梅山与长白母猪粪样微生物利用纤维能力比较

论文摘要

日粮纤维在母猪实际生产上有重要作用,能为母猪提供能量、改善动物福利、促进机体健康以及提高母猪繁殖性能。母猪肠道内的纤维降解主要来自微生物的发酵,因此,肠道内纤维降解微生物的研究就成为近年来肠道营养研究的一个前沿和热点。一般认为,我国优秀地方品种猪梅山猪较外来品种（如长白猪）更耐粗饲,因而推测梅山猪肠道微生物降解纤维能力可能较长白猪强,但是,系统地比较这两种猪肠道菌群对纤维的降解的研究还不多。因此,本论文首先利用16S rRNA基因分子技术对梅山猪和长白猪粪样中的纤维降解菌进行定量分析,再通过体外发酵试验,以两种猪粪样为接种物,比较其对八种纤维底物的降解差异。本论文研究分三部分：1梅山与长白母猪粪样中纤维降解菌区系的比较通过对比梅山与长白猪粪样中总细菌、拟杆菌属、柔嫩梭菌、琥珀酸丝状杆菌、黄化瘤胃球菌和白化瘤胃球菌的差异,初步探讨不同品种对母猪后肠微生物区系的影响。变性梯度凝胶电泳（Denaturing gradient gel electrophoresis, DGGE）分析表明,梅山与长白母猪粪样菌群图谱中存在许多共同条带,两品种样品间相似性较高,大于65%。对DGGE图谱进行多样性分析显示多样性指数结果不显著（P>0.05）。进一步对梅山和长白母猪粪样中总细菌、拟杆菌、柔嫩梭菌、产琥珀酸丝状杆菌、黄化瘤胃球菌、白化瘤胃球菌进行Real-time PCR定量分析,结果表明：梅山母猪粪样中的总细菌的16S rRNA基因拷贝数显著高于长白母猪（P<0.05）；而产琥珀酸丝状杆菌、黄化瘤胃球菌、白化瘤胃球菌等纤维降解菌拷贝数均差异不显著,梅山母猪粪样中柔嫩梭菌的数量有高于长白母猪的趋势（P=0.075）,但是差异不显著；长白母猪粪样中拟杆菌比例有高于梅山母猪的趋势,但差异不显著；梅山与长白母猪粪样中柔嫩梭菌、产琥珀酸丝状杆菌、黄化瘤胃球菌、白化瘤胃球菌占总菌的比例均差异不显著（P>0.05）。2梅山与长白母猪粪样微生物对不同纤维底物的体外发酵特性分析厌氧收集梅山与长白母猪新鲜粪样,五倍稀释后用作接种物,以果胶、微晶纤维素、菊粉、麦壳、麸皮、木聚糖、玉米渣及苜蓿粉为底物,体外发酵96h,通过测定产气量和挥发性脂肪酸VFA浓度的变化,研究梅山和长白母猪肠道微生物对八种纤维底物的利用特性,同时为进一步探讨不同品种母猪肠道纤维降解菌区系的差异研究确定方法。结果表明,从发酵后9h至96h结束,长白猪接种物各组的累积产气量显著高于梅山猪（P<0.05）,长白猪有机物校正产气量极显著高于梅山猪（P<0.01）,长白猪T1/2和Tmax显著低于梅山猪（P<0.05）,且发酵最终产乙酸和总VFA浓度显著高于梅山猪接种物（P<0.05）,整个发酵过程中不同底物间累积产气量差异显著（P<0.05）,累计产气量从高到低的组别依次为：菊粉>麸皮>果胁>苜蓿>麦壳>玉米渣>木聚糖>纤维素。而不同底物组乙酸、丙酸、丁酸和总VFA产生量与累积产气量结果一致,菊粉、果胶、麸皮和苜蓿组产量显著高于纤维素、玉米渣、麦壳和木聚糖组。3梅山与长白母猪粪样微生物对四种纤维底物的体外发酵及其纤纤维降解菌群分析通过体外发酵技术结合分子生态技术比较梅山和长白母猪粪样微生物对不同纤维底物体外发酵能力差异,并揭示发酵过程中纤维降解菌区系的变化。