科研 | Sci. China Life Sci.：基于不同饲料转化率模型筛选的高饲料利用率猪的养分利用及代谢特征解析
编译：何贝贝，编辑：小菌菌、江舜尧。
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现代集约化养殖生产中，排除相似的遗传背景和相同的日粮、饲养环境以及管理条件，不同个体在生长性能方面依然存在着比较明显的差异。近年来许多研究表明，动物胃肠道中定植的微生物与宿主共同维护机体的生理代谢平衡，肠道微生物与动物的生长性能具有直接的关系。但不同模型下鉴别到的与生长性能相关的微生物既有相同，也有差异，这与构建模型时所用指标体系不同以及带入计算的因子不同有很大关系。饲料转化率FCR是养殖生产中评价饲料效率的常用指标，表示为动物每单位体增重所消耗的饲料量，其作为一个比值性状，计算时需同时考虑平均日采食量ADFI和平均日增重ADG这两个因素。本研究构建了两种FCR猪的模型，即筛选ADG相同、ADFI不同的猪作为采食量模型，或筛选ADFI相同、ADG不同的猪作为日增重模型。其中，采食量模型中低采食量的猪（LFI）和日增重模型中高日增重的猪（HADG）分别为两个模型中的高饲料效率猪。结果表明，采食量模型中的高饲料效率猪（LFI）盲肠食糜中富集4个科（Lachnospiraceae、Clostridiaceae、Coriobacteriaceae和Pasteurellaceae）及其属水平细菌，而两个模型中的低饲料效率猪（HFI和LADG）盲肠食糜中存在2个科（Bacteroidales和Peptococcaceae）和2个属水平（Anaerotruncus和Candidatus_Soleaferrea）的共有优势菌。此外，高饲料效率猪盲肠杯状细胞数量增加，肠道紧密连接蛋白Occludin和肌肉IGF-I基因表达上调，肌肉AMPK-α2和PGC-1α基因表达下调。本研究不仅鉴定到了不同饲料转化率模型下与猪饲料效率相关的肠道微生物，更揭示了不同饲料效率猪在肠道发育、肌肉组织生长和能量代谢方面的差异，为深入研究不同饲料效率猪的养分利用及代谢特征奠定了一定的基础。
论文ID
Web results那不勒斯腓特烈二世大学
实验设计
试验选用56头初始体重为28.2 ± 1.1 kg的健康三元杂交去势公猪，利用猪自动化信息采集系统（FANS-SV3.0型）连续记录个体猪只的采食量及体重，试验期28 d。以周为时间节点统计猪只平均日采食量ADFI、平均日增重ADG和饲料转化率FCR值，试验结束日综合4 wks生长性能数据，分别构建两个不同FCR猪的模型。第一个模型中，选取ADG相同、ADFI高或低的猪作为采食量模型。其中，低采食量组猪LFI与高采食量组猪HFI相比，其FCR值较低，为第一个模型中的高饲料效率猪。第二个模型中，选取ADFI相同、ADG高或低的猪作为日增重模型。其中，高日增重组猪HADG与低日增重组猪LADG相比，其FCR值较低，为第二个模型中的高饲料效率猪。高和低ADFI或ADG的筛选标准，为在试验猪群整体ADFI或ADG平均值的基础上加或减一个标准差。
试验结束日，每组筛选4头猪屠宰，分离肠段后取盲肠组织样品置于4%多聚甲醛中用于组织形态学检测，或将新鲜肠道样品切成任意厚度不大于0.5 cm的小块放入1.5 mL无菌离心管，液氮速冻后于-80°C冰箱中保存，用于基因表达的检测。另外，取盲肠食糜分装至无菌离心管中，液氮速冻后-80°C冰箱保存，用于微生物组16SrRNA高通量测序。采集背最长肌组织，样品切成小块后同样放入1.5 mL离心管，液氮速冻后于-80°C冰箱保存，用于肌肉组织基因表达的检测。
结果
结论
本研究中构建了两种不同饲料转化率猪的模型：采食量模型，选取具有相似ADG但不同FI的猪，以及日增重模型，选取具有相似的FI但ADG不同的猪。研究比较并分析了这两种模型中具有不同饲料效率的猪在肠道微生物组成、肠道组织形态学和屏障功能、肌肉组织生长和能量代谢方面的差异。其中，采食量模型中的高饲料利用效率猪盲肠屏障功能和肌肉生长发育情况较好，日增重模型中的高饲料利用效率猪盲肠屏障功能较为完善且肌肉线粒体维持能量需要降低。特别的，采食量模型中的高饲料利用效率猪盲肠富集纤维分解菌，可能通过增加生长猪后肠食糜中丙酸的含量和促进脂肪酸和初级胆酸生物合成通路，从而提高宿主整体的养分及能量利用效率。
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