植物多糖对断奶仔猪肠道生理特征和免疫机能的影响及机理研究

发布时间：2020-05-29 01:29

【摘要】：多种植物多糖用现代仪器进行分离提取出来,并在动物饲养试验中表现出了促进动物的生长、调控其机体免疫的效果。目前关于多糖的试验研究主要集中在单一多糖的效果试验,但是单一多糖之间效果的比较,以及几种多糖联合使用对断奶仔猪的肠道内环境是否存在互作效应鲜见报道。本试验以研究黄芪多糖,牛膝多糖,白术多糖单一或联合添加对断奶仔猪消化生理及免疫性能的影响。试验采用水煮醇沉并用微波辅助的方法提取了黄芪多糖、白术多糖和牛膝多糖等三种多糖,用硫酸蒽酮法测定这三种多糖的含量,并研究了其体外抑菌效果。选取256头28日龄的杜长大三元杂交断奶仔猪,随机分为8个组,每组4个重复,每个重复8头猪。采用三因素两水平试验设计,饲粮中黄芪多糖的添加量为0和800 mg/kg,白术多糖的添加量为0和800 mg/kg,牛膝多糖的添加量0和800 mg/kg,试验共进行28 d。研究了植物多糖对断奶仔猪生产性能、血液生化指标、小肠内环境、肠道黏膜免疫、肠道物理屏障及相关转运载体的影响。试验采用三因素两水平试验设计,检测不同植物多糖处理对小肠上皮细胞膜通透性、葡萄糖转运载体、紧密连接因子、细胞发育相关因子以及NF-κB相关因子表达的影响。主要结果如下:(1)植物多糖的提取及抑菌效果黄芪多糖、白术多糖和牛膝多糖的含量分别为60.3%、60.1%和65.3%。黄芪多糖、白术多糖和牛膝多糖均对大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌有一定的抑菌效果。黄芪多糖对各种菌的抑菌效果为金黄色葡萄球菌枯草芽孢杆菌沙门氏菌大肠杆菌。白术多糖对各种菌的抑菌效果为金黄色葡萄球菌大肠杆菌沙门氏菌枯草芽孢杆菌。牛膝多糖的抑菌活性具有量效关系,抑菌作用的强弱关系为:金黄色葡萄球菌枯草芽孢杆菌大肠杆菌沙门氏菌。(2)植物多糖对断奶仔猪生长性能及血液生化指标的影响在断奶仔猪饲粮中单独或两两联合饲喂黄芪多糖、牛膝多糖或白术多糖均有提高断奶仔猪的日增重的趋势(P0.05),三种多糖联合使用能显著提高断奶仔猪日增重(P0.05),多糖组与对照组之间饲料转化率无显著差异(P0.05)。断奶仔猪饲粮中单独添加黄芪多糖,白术多糖,牛膝多糖均能显著降低断奶仔猪的腹泻率(P0.05),多糖之间存在一定互作效应。三种多糖均能降低断奶仔猪血液中葡萄糖、尿素氮、总胆固醇、甘油三酯的含量降低血液中AST与ALT的活性,三种多糖对血液中葡萄糖的影响有增效效应。多糖能显著提高血清中总蛋白、高密度脂蛋白的含量,三种多糖联用效果显著。(3)植物多糖对断奶仔猪肠道内环境的影响植物多糖能显著提高断奶仔猪十二指肠、空肠和回肠的黏膜绒毛高度,提高绒腺比(P0.05),三种多糖联用效果添加多糖组断奶仔猪回肠V/C比值显著提高(P0.05),各单一添加1中多糖组之间差异不显著,三种多糖添加与两两添加及单一添加相比显著提高了V/C比值。单独或联合添加多糖组断奶仔猪回肠、直肠的pH值无显著变化(P0.05),盲肠和结肠内容物pH值显著降低(P0.05),三种多糖联合添加对盲肠内容物有互作效应。单独或联合添加多糖组断奶仔猪盲肠内容物总挥发性脂肪酸含量均显著上升(P0.05),三种多糖联合的断奶仔猪盲肠内容物总挥发性脂肪酸的含量显著高于单独多糖组(P0.05)。在断奶仔猪饲粮中单独或联合添加植物多糖均能显著提高肠道内乳酸菌和双歧杆菌的数量(P0.05),多糖两两组合组与单一添加组相比肠道内乳酸菌和双歧杆菌的数量有增加趋势,但差异不显著(P0.05),单独或联合添加多糖能显著降低肠道中大肠杆菌的数量(P0.05)。(4)植物多糖对断奶仔猪免疫性能及抗氧化性能的影响无论单一多糖、两两复合多糖还是三种多糖联用均能显著提高断奶仔猪血清总抗氧化能力(P0.05),多糖组均能提高断奶仔猪血清中GSH-PX含量,显著降低断奶仔猪血清中MDA的含量(P0.05),三种多糖联用有高于一种多糖效果的趋势。黄芪多糖、白术多糖和牛膝多糖均能显著提高断奶仔猪血清中IgA的含量,三种多糖联用效果显著高于单一多糖添加(P0.05)。三种多糖单独或联合添加对断奶仔猪血清中IgM的含量均无显著的影响,单一多糖对断奶仔猪血清中IgG含量无显著影响。三种多糖单一添加或联用均提高了断奶仔猪血清中细胞因子IL-2、IL-1β、TNF-α和IFN-γ的含量,单一多糖对断奶仔猪血清中IL-6的含量无显著影响,多糖两两联合或三种多糖联用均显著提高了血清中IL-6的含量(P0.05)。黄芪多糖、白术多糖和牛膝多糖均能显著提高断奶仔猪肠道黏膜中SIgA的含量(P0.05),三种多糖联用效果最显著。三种多糖联用均能显著提高断奶仔猪肠系膜淋巴结和肠道粘膜IL-2、IL-1β、IL-6、TNF-α和IFN-γ的基因表达量,两种多糖联用可显著提高肠系膜淋巴结和空肠黏膜IL-2、TNF-α和IFN-γ的基因表达量(P0.05),对肠系膜淋巴结和肠黏膜IL-6和IL-1β基因的表达量无显著影响。单一添加多糖对断奶仔猪肠系膜淋巴结和肠黏膜上IL-2、IL-1β、IL-6基因表达量无显著影响,显著提高TNF-α和IFN-γ的基因表达(P0.05)。(5)植物多糖对断奶仔猪肠道屏障的影响植物多糖组断奶仔猪血清中DAO的活性、ET含量及D-乳糖的含量均显著降低,且随多糖组合增多有增效效应。植物多糖能显著提高断奶仔猪肠道黏膜Occludin、claudin和ZO-1的基因表达量。单一添加黄芪多糖、白术多糖及牛膝多糖显著提高断奶仔猪肠道SGLT1的mRNA相对表达量(P0.05),对GLUT2 mRNA相对表达量有提高的趋势,但差异不显著(P0.05)。三种多糖两两联用及三种多糖联合使用能显著提高断奶仔猪肠道SGLT1和GLUT2 mRNA相对表达量(P0.05)。(6)植物多糖对仔猪小肠上皮细胞屏障保护功能影响的分子作用机制最小浓度60mg/L的白术多糖、黄芪多糖和牛膝多糖在35 h以上对IPEC-J2的细胞指数值影响与对照组均有极显著差异(P0.01),三种多糖添加细胞跨膜电阻值(TEER值)有增加趋势,黄芪多糖单独添加或者三种多糖组合极显著降低LPS作用下IPEC-J2碱性磷酸酶及麦芽糖酶活性(P0.01)。单一添加黄芪多糖、白术多糖及牛膝多糖显著增加LPS作用下IPEC-J2细胞SGLT1、GLUT2 mRNA相对表达量(P0.05),而三种多糖联合使用极显著增加SGLT1、GLUT2 mRNA相对表达量(P0.01)。在基因转录水平上,单独或联合添加多糖组均能提高其ZO-1、Occludin mRNA的表达的水平(P0.05),而黄芪多糖与白术多糖联合使用或者三种多糖联合使用极显著提高ZO-1、Occludin蛋白的表达(P0.01)。与对照组比较,黄芪多糖、白术多糖和牛膝多糖单一或联合使用,均不能显著提高IPEC-J2细胞内PCNA和TGF-β表达量(P0.05)。添加黄芪多糖、白术多糖和牛膝多糖均能显著增加NF-κB相关因子TLR4与MyD88 mRNA及蛋白表达水平(P0.01),单独添加黄芪多糖极显著增加NF-κB蛋白表达水平(P0.01)。由此可知黄芪多糖、牛膝多糖和白术多糖(单独、两两或三者联合)提取物,通过调控猪小肠葡萄糖转运载体SGLT1、GLUT2,紧密连接蛋白Occludin、ZO-1表达,降低LPS处理后IPEC-J2细胞膜的通透性,以维系IPEC-J2细胞的损伤修复,且这种修复机制主要依赖于TLR/NF-κB信号通道的激活。本文通过“生长性能—肠道内环境—肠道黏膜免疫与抗氧化性能—肠道物理屏障—体外环境模拟验证”的研究路线,发现植物多糖可提高断奶仔猪的生产性能,调整由于断奶应激造成的内分泌失调、免疫下降及肠道通透性下降造成的肠道损伤,维持断奶仔猪肠道黏膜屏障的完整。
【图文】：

