体外法优化玉米——杂粕型饲粮的非淀粉多糖酶谱及其对育肥猪肠道微生物的影响

作     者：邓富丽 申丹 钟儒清 张顺芬 李滔 孙曙东 陈亮 张宏福 DENG FuLi;SHEN Dan;ZHONG RuQing;ZHANG ShunFen;LI Tao;SUN ShuDong;CHEN Liang;ZHANG HongFu

作者机构：中国农业科学院北京畜牧兽医研究所/动物营养学国家重点实验室 湖南友联禾邦生物技术有限公司 

出 版 物：《中国农业科学》 (Scientia Agricultura Sinica)

年 卷 期：2022年第55卷第16期

页      面：3242-3255页

核心收录：

学科分类：090502[农学-动物营养与饲料科学] 0905[农学-畜牧学] 09[农学] 

基　　金：贵州省科技支撑计划(黔科合支撑一般149) 产学研合作项目(2017-SY-06) 中国农业科学院科技创新工程(ASTIP-IAS07) 

主　　题：非淀粉多糖酶谱 体外法 育肥猪 养分消化 肠道微生物 

摘      要：【目的】利用体外模拟法优化玉米—杂粕型饲粮的非淀粉多糖（NSP）酶谱，并分析优化的非淀粉多糖酶谱对饲粮养分消化率和育肥猪肠道微生物组成和结构的影响，为饲粮高效利用和精准饲养提供数据支撑和理论参考。【方法】试验一在育肥猪玉米—杂粕型饲粮中分别添加不同水平的木聚糖酶、β-葡聚糖酶、纤维素酶、α-半乳糖苷酶、β-甘露聚糖酶和果胶酶6种NSP酶，采用胃—小肠体外模拟法测定体外回肠干物质消化率（IVIDMD）；取IVIDMD达到最大值时各NSP酶的添加水平为该NSP酶0编码水平，按照六元二次回归正交旋转组合设计，进行体外消化试验，建立IVIDMD与NSP酶添加量的六元二次回归方程，筛选出玉米—杂粕型饲粮最优NSP酶谱（OEC）；利用胃—小肠—大肠体外模拟消化法分析测定添加OEC前后饲粮的体外干物质消化率（IVDMD）、体外能量消化率（IVGED）和体外消化能（IVDE），以验证OEC的效果。试验二按照单因素完全随机设计，选用16头健康、体重相近去势公猪（117.8±1.66 kg），随机分为2个处理组，每个处理8头猪，对照组饲喂玉米—杂粕型基础饲粮，加酶组在基础饲粮中添加OEC；在试验开展第18天采用直肠擦拭法采集猪新鲜粪便，利用16S rRNA基因高通量测序对粪便微生物菌群的多样性及相对丰度进行分析，并进行功能预测。【结果】（1）在本试验条件下，玉米—杂粕型饲粮OEC为：纤维素酶1 003 U·kg-1、木聚糖酶18 076 U·kg-1、β-葡聚糖酶1 377 U·kg-1、β-甘露聚糖酶14 765 U·kg-1、α-半乳糖苷酶337 U·kg-1和果胶酶138 U·kg-1;（2）在玉米—杂粕型饲粮中添加OEC使IVDMD由73.44%显著提高到76.26%（P0.01）,IVGED由74.03%显著提高到76.45%（P=0.01）,IVDE由14.97 MJ·kg-1显著提高到15.58 MJ·kg-1（P0.01）;（3）在门水平上，共筛选出了12个相对丰度大于0.1%的菌门，其中Bacteroidota（拟杆菌门）、Firmicutes（厚壁菌门）和Spirochaetota（螺旋体门）为优势菌门，三者之和在组内占比达96%以上；（4）在属水平上，饲粮中添加OEC显著增加norank＿f＿F082,norank＿f＿Bacteroidales＿RF16＿group,Bacteroides（拟杆菌属）和Roseburia（氏菌属）的相对丰度（P0.05）,Eubacterium＿ruminantium＿group（P=0.083）有增加的趋势，而Oscillibacter（颤杆菌克）的相对丰度显著降低（P0.05）,Clostridium＿sensu＿stricto＿1和norank＿f＿＿norank＿o＿＿WCHB1-41（P=0.083）有降低的趋势（P=0.052）。【结论】饲粮中添加体外法优化的NSP酶谱，显著提高了育肥猪玉米—杂粕型饲粮干物质和能量的体外消化率以及体外消化能，增加了纤维分解菌和产丁酸菌等有益菌在育肥猪肠道微生物中的占比，在一定程度上减少了有害菌的数量，优化了肠道微生态。