《Animal Nutriomics》：Effects of unconventional diets and unconventional low-protein diets during sow gestation on the growth performance, carcass traits, meat quality, and microbiota of offspring pigs
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本研究评估了在妊娠母猪日粮中用小麦、碎米、米糠粕、菜籽粕和发酵酒糟替代玉米和豆粕对后代生长育肥猪的生长性能、胴体性状、肉品质和结肠微生物群的长期影响。将三十头母猪分配到玉米-豆粕组（CON）、非常规原料组（UCD）或非常规低蛋白日粮组（LP-UCD，粗蛋白含量
本研究评估了在妊娠母猪日粮中用小麦、碎米、米糠粕、菜籽粕和发酵酒糟替代玉米和豆粕对后代生长育肥猪的生长性能、胴体性状、肉品质和结肠微生物群的长期影响。将三十头母猪分配到玉米-豆粕组（CON）、非常规原料组（UCD）或非常规低蛋白日粮组（LP-UCD，粗蛋白含量低2个百分点）。断奶后，将九十头仔猪（每组三十头）随机分配到圈舍中（每圈三头仔猪，每组十圈），饲养至约一百二十公斤体重；以圈为实验单位记录生长数据。屠宰时，采集二十一头猪（每组七头）样品。UCD和LP-UCD均未影响后代的整体生长性能、胴体性状或肉品质。与UCD相比，LP-UCD在八至二十五公斤阶段表现出较低的料重比（P < 0.05），但在二十五至五十公斤阶段的平均日采食量降低（P < 0.05）。UCD组的血清尿素低于CON组（P < 0.05）。LP-UCD组的总蛋白、丙氨酸氨基转移酶、肌酐低于UCD组，而碱性磷酸酶、总胆固醇和甘油三酯高于UCD组（P < 0.05）。LP-UCD倾向于上调脂质代谢基因，如过氧化物酶体增殖物激活受体δ（peroxisome proliferator-activated receptor delta, PPARD）。结肠微生物群的α/β多样性无差异。与CON组相比，UCD组增加了厚壁菌门（Firmicutes）/拟杆菌门（Bacteroidota）的比值（P < 0.05）。与UCD组相比，LP-UCD组的链球菌属（Streptococcus）和粪球菌属（Coprococcus）较高，而厌氧弧菌属（Anaerovibrio）和考拉杆菌属（Phascolarctobacterium）较低（P < 0.05）。总之，妊娠期非常规日粮不会损害后代的生长或肉品质，但与代谢、脂质相关基因表达和微生物群组成的改变有关。值得注意的是，非常规低蛋白日粮显示出改善早期饲料效率的潜力。
一、研究背景与研究目的
母猪妊娠期的营养是胎儿发育的唯一营养来源，直接影响胎儿的生长发育，并对后代表型产生持久甚至终生的影响。关键的生理过程，如胰岛素敏感性、葡萄糖代谢和脂质代谢，均受到显著影响。骨骼肌作为出生后肉品质和全身能量代谢的关键组织，在妊娠期经历了一个关键的发育可塑性窗口，尤其容易受到母体营养调控的影响。研究表明，母体营养策略可直接调控后代肌肉发育、能量代谢和脂肪沉积模式，最终塑造肉品质性状。
鉴于玉米和豆粕价格的持续波动，全球养猪业正日益寻求这些常规原料的可持续替代品。因此，开发和使用非常规饲料原料已获得广泛关注。例如，研究表明，小麦作为一种可行的替代能量源，在体外消化模型中比玉米更易被生长猪消化。采用非常规原料也有助于缓解“人畜争粮”问题，是降低饲料成本和保障粮食安全的战略途径。因此，在价格波动期间，用非常规原料替代妊娠母猪日粮中的常规原料是维持经济效益的可行策略。然而，这一策略的长期影响，特别是对后代生长性能、屠宰性状和肉品质的影响，需要仔细评估，因为这些因素是决定养猪生产盈利能力的关键。
值得注意的是，前期研究已证明，用小麦、碎米等非常规原料替代玉米和豆粕可改善母猪的胎盘营养转运和肠道健康。此外，通过“母体-后代肠道微生物轴”的核心通路，这些日粮干预措施显著促进了新生仔猪的肠道形态发育，提高了消化酶活性，并优化了肠道微生物群。这些发现建立了母体肠道健康与后代早期肠道发育之间的联系。然而，尚不清楚这些母体日粮干预措施是否会对后代在生长育肥阶段的表型产生持续性影响。因此，本研究旨在探讨在妊娠母猪日粮中添加非常规原料——包括小麦、碎米、米糠粕和菜籽粕——对其后代在生长育肥阶段的生长性能、胴体性状、肉品质和肠道微生物群的影响，重点在于对这些替代饲料原料进行表型评估和安全性验证。
二、主要研究方法
研究人员从四川农业大学动物营养研究所教学科研基地选取30头长白×大约克夏母猪（胎次6-7，背膘厚度相似），随机分为三组（每组10头）：玉米-豆粕基础日粮组（CON）、非常规原料日粮组（UCD）和非常规低蛋白日粮组（LP-UCD，粗蛋白水平低2个百分点）。母猪经同步发情后，使用杜洛克精液人工授精。分娩后，所有母猪饲喂标准泌乳日粮，仔猪自由哺乳至28日龄断奶。断奶时，从每组选取90头健康仔猪（共270头），随机分配到30个圈舍中（每圈3头，每组10圈），所有后代均饲喂普通玉米-豆粕基础日粮。后代猪分阶段饲养至约120公斤体重。屠宰时，每组选取7头猪进行样品采集。关键技术方法包括：血清生化指标分析（使用全自动生化分析仪测定总蛋白、尿素等）、胴体性状测定（参照NY/T 825-2004标准测量屠宰率、背膘厚、眼肌面积等）、肉品质分析（测定pH值、肉色、滴水损失、蒸煮损失、剪切力、大理石纹评分、肌内脂肪和粗蛋白）、实时荧光定量PCR（qPCR，检测背最长肌和肝脏中与肌纤维类型和脂质代谢相关基因的表达）、气相色谱法测定结肠内容物短链脂肪酸（SCFA）含量，以及基于Illumina MiSeq平台的16S rRNA基因V4区扩增子测序分析结肠内容物微生物群组成。
