抗性淀粉调控仔猪结肠丁酸产生的微生物机制研究

哺乳动物后肠丁酸对动物健康起重要作用，研究表明，抗性淀粉能促进动物结肠丁酸产生，但其作用机理还不完全清楚，系统地对参与结肠丁酸形成的各种菌群的定性、定量研究也不多。本项目拟从代谢物，微生物区系结构以及微生物蛋白质组学界面上，采用体外厌氧发酵技术、分子生态技术和宏蛋白质组技术，研究仔猪结肠微生物对抗性淀粉的发酵作用，分析代谢产物，相关菌群以及蛋白质组的动态变化，探索抗性淀粉转化丁酸的微生物机制；同时，分离筛选经过体外发酵富集后的产丁酸菌，研究其以及猪源乳酸菌对结肠微生物发酵产丁酸能力的影响，揭示乳酸在丁酸产生途径中的作用；最后，通过动物试验研究抗性淀粉、益生菌对仔猪结肠丁酸调控的作用，为有效开发微生态制剂提供理论指导，同时也为人类后肠的丁酸调控提供借鉴。

哺乳动物后肠丁酸对动物健康起重要作用，研究表明，抗性淀粉能促进动物结肠丁酸产生，但其作用机理还不完全清楚。本项目采用体外厌氧发酵技术、分子生态技术和动物试验，研究了仔猪结肠微生物发酵不同淀粉的特性及发酵过程中的菌群变化，发现拟杆菌门细菌在猪结肠中的淀粉降解过程中起主要作用，Bacteroides vulgatus和Bacteroides uniformis成为发酵24 h后的最优势菌，并且在淀粉发酵过程中伴随着乳酸的产生和利用；在此基础上进一步研究了猪肠道微生物对不同构型乳酸（D型、L型和DL型）的利用特性，发现DL型混合乳酸最易被代谢，D型代谢最慢，在低浓度下微生物代谢乳酸主要产生丁酸和丙酸，而高浓度下主要产生乙酸和丙酸。此外，还利用体外厌氧发酵技术比较了梅山猪和长白猪粪样微生物对不同纤维底物的利用能力，发现长白猪利用纤维的能力较梅山猪强，但是两品种猪粪样中的主要纤维降解菌的数量并没有显著差异。最后，研究了不同碳水化合物对仔猪结肠丁酸产生的影响，发现不同来源纤维素不仅影响肠道微生物代谢产物如短链脂肪酸和乳酸浓度，而且影响肠道中不同氨基酸的代谢。本项目研究提示，通过调控日粮碳水化合物可以改变猪后肠微生物的代谢，并通过代谢产物进而影响动物健康。