《The Journal of Agricultural Science》：Modulation of faecal microbiota of weaned piglets fed with a complete diet with Lupinus albus seeds
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鉴于全球可持续发展挑战以及牲畜常规蛋白质来源的有限性，寻找替代性蛋白质来源变得至关重要。在此背景下，将谷类豆科植物重新引入作物生产系统可能代表一种有前景的策略。因此，本研究的目的是评估在断奶仔猪日粮中，以白羽扇豆（Lupinus albus）替代豆粕对肠道微生
鉴于全球可持续发展挑战以及牲畜常规蛋白质来源的有限性，寻找替代性蛋白质来源变得至关重要。在此背景下，将谷类豆科植物重新引入作物生产系统可能代表一种有前景的策略。因此，本研究的目的是评估在断奶仔猪日粮中，以白羽扇豆（Lupinus albus）替代豆粕对肠道微生物群调节的影响。试验涉及20头断奶仔猪（长白猪×大白猪），持续28天。动物被分为两个按体重和性别平衡的实验组：对照组（CTRL，n=10）接受含7.3%豆粕的基础日粮，处理组（LUP，n=10）接受含10%白羽扇豆（L. albus）粕的日粮。微生物群分析显示，与CTRL组相比，LUP组在丰富度和均匀度方面的调节有限。然而，日粮中添加羽扇豆籽粕导致若干细菌属的相对丰度发生变化，其中与微生物发酵相关的氢营养型产甲烷菌甲烷短杆菌属（Methanobrevibacter）以及与纤维和复杂碳水化合物利用相关的异杆菌属（Allobaculum）和罗姆布茨菌属（Romboutsia）丰度升高。总之，在仔猪日粮中以L. albus替代豆粕，可代表一种减少对大豆蛋白依赖的可行策略，通过支持本地蛋白质生产体系，特别适用于有机农业以及供应本地市场的粗放型畜牧系统。
论文解读：白羽扇豆替代豆粕对断奶仔猪肠道微生物群及生产性能的影响
一、研究背景与目的
在全球可持续发展挑战日益严峻的背景下，畜牧生产中常规蛋白质来源的有限性已成为突出问题。欧洲层面，仅37%的植物蛋白来源于本土生产，进口依赖严重，其中大豆因高达70%的进口率而引发最大关注。欧盟有机法规禁止在有机生产中使用转基因生物及其衍生产品，这使得非转基因蛋白质饲料原料的获取对有机供应链尤为重要。尽管面临诸多困难，大豆仍是畜牧养殖的主要蛋白质来源，尤其对养猪业而言，大豆提供了赖氨酸、苏氨酸和色氨酸等谷物中缺乏的必需氨基酸。这种依赖导致了所谓"蛋白质缺口"问题，即70%的动物饲料蛋白质依赖进口。在此背景下，欧洲正优先研究替代蛋白质来源，以降低对进口大豆的依赖并提升畜牧养殖的可持续性。将自产高蛋白原料（如豆科植物）纳入牲畜日粮是一种有前景的策略。其中，白羽扇豆因其高粗蛋白含量、优良的氨基酸组成以及对边际土壤和低投入农业系统的适应性而备受关注。白羽扇豆种子通常含有300–400 g/kg干物质的高水平蛋白质和3700 Kcal/kg的能量，且对外部投入的需求低于豌豆和蚕豆等其他豆科作物。此外，羽扇豆种植非常适合地中海环境和有机农业系统。
在仔猪养殖中，断奶过渡期仔猪会经历显著的肠道微生物失衡，即菌群失调，其特征是有益厌氧菌减少和兼性厌氧菌增加。日粮诱导的菌群失调可能是导致断奶后腹泻和肠道感染的关键因素。尽管羽扇豆种子在猪营养中的应用已有数十年历史，但关于其对断奶仔猪肠道微生物群组成和营养利用的影响信息仍然有限，尤其是在与常用豆科蛋白质来源比较时。鉴于幼龄仔猪消化系统的生理不成熟性可能影响其高效利用羽扇豆日粮的能力，这一数据缺失尤为重要。因此，本研究旨在评估以白羽扇豆替代断奶仔猪日粮中豆粕对粪便微生物群组成、营养消化率、生长性能和部分血液参数的影响。
二、主要技术方法
研究人员开展了一项为期28天的动物试验，纳入20头断奶仔猪（长白猪×大白猪，28±2日龄），按体重和性别分层随机分为对照组（CTRL，n=10，含7.3%豆粕）和处理组（LUP，n=10，含10%白羽扇豆粕），两组日粮等氮等能。研究采用16S rRNA基因V3-V4高变区扩增子测序技术分析粪便微生物群组成，通过酸不溶性灰分标记法评估蛋白质表观全肠道消化率，采用电感耦合等离子体质谱法测定粪便和血清矿物质含量，并使用多参数自动分析仪检测血清生化参数。
三、研究结果
化学组成与生长性能： 白羽扇豆Tennis品种种子含42.30%粗蛋白、11.18%粗纤维、9.64%粗脂肪，胰蛋白酶抑制剂活性为2.10%。LUP组在试验第21天和第28天体重显著低于CTRL组，整个试验期间平均日增重也显著较低。LUP组采食量在试验初期较低，后期逐渐增加，饲料转化率在整个试验期间数值上低于CTRL组。
粪便评分与蛋白质消化率： 两组粪便评分和粪便干物质无显著差异，均处于生理范围内。从第14天起，CTRL组蛋白质消化率显著高于LUP组，但粪便氮含量无显著差异。粪便矿物质含量在两组间无统计学显著差异。
肠道微生物群： α多样性指数无组间差异，但β多样性分析显示处理和时间均有显著效应。门水平上，厚壁菌门（Firmicutes）占主导（59.7%），其次为拟杆菌门（Bacteroidota）和变形菌门（Proteobacteria）。LUP组中甲烷短杆菌属（Methanobrevibacter）、异杆菌属（Allobaculum）和罗姆布茨菌属（Romboutsia）丰度升高，而普雷沃氏菌属（Prevotella）显著降低。LUP组还观察到埃希氏菌属/志贺氏菌属（Escherichia/Shigella）丰度增加，提示潜在的微生物失衡。
血清参数与矿物质： 血清生化参数均在物种生理范围内，两组间无显著差异。但LUP组血清硒浓度显著低于CTRL组，可能与羽扇豆中植酸盐的螯合作用有关。
四、讨论与结论
讨论部分指出，白羽扇豆虽具有高蛋白含量和优良氨基酸组成，但其高非淀粉多糖含量和残留抗营养因子可能导致蛋白质消化率降低，进而影响生长性能。微生物群的变化提示高纤维含量挑战了断奶期未成熟肠道微生物群的适应能力。血清硒降低可能与植酸盐的矿物质螯合作用有关。
研究结论表明，以10%白羽扇豆粕替代豆粕未引起可检测的系统性健康状态改变，但与豆粕对照组相比，羽扇豆添加与生长性能和饲料效率降低相关，凸显了在该添加水平下用于极幼龄动物的局限性。研究提供了白羽扇豆对断奶后肠道微生物群组成影响的新见解，观察到的微生物变化表明羽扇豆的高纤维和生物活性化合物含量可显著调节肠道生态系统，但并非总是朝向充分支持最佳生长的方向。总体而言，白羽扇豆从可持续性角度看是有前景的本地蛋白质来源，但在断奶仔猪日粮中的应用需谨慎考虑添加水平、加工策略和动物发育阶段。研究缺乏栏位重复限制了采食量和饲料效率的统计分析，需更大规模实验设计进一步验证。