厌氧收集梅山与长白母猪新鲜粪样,五倍稀释后用作接种物,以果胶、菊粉、麸皮及苜蓿为底物,体外发酵72h,测定不同时间点产气量,发酵液pH值和挥发性脂肪酸浓度（VFA）；提取不同时间点发酵液中DNA,运用PCR-DGGE分析不同品种、不同底物体外发酵过程中总细菌区系变化；运用Real-time PCR技术对发酵过程中总细菌、拟杆菌属、产琥珀酸丝状杆菌、黄化瘤胃球菌、白化瘤胃球菌等纤维降解菌进行定量。结果表明,DGGE图谱显示不同底物组样品存在共同的细菌或纤维降解菌条带,,但也有特异的细菌或纤维降解菌条带。发酵0h～48h,各组均微生物数量显著增多,72h总细菌数目减少,底物特性菌减少。以果胶为发酵底物,梅山组产气量、OMCV、Bacteroides拷贝数均显著高于长白猪,但产VFA差异不显著,以菊粉为底物时长白猪产气量、OMCV、乙酸、总VFA、Ruminococcus flavefaciens和Ruminococcus albus结果均显著高于梅山猪（P<0.05）。以麸皮和苜蓿为底物时,梅山猪与长白猪产气量、OMCV、 T1/2、Tmax和Rmax等均差异不显著。总之,长白降解利用菊粉能力显著高于梅山,但降解利用果胶、麸皮、菊粉的能力无显著差异。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略符号
• 引言
• 文献综述
• 1 纤维的分类及其在动物生产中的作用
• 1.1 纤维的概念和分类
• 1.2 纤维的发酵特性
• 2 猪肠道中常见的纤维降解菌及纤维降解机制
• 2.1 肠道中纤维降解菌的种类与数量
• 2.2 肠道中纤维降解的机制
• 2.3 影响肠道中纤维降解菌代谢的因素
• 3 本论文的研究目的和意义
• 参考文献
• 试验一 梅山与长白母猪粪样中纤维降解菌区系的比较
• 摘要
• 1 材料和方法
• 1.1 粪样的采集
• 1.2 主要试剂和仪器
• 1.3 方法
• 1.4 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 梅山和长白粪样总细菌DGGE分析
• 2.2 Real-time PCR定量分析粪样中总细菌、拟杆菌属、柔嫩梭菌、产琥珀酸丝状杆菌、黄化瘤胃球菌及白化瘤胃球菌
• 3 讨论
• 参考文献
• ABSTRACT
• 试验二 梅山与长白母猪粪样微生物对不同纤维底物的体外发酵特性分析
• 摘要
• 1 材料与方法
• 1.1 试验设计
• 1.2 底物、培养基和接种物的制备
• 1.3 指标测定
• 1.4 主要试剂和仪器
• 1.5 统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 试验用纤维底物的养分分析
• 2.2 累积产气量
• 2.3 体外发酵产气动力学模型
• 2.4 挥发性脂肪酸（VFA）浓度
• 3 讨论
• 参考文献
• ABSTRACT
• 试验三 梅山与长白母猪粪样微生物对四种纤维底物的体外发酵及其纤维降解菌群分析
• 摘要
• 1 材料与方法
• 1.1 主要试剂和仪器
• 1.2 底物、培养基和接种物的制备
• 1.3 试验设计
• 1.4 指标测定
• 1.5 统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 有机物校正累积产气量
• 2.2 产气模型
• 2.3 挥发性脂肪酸（VFA）浓度差异
• 2.4 DGGE分析
• 2.5 Real-time PCR定量分析粪样中总细菌、拟杆菌属、产琥珀酸丝状杆菌、黄化瘤胃球菌及白化瘤胃球菌变化
• 3 讨论
• 参考文献
• ABSTRACT
• 全文结论
• 致谢
• 附录一