仔豬胃腸道微生物菌群發(fā)育規(guī)律及功能研究

湯文杰，唐 凌，張 純，鄺聲耀

（四川省畜牧科學(xué)研究院動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究所，四川省飼料科技研發(fā)中心，四川 成都 610066）

仔豬胃腸道微生物菌群發(fā)育規(guī)律及功能研究

湯文杰，唐 凌，張 純，鄺聲耀

（四川省畜牧科學(xué)研究院動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究所，四川省飼料科技研發(fā)中心，四川 成都 610066）

仔豬胃腸道正常的微生物菌群在營(yíng)養(yǎng)、健康和免疫等方面發(fā)揮著重要作用。本文就仔豬胃腸道微生物菌群的發(fā)育規(guī)律及其功能等方面進(jìn)行綜述，為維持仔豬腸道菌群穩(wěn)定和促進(jìn)腸道菌群結(jié)構(gòu)向有益方向發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。

胃腸道微生物菌群；發(fā)育規(guī)律；仔豬

1 哺乳仔豬胃腸道菌群發(fā)育規(guī)律

仔豬在出生時(shí)胃腸道是無菌的，隨后從環(huán)境中接觸各種微生物，經(jīng)過適應(yīng)和選擇，只有少數(shù)微生物能在胃腸道定植、存活和繁殖，最終形成一個(gè)密集而復(fù)雜的微生物群[1]。哺乳動(dòng)物出生后最先被非致病的大腸埃希氏桿菌、鏈球菌和乳酸菌定植，接下來便是擬桿菌、真桿菌、雙歧桿菌、消化球菌、梭菌和厭氧彎曲桿菌等[2]，8～20 d便可達(dá)到定植高峰期，形成穩(wěn)定菌群。定植順序是先需氧菌或兼性厭氧菌，隨后是厭氧菌。厭氧菌雖然后定植，在數(shù)量上卻占99%以上，剩余的不到1%為兼性厭氧菌和需氧菌。仔豬出生后三個(gè)小時(shí)便能在胃和小腸內(nèi)檢測(cè)到大腸桿菌、乳酸菌和鏈球菌等[3]，隨著年齡增長(zhǎng)，大腸桿菌的生化表型也逐漸增加，區(qū)系組成變得復(fù)雜[4]，大量的擬桿菌和專性厭氧菌（消化球菌和消化鏈球菌屬）開始出現(xiàn)。哺乳仔豬胃和小腸中的優(yōu)勢(shì)菌群為乳酸桿菌和鏈球菌，這是因?yàn)槿樗釛U菌和鏈球菌能較好地利用母乳中的營(yíng)養(yǎng)成分[5]。哺乳仔豬胃腸道微生物菌群的種類和發(fā)育規(guī)律是同其生理特點(diǎn)相適應(yīng)的。

2 斷奶期仔豬胃腸道菌群發(fā)育規(guī)律

仔豬胃腸道微生物區(qū)系隨宿主日糧和環(huán)境變更而變化，斷奶仔豬的采食方式由吸吮易消化的母乳變?yōu)椴墒彻腆w飼料，斷奶應(yīng)激、日糧變更以及環(huán)境變化都將導(dǎo)致仔豬胃腸道微生物菌群的組成和數(shù)量發(fā)生變化。仔豬斷奶第1周其腸道微生物區(qū)系的變化急劇,多樣性指數(shù)較斷奶前明顯降低，而后微生物區(qū)系趨于多樣且穩(wěn)定，多樣性指數(shù)相對(duì)保持恒定[6]。仔豬出生2 d后回腸中羅伊氏乳桿菌和嗜酸乳酸桿菌在斷奶前含量較多且穩(wěn)定，斷奶后這些細(xì)菌的數(shù)量逐漸減少[7]。對(duì)28日齡斷奶仔豬的研究發(fā)現(xiàn)，斷奶后仔豬消化道內(nèi)容物中的大腸桿菌總數(shù)及溶血性大腸桿菌百分含量上升，乳酸桿菌和揮發(fā)性脂肪酸含量下降[8]，說明仔豬消化道固有的微生物菌群發(fā)生了衰退。運(yùn)用熒光原位雜交技術(shù)檢測(cè)斷奶仔豬腸道細(xì)胞數(shù)量和細(xì)菌代謝產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)除斷奶后第1 d外乳酸桿菌均是腸道優(yōu)勢(shì)菌群。無菌采集30日齡斷奶仔豬的胃、十二指腸、回腸、盲腸和直腸各腸段內(nèi)容物測(cè)定菌群數(shù)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)雙歧桿菌、乳酸桿菌、小梭菌的菌群數(shù)量最多，是斷奶仔豬消化道內(nèi)的優(yōu)勢(shì)菌群。這五個(gè)部位的細(xì)菌總數(shù)相差不大，但菌群種類略有差異。胃中雙歧桿菌最多，其次是乳酸桿菌；十二指腸中雙歧桿菌最多，其次是腸桿菌、乳酸桿菌；回腸中雙歧桿菌最多，其次是腸球菌、小梭菌、腸桿菌；盲腸中雙歧桿菌最多，其次是小梭菌；直腸中雙歧桿菌最多，其次是小梭菌、乳酸桿菌。就每種菌群而言，雙歧桿菌在十二指腸中最多，乳酸桿菌在胃、直腸中最多，腸桿菌在回腸中最多,腸球菌在回腸、直腸中最多，鏈球菌在幾個(gè)部位中都相差不大，韋榮氏球菌在十二指腸中最多，小梭菌在盲腸中最多[9]。這些菌群中，雙歧桿菌、乳酸桿菌都是有益菌，對(duì)維持仔豬的健康有重要作用。