断奶仔猪,植物多糖,十二指肠,多糖

第四章植物多糖对断奶仔猪肠道内环境的影响组之间相比空肠黏膜绒毛高度无显著差异（P>0.05）。各多糖组断奶仔猪空肠绒毛高度与对照组相比差异不显著（P>0.05），但有下降的趋势。与对照组相比，各多糖组显著提高了空肠 V/C 比值（P<0.05），单一或两两添加多糖组之间相比差异不显著（P>0.05），三种多糖联合添加组与单一多糖组、PAM+ABP 组、APS+ABP 组相比显著提高了空肠V/C 比值（P<0.05），与 PAM+APS 组之间差异不显著（P>0.05）。添加多糖组断奶仔猪回肠绒毛的高度显著高于对照组（P<0.05），与对照组相比，APS+PAM 与三种多糖联合组显著降低了回肠隐窝的深度，其余各组之间差异不显著（P>0.05），添加多糖组断奶仔猪回肠 V/C 比值显著提高（P<0.05），，各单一添加一种多糖组之间差异不显著，三种多糖添加与两两添加及单一添加相比显著提高了 V/C 比值。Control APSPAM

植物多糖,断奶仔猪,空肠

34图 4-2 植物多糖对断奶仔猪空肠形态的变化（H·E 染色，×100）Fig.4-2 Effect of botanical polysaccharides on mucosa epithelial morphology in jejunum of weanedpignets (H·E staining, ×100)
【学位授予单位】：湖南农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S828

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