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在集约化肉羊养殖中,早期断奶以缩短养殖周期成为肉羊养殖业提高养殖效率的常用技术。但在羔羊断奶时间的选择上有所不同,大多以刺激瘤胃迅速生长为主要手段来保证断奶后羔羊的生长状态。然而羔羊断奶后饲粮结构由母乳向固体饲料转变,这一过渡过程会在一定程度上影响羔羊瘤胃和小肠形态功能的生长发育。目前对于不同时间断奶的羔羊前胃-小肠生长发育的“匹配程度”缺乏研究。因此,本研究认为:在胃排空和“回肠刹车”机制的协同调控下,羔羊整个消化吸收过程是一个系统工程,羔羊前胃-小肠(特别是瘤胃-小肠)的形态功能的生长发育可能存在“最适匹配时间点(段)”,该时间点(段)可作为羔羊早期断奶最适时间的选择依据。本研究以湖羊新生羔羊为研究对象,选择45只新生健康湖羊羔羊,分为30日龄断奶组(Early Weaned-30,EW-30)、45日龄断奶组(Early Weaned-45,EW-45)和60日龄断奶组(Normal Weaned-60,NW-60)三组,每组15只羔羊,进行饲养试验,试验期为75d。采用生理生化指标测定方法、ELISA方法、组织学方法、扫描电镜技术、WesternBlot以及16SrRNA基因测序等技术,以不同断奶时间节点(30日龄、45日龄和60日龄)和断奶后羔羊75日龄时为观察测定点,测定比较各组羔羊周体重、料/重比、脏器系数、生理生化指标;激素含量、免疫球蛋白含量、抗氧化酶含量、炎性细胞因子含量以及小肠消化酶活性;羔羊瘤胃乳头和小肠绒毛形态;十二指肠和空肠段粘膜葡萄糖转运蛋白(Glucose transporter2, GLUT2)蛋白表达量以及羔羊肠道菌群结构,比较羔羊健康状况、增重情况、生理生化指标变化、瘤胃和小肠形态变化、消化吸收功能变化以及肠道菌群的生长发育变化,综合评定羔羊消化系统生长发育的“最适匹配时间点(段)”。主要研究结果如下:
1.30日龄、45日龄及60日龄断奶对羔羊75日龄时周体重变化无显著性影响(P>0.05);EW-30和EW-45组在75日龄时料/重比显著降低(P<0.05);EW-30组羔羊肾脏脏器系数在75日龄时显著升高(P<0.05);EW-30组羔羊淋巴细胞计数(Lymphocyte,LY)和碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,ALKP)含量在75日龄时显著升高(P<0.05)。EW-45组羔羊在75日龄时血小板(Platelet,PLT)显著降低(P<0.05);EW-30组和EW-45组羔羊75日龄时生长激素(Growth hormone, GH)、胰岛素样生长因子-1(Insulin-like growth factors -1,IGF-1)、胰岛素(Insulin,INS)、免疫球蛋白A(Immunoglobin A,IgA)、免疫球蛋白G(Immunoglobin G,IgG)、谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase,GSH-PX)、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)各指标与NW-60组组间均无显著差异(P>0.05);EW-30组和EW-45组羔羊75日龄处抗炎细胞因子白细胞介素-4(Interleukin-4,IL-4)含量与NW-60组羔羊相比显著降低(P<0.05)。
2.EW-30组羔羊在断奶节点处瘤胃乳头形状与EW-45组和NW-60组羔羊一级放大形态和四级放大形态存在显著差异,且EW-30组羔羊在断奶节点处单个瘤胃乳头宽度和面积以及单位面积瘤胃微乳头数显著低于NW-60组(P<0.05),单位面积瘤胃乳头数显著高于NW-60组羔羊(P<0.05),但到75日龄处各组显著差异均消失(P>0.05)。75日龄处EW-30组、EW-45组和NW-60组羔羊小肠组织形态学未发现显著差异(P>0.05)。EW-45组羔羊在75日龄时小肠消化酶活性显著或极显著高于NW-60组,EW-30组羔羊空肠段脂肪酶活性显著低于NW-60组羔羊(P<0.05)。不同断奶时间羔羊在断奶节点和75日龄十二指肠和空肠段葡萄糖转运蛋白GLUT2表达量无显著差异(P>0.05)。
