《Veterinary and Animal Science》：The effects of different doses of
Clostridium butyricum supplementation on intestinal morphology, serum parameters, and gut microbiota in weaned piglets
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本研究探究了不同浓度的丁酸梭菌（Clostridium butyricum）对断奶仔猪生长性能、养分消化率、肠道形态、血清指标及肠道菌群的影响。研究人员选取210头健康的34日龄断奶仔猪（杜洛克×长白×大约克夏），初始体重为8.89±0.11 kg，随机分为5
本研究探究了不同浓度的丁酸梭菌（Clostridium butyricum）对断奶仔猪生长性能、养分消化率、肠道形态、血清指标及肠道菌群的影响。研究人员选取210头健康的34日龄断奶仔猪（杜洛克×长白×大约克夏），初始体重为8.89±0.11 kg，随机分为5组（每组6个重复，每个重复7头仔猪）。对照组饲喂基础日粮，试验组（T1-T4）分别在基础日粮中添加2×10?、5×10?、1×10?和2×10? CFU/kg的丁酸梭菌。试验期共28天。与对照组相比，T4组干物质、有机物和总能的表观全肠道消化率显著提高（P<0.05）。断奶仔猪的表观养分消化率随丁酸梭菌添加水平的升高呈线性和二次曲线增加（P<0.05）。添加丁酸梭菌提高了超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、总抗氧化能力和谷胱甘肽过氧化物酶水平等抗氧化活性，同时降低了丙二醛浓度（P<0.05）。在线性和二次模型中，断奶仔猪血清SOD活性线性升高，而CAT活性在整个试验期间呈二次曲线变化（P<0.05）。此外，添加丁酸梭菌还提高了免疫球蛋白水平，并降低了促炎细胞因子如肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-1β、白细胞介素-6和白细胞介素-8的水平（P<0.05）。此外，T1组和T4组分别促进了norank_f__Butyricicoccaceae和Ruminococcus_gauvreauii_group的富集（LDA>2，P<0.05）。总之，添加丁酸梭菌可改善断奶仔猪的肠道形态、抗氧化能力、免疫状态和肠道菌群。
**论文解读：不同剂量丁酸梭菌对断奶仔猪肠道健康及生长性能的影响**
**一、研究背景与目的**
断奶是仔猪生长发育中的关键阶段，但断奶应激常导致肠道功能障碍、氧化应激加剧和微生物群落失衡，进而引发腹泻和生长停滞等问题，严重威胁养殖效益。传统上，抗生素和氧化锌被广泛用于缓解断奶应激，但长期使用导致耐药菌株增加、药物残留和环境污染等问题。随着欧盟2006年全面禁止抗生素生长促进剂，中国农业农村部也逐步限制抗生素使用，开发安全高效的替代方案成为研究热点。在此背景下，丁酸梭菌（Clostridium butyricum）作为一种安全的新型微生物饲料添加剂，因其独特的代谢特征和益生功能备受关注。已有研究表明，丁酸梭菌可通过分泌丁酸、抗菌肽和短链脂肪酸（SCFAs）等活性物质直接参与肠道能量代谢和免疫调节，促进紧密连接蛋白表达，增强肠道屏障功能，抑制大肠杆菌和沙门氏菌等有害菌增殖，同时促进乳杆菌和双歧杆菌等有益菌定植。然而，目前关于不同添加剂量丁酸梭菌对断奶仔猪氧化应激和微生物调控的差异尚不明确。因此，本研究旨在评估不同浓度丁酸梭菌对断奶仔猪生长性能、肠道形态、免疫功能、抗氧化能力和肠道菌群的影响，以指导其在养猪生产中的应用。
**二、研究方法与关键技术**
本研究在中国农业大学动物伦理委员会批准下进行，试验地点为中国农业大学丰宁猪研究单位（承德九运农牧有限公司）。研究选用210头34日龄断奶仔猪（杜洛克×长白×大约克夏），初始体重8.89±0.11 kg，随机分为5组，每组6个重复，每重复7头。对照组饲喂基础日粮，T1-T4组分别添加2×10?、5×10?、1×10?和2×10? CFU/kg的丁酸梭菌，试验期28天。主要技术方法包括：采用酸不溶灰分（AIA）指示剂法测定干物质（DM）、粗蛋白质（CP）、粗脂肪（EE）和总能（GE）的表观全肠道消化率（ATTD）；通过苏木精-伊红（HE）染色观察十二指肠、空肠和回肠的绒毛高度、隐窝深度并计算比值；使用酶标仪和自动生化分析仪测定血清抗氧化指标（SOD、CAT、T-AOC、GSH-Px、MDA）和免疫指标（IgA、IgG、IgM、TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8）；采用16S rRNA基因V3-V4区扩增测序（Illumina NextSeq 2000 PE300平台）分析盲肠内容物微生物群落，并进行α多样性、β多样性及LEfSe差异分析；所有数据使用SAS 9.4进行统计，采用GLM和GLIMMIX程序，并做线性和二次正交对比。