3 仔豬胃腸道微生物菌群的作用

3.1 屏障作用 動(dòng)物胃腸道中的正常微生物菌群能阻止致病菌和潛在致病菌在腸道中的定植和增殖，同時(shí)在維持仔豬腸上皮細(xì)胞的完整性上具有非常重要的作用，構(gòu)成了機(jī)體重要的屏障。正常情況下，腸道固有細(xì)菌的種間平衡關(guān)系為宿主提供了一個(gè)穩(wěn)定的微生態(tài)系統(tǒng)。一方面，正常菌群中的專性厭氧菌，如雙歧桿菌可通過磷壁酸黏附作用占據(jù)于腸上皮細(xì)胞表面，形成一層菌膜屏障，抑制腸道內(nèi)致病菌（主要為腸桿菌科細(xì)菌）及外源性潛在致病菌對(duì)腸上皮細(xì)胞的粘附及侵襲[10]。另一方面，腸道內(nèi)雙歧桿菌和乳酸桿菌等有益菌還有多種生物拮抗功能，如通過爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)，產(chǎn)生酸性代謝產(chǎn)物等方式對(duì)潛在致病菌起抑殺作用。

3.2 營(yíng)養(yǎng)作用 動(dòng)物胃腸道菌群的一個(gè)主要代謝功能就是發(fā)酵那些不能被腸道吸收的食物殘?jiān)蜕掀ぜ?xì)胞分泌的內(nèi)生黏液。微生物通過發(fā)酵、降解多糖（如淀粉、纖維素、半纖維素、膠質(zhì)）和沒有被吸收的寡糖來產(chǎn)生能量，而代謝的終極產(chǎn)物是短鏈脂肪酸[11]。短鏈脂肪酸可以被腸道上皮細(xì)胞吸收，一方面可以作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)維持腸道上皮的生長(zhǎng)和更新；另一方面可以通過腸肝循環(huán)進(jìn)入脂肪代謝途徑，作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)存儲(chǔ)下來[12]。腸道菌群及其代謝過程產(chǎn)生的維生素及胞外酶產(chǎn)物可被動(dòng)物機(jī)體吸收，在營(yíng)養(yǎng)、消化和吸收方面具有重要作用。腸道細(xì)菌還參與了維生素的合成及各種離子（如鈣、鎂、鐵）的吸收[13]。大量的體外和體內(nèi)試驗(yàn)證實(shí)，單胃動(dòng)物的腸道菌群在體內(nèi)也能合成B族維生素、維生素K和維生素E等，并為宿主所利用。動(dòng)物腸道中含有大量的雙歧桿菌，它們能通過降低腸道中的氧化還原電位而利于二價(jià)鐵離子、鈣離子和維生素 D的吸收。乳酸菌產(chǎn)生的乳酸能夠抑制植酸對(duì)腸道中鈣和磷的絡(luò)合，增加機(jī)體對(duì)鈣和磷的吸收[14]。

3.3 免疫作用 胃腸道正常菌群主要是通過特異性免疫和非特異性免疫兩個(gè)方面來發(fā)揮免疫功能。可以通過比較無菌動(dòng)物與普通動(dòng)物在免疫器官形態(tài)、免疫細(xì)胞數(shù)量等方面的差異性，得出胃腸道微生物菌群與動(dòng)物免疫關(guān)系的論證。與普通動(dòng)物相比，無菌動(dòng)物的黏膜免疫器官發(fā)育遲緩，腸固有層淋巴細(xì)胞的數(shù)量較少。而當(dāng)無菌動(dòng)物暴露于普通的飼養(yǎng)條件下一段時(shí)間，或者引入共生菌屬之后，其免疫系統(tǒng)開始與正常動(dòng)物接近[15]，證實(shí)了腸道免疫系統(tǒng)的發(fā)育與腸道微生物菌群的發(fā)育相平行。

4 結(jié)語(yǔ)

仔豬腸道為腸道微生物提供了優(yōu)越的棲息和繁殖環(huán)境，而腸道微生物及其代謝產(chǎn)物則影響仔豬的營(yíng)養(yǎng)代謝、能量平衡、免疫功能、胃腸道發(fā)育及其他生理活動(dòng)。目前，雖然對(duì)于豬胃腸道中微生物菌群的組成種類、發(fā)育規(guī)律和功能有了基本的認(rèn)識(shí)，但仍然需要進(jìn)一步研究腸道微生物菌群的調(diào)控規(guī)律，進(jìn)一步揭示微生物菌群的功能?！?/p>

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Research on the Development Rule and Function of Piglet′s Gastrointestinal M icroflora

TANG Wenjie，TANG Ling，ZHANG Chun，et al.
（Institute of Animal Nutrition in Sichuan Animal Science Academy，Sichuan Feed Scientific Research and Development Center，Sichuan Chengdu 610066，China）

The complex gastrointestinal macrofloras play a vital role on the normal nutrition，healthy and immunology of the piglets.This paper summarized the gastrointestinal microflora′s development rule and function，it aimed to provide the theoretical basis for ensuring stability of the gastrointestinal microfloras and promoting the development of intestinal floras structure to good direction.

Gastrointestinal microfloras；Development rule；Piglet

S852.2

A

1001-8964（2016）04-0036-03

2015-12-22

四川省公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目（SASA2013A05）。

湯文杰（1984-），男，四川南充人，碩士，主要從事動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究與飼料添加劑開發(fā)。