群不稳定,肠道菌群的定植对肠道功能及免疫系统发育至关重要;仔猪断奶时由于饲养环境和营养等多种因素影响,肠道菌群发生显著改变,进而影响仔猪生长性能和健康。益生菌被广泛应用于养猪生产中以调节仔猪肠道菌群,促进生长和预防腹泻。然而屎肠球菌(Enterococcus faecium NCIMB 10415,E.faecium)对新生及断奶仔猪生长性能、腹泻评分、肠道菌群和免疫功能的影响未见系统研究。本研究设计两个试验,分别通过新生仔猪口服屎肠球菌、断奶仔猪添加屎肠球菌替代抗生素,考察屎肠球菌对仔猪生长性能、腹泻评分、肠道菌群及免疫功能的影响。试验一口服屎肠球菌对新生仔猪生长性能、腹泻、肠道菌群及免疫功能的影响试验从16头健康LY母猪中选择出生1日龄仔猪96头(6头/窝),体重接近窝平均体重(起始体重1.72±0.05kg)。所选每窝仔猪随机分成2个处理组,每个处理组16个重复,每个重复3头仔猪,分为对照组(CON)和口服屎肠球菌菌液组(PRO)。PRO组仔猪每天灌服含3×109CFU屎肠球菌菌液9mL(3mL/次,灌服3次),对照组灌服等量温水,试验期7d。第8d,从CON和PRO各组重复中选择1头仔猪,共32头仔猪分为CON未攻毒组(CON-ETEC)、CON攻毒组(CON+ETEC)、PRO未攻毒组(PRO-ETEC)和PRO攻毒组(PRO+ETEC)进行致病性大肠杆菌(Enterotoxigenic Escherichia coli K88,ETEC)攻毒试验:攻毒组仔猪经胃导管灌服80mL 1×109cfu/mL ETEC活菌菌液;对照组仔猪则经胃导管灌服相同体积培养基,记录ETEC攻毒后20h内仔猪腹泻评分,之后前腔静脉采血测定免疫指标。试验期间记录仔猪体重(Body Weight,BW)以测定平均日增重(Average Daily Gain,ADG),每天记录仔猪腹泻评分。试验结束时屠宰仔猪取尿样、肠道食糜及组织样品,测定肠道形态、肠道屏障功能、微生物菌群和先天性免疫指标;结果表明:(1)与CON组相比,PRO组仔猪末重,ADG及腹泻评分均没有显著差异。(2)与未攻毒组仔猪相比,ETEC攻毒后4h16h的腹泻评分显著升高(P<0.05);空肠隐窝深度显著增加(P<0.05)、绒毛高度、绒毛隐窝比(Ratio of villous height to crypt depth,VCR)及肠道杯状细胞数量显著降低(P<0.05);回肠Claudin-1的相对表达量显著降低。然而,与CON组相比,PRO组仔猪12h16h时的腹泻评分显著降低(P<0.01);增加仔猪回肠Claudin-1相对表达量(P<0.05),并且PRO与ETEC攻毒对12h16h时的腹泻评分及VCR存在显著的互作效应(P<0.05)。(3)与未攻毒组仔猪相比,ETEC攻毒后显著增加仔猪血液淋巴细胞的数量和比率(P<0.05),并且显著增加仔猪回肠TLR-2和NF-κB的相对表达量(P<0.05)。与CON组相比,PRO组仔猪显著降低仔猪回肠TLR-2,TLR-9和NF-κB的相对表达量(P<0.05);同时,与CON+ETEC组相比,PRO+ETEC组仔猪回肠TLR-2和NF-κB的相对表达量显著降低(P<0.05);与CON-ETEC组相比,PRO-ETEC组仔猪血液CD8+细胞百分比及回肠TLR-9的相对表达量显著降低(P<0.05)。并且PRO与ETEC攻毒对仔猪血液CD8+细胞百分比有显著的互作效应(P<0.05)。(4)16S焦磷酸测序(Amplicon Sequencing,16S rRNA)结果显示,根据稀释曲线,样品的测序量基本覆盖了样品的所有物种。通过Beta多样性分析发现,CON组ETEC攻毒前后的结肠食糜菌群结构存在显著差异,通过比较菌群结构的变化我们得出以下结论:a)门水平上分析发现,与未攻毒组仔猪相比,ETEC攻毒后显著增加了仔猪结肠食糜中Proteobacteria(变形菌门)的相对丰度(P<0.05),并且显著降低Lentisphaerae(黏胶球形菌门)的相对丰度(P<0.05)。b)属水平上分析发现,与未攻毒组仔猪相比,ETEC攻毒后显著升高了仔猪结肠食糜中Escherichia-Shigella(埃希-志贺菌属)的相对丰度(P<0.01);显著降低了Lachnoclostridium和Lactobacillus(乳酸杆菌属)的相对丰度(P<0.05)。与CON+ETEC组相比,CON-ETEC组和PRO-ETEC组显著降低了Escherichia-Shigella的相对丰度(P<0.05),并且显著增加了Lactobacillus的相对丰度(P<0.05)。