**三、研究结果**
**3.1 生长性能**
各组仔猪体重、平均日采食量（ADFI）、饲料转化率（F:G）和腹泻率均无显著差异（P>0.05）。平均日增重（ADG）虽无组间显著差异，但随丁酸梭菌添加水平呈二次曲线响应（P<0.05）。表明丁酸梭菌在试验条件下未显著改善生长性能，但存在一定剂量依赖性趋势。
**3.2 养分表观消化率**
T1组DM、有机物（OM）、CP和GE的ATTD较对照组显著降低，而T4组DM、OM和GE的ATTD显著升高（P<0.05）。DM、OM、CP和GE的ATTD随丁酸梭菌水平升高呈线性和二次曲线剂量效应（P<0.05）。说明高剂量丁酸梭菌（2×10? CFU/kg）可改善养分消化，低剂量可能不利。
**3.3 肠道形态**
与对照组相比，T1组回肠绒毛高度/隐窝深度（V/C）显著提高（P<0.05），但丁酸梭菌对各肠段绒毛高度和隐窝深度无显著影响。提示适宜剂量丁酸梭菌可改善回肠黏膜结构完整性。
**3.4 血清抗氧化指标**
试验第14天，T3、T4组SOD活性显著升高、MDA浓度显著降低，T3组GSH-Px浓度升高，T2-T4组T-AOC和CAT活性升高（P<0.05）。第28天，T3、T4组SOD活性升高，T2-T4组MDA降低且CAT升高，T3组GSH-Px升高，所有添加组T-AOC均升高（P<0.05）。多数抗氧化指标随剂量呈线性或二次曲线变化（P<0.05）。表明丁酸梭菌可增强抗氧化防御并减轻脂质过氧化。
**3.5 血清免疫指标与细胞因子**
第14天，添加丁酸梭菌线性或二次提高IgA、IgG、IgM浓度，同时降低TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8水平（P<0.05）。第28天，IgG浓度随剂量线性升高（P<0.05），TNF-α和IL-6显著降低并呈线性和二次响应，IL-1β和IL-8也显著降低且呈线性趋势（P<0.05）。说明丁酸梭菌可增强体液免疫并抑制促炎反应。
**3.6 肠道菌群组成与表型相关性**
三组间共有768个OTU，PCoA显示三组微生物组成显著分离。T4组Shannon指数升高、Simpson指数降低（P<0.05）。门水平上，厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidota）为优势菌门，占80-90%。丁酸梭菌添加降低了Firmicutes/Bacteroidota比值。属水平上，乳杆菌属（Lactobacillus）和norank_f__T34为优势菌属。LEfSe分析显示，CON组富集Lactobacillus，T1组富集norank_f__Butyricicoccaceae，T4组富集Ruminococcus_gauvreauii_group（LDA>2，P<0.05）。相关性分析表明，Lactobacillus与促炎因子（IL-1β、IL-6、IL-8）正相关，与T-AOC和CAT负相关；norank_f__Butyricicoccaceae与CAT正相关，与TNF-α和IL-6负相关；Ruminococcus_gauvreauii_group与T-AOC及养分表观消化率（DM、OM、CP、EE、GE）正相关。
**四、讨论与结论**
讨论部分指出，丁酸梭菌补充改善了回肠V/C比值，但并未显著改善生长性能和腹泻率，提示肠道结构优化不一定立即转化为整体生产性能提升，可能与菌株剂量、肠道菌群组成、环境应激及个体健康状态等因素有关。高剂量T4组提高了DM、OM和GE的ATTD，表明益生菌改善养分消化率受使用水平、日粮成分和饲料形态等多因素影响。丁酸梭菌降低MDA并提高SOD、CAT、T-AOC和GSH-Px，发挥抗氧化保护作用。免疫方面，丁酸梭菌提高第14天血清IgA、IgM、IgG水平，并降低促炎细胞因子，有利于改善免疫和抗炎功能。肠道菌群方面，丁酸梭菌改变菌群多样性，降低Firmicutes/Bacteroidota比值，促进norank_f__Butyricicoccaceae（可产生丁酸等SCFAs）和Ruminococcus_gauvreauii_group（与碳水化合物代谢正相关）的富集，从而可能通过调节肠道微生态改善肠道屏障和养分消化。结论认为，丁酸梭菌补充可改善断奶仔猪的肠道形态、免疫功能、抗氧化能力，并调节促炎细胞因子和肠道微生物，但该浓度下的长期效应仍需进一步验证。该研究为丁酸梭菌作为抗生素替代品在仔猪日粮中的合理应用提供了剂量选择依据和科学参考。
