母猪微生物组对仔猪肠道菌群的持久影响:从哺乳期到断奶期的动态变化研究

【字体: 时间:2025年05月27日 来源:Animal Microbiome 4.9

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  为解决早期肠道菌群定植对仔猪健康的影响问题,比利时根特大学的研究团队通过16S rRNA基因测序技术,分析了18对母猪-仔猪在哺乳期至断奶后10天的直肠菌群动态。研究发现,母猪微生物组对仔猪肠道菌群多样性(α/β多样性)和组成具有显著且持久的塑造作用,断奶后环境(栏舍同伴)贡献率达53.54%。该研究为通过母源微生物干预优化仔猪健康提供了理论依据,对减少抗生素使用和替代氧化锌方案具有重要意义。

  

在养猪业和生物医学研究中,猪的健康至关重要。肠道菌群平衡直接影响免疫发育、代谢功能和病原体抵抗能力,而早期菌群定植的质量可能决定动物终生健康。然而,哺乳期到断奶阶段的菌群动态仍存在诸多未解之谜:母源微生物如何影响后代?断奶应激如何改变菌群结构?这些问题的解答对解决仔猪腹泻、生长迟缓等生产难题具有迫切意义。

比利时根特大学的研究团队在《Animal Microbiome》发表了一项开创性研究。Alessandra Tancredi等学者通过对18对母猪-仔猪进行纵向采样(出生后7天至断奶后10天),结合16S rRNA基因测序和FEAST溯源分析,首次系统揭示了母源微生物对仔猪肠道菌群的持久影响机制。研究发现,母猪贡献了仔猪7日龄时31.68%的肠道菌群,且这些菌株能持续存在至断奶后;断奶后栏舍同伴的菌群交换贡献率高达53.54%,显著重塑微生物组成。

研究采用三大关键技术:1)多时间点纵向采样设计(涵盖哺乳期和断奶过渡期);2)16S rRNA基因V3-V4区高通量测序与DADA2算法解析菌群特征;3)FEAST模型量化母源与环境菌群贡献率。通过线性混合模型和PERMANOVA分析,团队揭示了影响菌群动态的关键因素。

微生物多样性受年龄和母源双重调控
α多样性分析显示,仔猪菌群丰富度随日龄增长而提升(p<0.001),断奶后趋于稳定。母猪个体差异解释6.2%的α多样性变异,而断奶后栏舍环境贡献14.5-16%的变异。β多样性分析中,母猪影响在断奶前占50-60%,断奶后栏舍效应上升至24.6%。

断奶引发菌群结构剧变
Prevotellaceae在断奶后取代Bacteroidaceae成为优势菌科(p<0.001),与植物多糖代谢相关的Prevotella_9成为最丰富菌属。功能预测显示,断奶后甲烷生成通路(MF0099)活性增强,而糖胺聚糖降解通路(MF0052)减弱,提示菌群适应固体饲料的代谢转变。

母源菌株的持久定植
ASV水平分析鉴定出72个母源传递菌株,包括乳酸杆菌(Lactobacillus acidophilus)等有益菌和产气荚膜梭菌(Clostridium sensu stricto 1)等条件致病菌。这些菌株61.23%能持续存在至断奶后10天,证实母源微生物的长期定植能力。

该研究首次量化了母猪与栏舍环境对仔猪菌群的时空贡献规律,为精准调控早期菌群提供了科学依据。母源传递的有益菌(如SCFA生产者)可作为益生菌开发靶点,而断奶后栏舍效应的发现则提示群体管理的重要性。研究提出的"菌群继承而非更替"模型,革新了对仔猪肠道发育的认知,为替代抗生素策略开辟了新思路。

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