同时PRO与ETEC攻毒对Lactobacillus和Bilophila(嗜胆菌属)有显著的互作效应。(P<0.05)本试验我们发现,口服屎肠球菌虽然对新生仔猪生长性能没有显著影响,但是能有效缓解ETEC攻毒引起的肠道完整性及机体免疫功能受损,同时帮助稳定肠道菌群,进而缓解ETEC攻毒导致的仔猪腹泻。试验二屎肠球菌替代抗生素对断奶仔猪生长性能、腹泻、肠道菌群及免疫功能的影响为了进一步观察屎肠球菌能否帮助断奶仔猪度过断奶应激,调节肠道菌群结构,降低仔猪腹泻,以改善仔猪生长性能及免疫功能,从而替代抗生素。试验二中通过屎肠球菌替代抗生素以考察其对断奶仔猪生长性能、腹泻、肠道菌群及免疫功能的影响。试验从16窝DLY仔猪中选择,每窝选出3头体重(6.50±0.20kg)、断奶日龄(21±2d)相近的仔猪,性别均为母猪,随机分配至3个处理组中;每个处理8个重复,每个重复2头仔猪,各个处理仔猪分别饲喂对照组(CON)、抗生素组(ANT,含75g/kg金霉素和25g/kg维吉尼亚)和益生菌组(PRO,含E.faecium 0.05g/kg,每g包含1×109CFU的活菌)日粮,试验期为28d。试验期间每周记录采食量和BW以测定ADG、平均日采食量(Average Daily Feed Intake,ADFI)和料重比(Feed conversion ratio,F:G)。试验第29d,每个重复选取1头接近处理内平均体重的仔猪,前腔静脉采血测定免疫指标,之后屠宰仔猪取肠道食糜及组织样品,测定肠道形态、肠道屏障功能、微生物菌群和先天性免疫指标;结果表明:(1)与CON和PRO组仔猪相比,ANT组仔猪试验全期显著提高ADG和ADFI(P<0.05);与CON组相比,PRO替代ANT在第四周显著提高ADG,降低F:G(P<0.05),并且与ANT组仔猪差异不显著。同时,与CON组仔猪相比,ANT和PRO组仔猪在第四周显著降低了仔猪腹泻评分(P<0.05)。(2)与CON组仔猪相比,PRO组仔猪血清IgG浓度,回肠部分先天性免疫相关基因TLR-4,TRAF-6,IL-6,IL-22,IFN-γ的相对表达量显著降低(P<0.05),而养分表观消化率,十二指肠绒毛高度和结肠、盲肠短链脂肪酸(Short chain fatty acids,SCFA)则显著增加(P<0.05)。(3)16S rRNA结果显示,根据稀释曲线,样品的测序量基本覆盖了样品的所有物种。通过主成分分析发现,PRO组与CON、ANT组仔猪结肠食糜微生物样品呈远距离隔开分布,且PRO组仔猪样品离散程度小,表明PRO调节了仔猪肠道菌群,使得菌群结构存在显著差异。在此基础上通过比较菌群结构发现:a)门水平上,与CON和ANT组仔猪相比,PRO组仔猪有着最高丰度的Bacteroidetes(60.96%)与最低丰度的Firmicutes(29.17%),相反,与CON和PRO组相比,ANT组仔猪含有最高丰度的Firmicutes(81.92%)和最低丰度的Bacteroidetes(10.24%)。b)属水平上,与CON组和ANT组相比,PRO组仔猪Prevotella9,Prevotella2,Prevotella7,Alloprevotella,Prevotella1,PrevotellaceaeUCG-003,PrevotellaceaeNK3B31group和Bacteroides菌群相对丰度显著升高,是PRO组仔猪肠道菌群的主要组成菌。ANT组仔猪显著增加Actinobacteria,Euryarchaeota,Lactobacillus,和Methanobrevibacter,而Proteobacteria显著降低。本试验研究结果表明,与CON组相比,屎肠球菌能显著提高断奶仔猪生长性能,改善腹泻,这可能与PRO组仔猪有着更好的养分消化率、肠道形态,免疫功能改善以及调节肠道菌群结构有关,暗示屎肠球菌能作为抗生素的有效替代品。与ANT组相比PRO组仔猪需要更长的时间才能发挥出其作用。值得注意的是,PRO和ANT组仔猪之间肠道菌群的组成差异可能是引起仔猪生长和健康方面的差异的原因。综上所述,本研究结果表明,新生仔猪口服屎肠球菌,能有效缓解ETEC攻毒引起的严重腹泻、肠道结构损伤、炎症反应;同时屎肠球菌能帮助新生仔猪维持肠道菌群平衡。进一步研究发现,屎肠球菌替代抗生素后能改善断奶仔猪腹泻,提高养分消化,这可能与屎肠球菌能改善肠道形态,增加机体免疫功能和调节肠道菌群结构有关。然而在试验后期才发挥了促进仔猪生长性能的效应,这暗示屎肠球菌作为抗生素替代品改善仔猪生长性能和健康可能有一定的延后效应。