3.75日龄时EW-30组和EW-45组羔羊各水平各组间未显示出显著性差异(P>0.05)。EW-30组羔羊75日龄时变形菌门(Proteobacteria)显著低于NW-60组。Alpha多样性检测断奶节点处EW-30组羔羊Simpson指数,Pielou_e指数显著低于NW-60组,EW-45组羔羊与NW-60组羔羊肠道菌群Alpha多样性相似,高于EW-30组。75日龄处三组羔羊Beta多样性分析Adonis和Anosim检验均达显著水平(P<0.05)。断奶节点处三组羔羊的肠道菌群组成呈现显著的差异性。EW-45组菌群与NW-60组最终聚为一类,二者均在瘤胃球菌属(Ruminococcus)、罗斯氏菌属(Roseburia)、颤螺菌属(Oscillospira)、SMB53菌属和分节丝状菌属(Candidatus arthromitus)等丰度较高。75日龄时,三组不同断奶时间的羔羊菌群物种差异结构仍然呈现断奶节点的特点,但EW-45组和NW-60组在弯曲杆菌属(Campylobacter),Butyricimonas菌属,L7A_E11菌属,粪芽孢菌属(Coprobacillus)艰难杆菌属(Mogibacterium)链球菌属(Streptococcus)和Turicibacter菌属等丰度较高。
以上结果表明,不同断奶时间羔羊胃肠道形态、功能以及肠道菌群等方面的生长发育均存在差异。综合分析本研究结果后认为:羔羊瘤胃-小肠的生长发育存在“最适匹配时间点(段)”,该“最适匹配时间点(段)”为羔羊45日龄左右。因此该日龄(段)可作为羔羊断奶的最适断奶日龄。
1.30日龄、45日龄及60日龄断奶对羔羊75日龄时周体重变化无显著性影响(P>0.05);EW-30和EW-45组在75日龄时料/重比显著降低(P<0.05);EW-30组羔羊肾脏脏器系数在75日龄时显著升高(P<0.05);EW-30组羔羊淋巴细胞计数(Lymphocyte,LY)和碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,ALKP)含量在75日龄时显著升高(P<0.05)。EW-45组羔羊在75日龄时血小板(Platelet,PLT)显著降低(P<0.05);EW-30组和EW-45组羔羊75日龄时生长激素(Growth hormone, GH)、胰岛素样生长因子-1(Insulin-like growth factors -1,IGF-1)、胰岛素(Insulin,INS)、免疫球蛋白A(Immunoglobin A,IgA)、免疫球蛋白G(Immunoglobin G,IgG)、谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase,GSH-PX)、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)各指标与NW-60组组间均无显著差异(P>0.05);EW-30组和EW-45组羔羊75日龄处抗炎细胞因子白细胞介素-4(Interleukin-4,IL-4)含量与NW-60组羔羊相比显著降低(P<0.05)。
2.EW-30组羔羊在断奶节点处瘤胃乳头形状与EW-45组和NW-60组羔羊一级放大形态和四级放大形态存在显著差异,且EW-30组羔羊在断奶节点处单个瘤胃乳头宽度和面积以及单位面积瘤胃微乳头数显著低于NW-60组(P<0.05),单位面积瘤胃乳头数显著高于NW-60组羔羊(P<0.05),但到75日龄处各组显著差异均消失(P>0.05)。75日龄处EW-30组、EW-45组和NW-60组羔羊小肠组织形态学未发现显著差异(P>0.05)。EW-45组羔羊在75日龄时小肠消化酶活性显著或极显著高于NW-60组,EW-30组羔羊空肠段脂肪酶活性显著低于NW-60组羔羊(P<0.05)。不同断奶时间羔羊在断奶节点和75日龄十二指肠和空肠段葡萄糖转运蛋白GLUT2表达量无显著差异(P>0.05)。
3.75日龄时EW-30组和EW-45组羔羊各水平各组间未显示出显著性差异(P>0.05)。EW-30组羔羊75日龄时变形菌门(Proteobacteria)显著低于NW-60组。Alpha多样性检测断奶节点处EW-30组羔羊Simpson指数,Pielou_e指数显著低于NW-60组,EW-45组羔羊与NW-60组羔羊肠道菌群Alpha多样性相似,高于EW-30组。75日龄处三组羔羊Beta多样性分析Adonis和Anosim检验均达显著水平(P<0.05)。断奶节点处三组羔羊的肠道菌群组成呈现显著的差异性。EW-45组菌群与NW-60组最终聚为一类,二者均在瘤胃球菌属(Ruminococcus)、罗斯氏菌属(Roseburia)、颤螺菌属(Oscillospira)、SMB53菌属和分节丝状菌属(Candidatus arthromitus)等丰度较高。75日龄时,三组不同断奶时间的羔羊菌群物种差异结构仍然呈现断奶节点的特点,但EW-45组和NW-60组在弯曲杆菌属(Campylobacter),Butyricimonas菌属,L7A_E11菌属,粪芽孢菌属(Coprobacillus)艰难杆菌属(Mogibacterium)链球菌属(Streptococcus)和Turicibacter菌属等丰度较高。
以上结果表明,不同断奶时间羔羊胃肠道形态、功能以及肠道菌群等方面的生长发育均存在差异。综合分析本研究结果后认为:羔羊瘤胃-小肠的生长发育存在“最适匹配时间点(段)”,该“最适匹配时间点(段)”为羔羊45日龄左右。因此该日龄(段)可作为羔羊断奶的最适断奶日龄。