三、研究结果
生长性能
与CON组相比，UCD组对后代的生长性能无显著影响。与UCD组相比，LP-UCD组在8-25kg阶段有提高平均日增重的趋势（P=0.093），并显著降低了料重比（P<0.05）。在25-50kg阶段，LP-UCD组的平均日采食量显著降低（P<0.05）。
血清生化参数
与CON组相比，UCD组显著降低了后代血清尿素（UREA）含量（P<0.05），并有降低高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）的趋势（P=0.051）。与UCD组相比，LP-UCD组显著降低了血清总蛋白（TP）、丙氨酸氨基转移酶（ALT）和肌酐（CRE）的含量（P<0.05），同时显著提高了碱性磷酸酶（ALP）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、总胆固醇（CHO）、甘油三酯（TG）和HDL-C的含量（P<0.05）。
胴体性状
UCD和LP-UCD组均未显著影响后代的胴体性状。然而，与CON组相比，UCD组表现出降低屠宰率和瘦肉率的趋势（P=0.058和P=0.080）。
肉品质
UCD和LP-UCD组对后代的肉品质无显著影响。但与CON组相比，UCD组育肥猪背最长肌的粗蛋白含量显著降低（P<0.05）。
背最长肌和肝脏中代谢相关基因的表达
与CON组相比，UCD组在背最长肌中未引起肌纤维类型相关基因表达的显著差异，但有降低过氧化物酶体增殖物激活受体δ（PPARD, P=0.089）和CD36分子（CD36, P=0.057）表达的趋势。与UCD组相比，LP-UCD组有上调PPARD（P=0.086）、溶质载体家族7成员5（SLC7A5, P=0.066）、脂肪酸结合蛋白3（FABP3, P=0.079）和CD36（P=0.077）表达的趋势。
短链脂肪酸
与CON组相比，UCD组有降低丙酸含量的趋势（P=0.086）和提高戊酸含量的趋势（P=0.095）。与UCD组相比，LP-UCD组有降低异戊酸含量的趋势（P=0.057）。
微生物群
结肠微生物群的α多样性和β多样性在三组间均无显著差异。在门水平，与CON组相比，UCD组显著增加了厚壁菌门（Firmicutes）的相对丰度（P<0.05），显著降低了拟杆菌门（Bacteroidota）的相对丰度（P<0.05），导致厚壁菌门/拟杆菌门比值升高。在属水平，与CON组相比，UCD组有增加链球菌属（Streptococcus）相对丰度的趋势（P=0.098），显著降低了普雷沃氏菌属（Prevotella）的相对丰度（P<0.05），并有降低普雷沃氏菌属_9（Prevotella_9）的趋势（P=0.056）。与UCD组相比，LP-UCD组显著增加了链球菌属和粪球菌属（Coprococcus）的相对丰度（P<0.05），并显著降低了厌氧弧菌属（Anaerovibrio）和考拉杆菌属（Phascolarctobacterium）的相对丰度（P<0.05）。
四、讨论与结论总结
讨论部分指出，本研究中用非常规原料替代妊娠母猪日粮中的玉米和豆粕，对后代在生长育肥阶段的生长性能无显著影响，这与在其他物种（如羔羊、鸡）中的研究结果一致。特别地，非常规低蛋白日粮（LP-UCD）在早期生长阶段显著降低了料重比，这可能归因于其改善了新生仔猪的肠道发育。血清生化指标方面，UCD组降低了血清尿素氮，可能反映了蛋白质利用效率的提高。而LP-UCD组显著升高的血清碱性磷酸酶（ALP）、总胆固醇和甘油三酯值得关注，这可能与母体蛋白限制导致的肝胆功能改变或脂质吸收、合成与转运通路变化有关，但由于缺乏肝脏组织病理学检查，无法排除轻度肝损伤的可能性。在胴体和肉品质方面，两组处理均无显著负面影响，这与多项关于杂粕替代的研究结果相符。基因表达结果显示，LP-UCD组倾向于上调肌肉中参与脂肪酸氧化（PPARD、CD36、FABP3）和氨基酸转运（SLC7A5）的基因，表明其可能促进骨骼肌利用脂肪酸氧化供能。微生物群分析显示，UCD组改变了后代结肠微生物组成，升高了厚壁菌门/拟杆菌门比值，这可能与能量收获能力相关，但并未伴随体重或脂肪沉积的增加。LP-UCD组则增加了链球菌属和粪球菌属的丰度，降低了厌氧弧菌属和考拉杆菌属的丰度，但其生物学意义尚需进一步研究。
研究结论部分翻译如下：本研究表明，在妊娠母猪日粮中用小麦、碎米等替代原料取代常规的玉米和豆粕，不会损害其后代在生长育肥阶段的最终生长性能或肉品质。然而，它通过调节后代的血清蛋白和脂质代谢，改变了与肌肉组织中脂肪转运和氨基酸吸收相关的基因表达，同时重塑了结肠微生物群落。值得注意的是，非常规低蛋白日粮通过上述机制进一步显示出改善后代早期生长阶段饲料利用效率的潜力。这些发现为母体营养编程如何影响后代猪的健康和生产效率提供了新的见解。
