饲喂频率影响猪肠道养分利用的微生物学机制研究

The feeding frequency can affect the growth performance and nutrient utilization of animals, but the mechanism is not completely clear. This project aims to investigate the mechanism of effects of feeding frequency on gut nutrient utilization of pigs from the angle of intestinal microbiota. First, animal trials will be conducted to study the effects of different frequency of feeding on the phenotypic growth performance of pigs. Then, pigs filled with intestinal fistula will be used to investigate the effects of different feeding frequency on intestinal microflora and intestinal circadian clock. Mutil-omis techniques will be applied to study the responses of intestinal microbiota on the different patterns of feeding. Expression of biological clock related genes in different tissue will be determined to analysis the correlation between intestinal biological clock and microbial biological clock. Finally, we will investigate the effects of feeding frequency on intestinal biological clock and nutrient utilization after the intervention on gut microbiota, and reveal the microbial mechanism of effects of feeding frequency on pig intestinal nutrient utilization. This project can help us further understand the interaction mechanism of intestinal microbial metabolism and overall metabolism of the body, and also provides theoretical guidance for nutritional control strategies of pig production in high quality.

饲喂频率可影响动物的生长性能和养分利用，但其内在机制尚不完全清楚。本申请项目以猪为研究对象，旨在从肠道微生物角度解析饲喂频率影响猪肠道养分利用的机制。首先通过饲养试验研究不同饲喂频率下猪的生长性能等表型指标；再利用肠道瘘管猪探讨不同饲喂频率对肠道微生物生物钟和机体肠道生物钟的影响，利用微生物组、代谢组、宏转录组等多组学技术研究肠道微生物及其代谢对宿主不同采食模式的响应规律；分析不同组织生物钟相关基因表达，探究宿主肠道生物钟和微生物生物钟的关联；最后，通过肠道菌群干预，研究抑制肠道菌群后饲喂频率如何影响肠道生物钟和养分利用，揭示饲喂频率影响猪肠道养分利用的微生物学机制。该研究可有助于我们进一步认识肠道微生物代谢与机体整体代谢互作机制，同时也为高效优质猪生产的营养调控策略提供理论指导。

饲料养分的高效利用一直是我国动物营养领域重要的研究导向，不同饲喂方式能够造成生长猪肠道养分消化代谢以及体内养分代谢沉积的差异，其内在机制尚未可知。本项目通过改变生长猪的饲喂模式，探究了饲喂频率对于猪生长性能和肠道养分消化的影响，发现日饲喂三次和五次能够提高生长猪的平均日增重，降低料重比，提高机体对于蛋白质和脂肪的消化吸收。此外，研究饲喂频率的改变对于生长猪食欲和采食行为的影响，发现胃饥饿素能够作为下丘脑昼夜节律功能中食物夹带的时间信使，参与饲喂频率对于生长猪食欲以及采食行为的调控。进一步研究了生长猪肠道微生物区系及其代谢和机体代谢对于饲喂频率的响应，发现饲喂频率能够改变肠道微生物的组成，并引起肠道微生物的代谢水平的变化。在机体代谢方面，饲喂频率的增加抑制了肌糖原和肝糖原的水解、脂肪中脂质的分解、肝脏中糖异生和脂肪酸氧化分解。本项目研究提示，饲喂频率可影响生长猪肠道的养分利用、食欲、肠道微生物以及机体糖脂代谢，并进一步影响动物的生长性能，对于猪的精准饲养及健康生产具有指导意义。