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人和動物的腸道內寄居大量不同種類的微生物，包括細菌、真菌、古菌、病毒和寄生蟲，其中最為重要的是各種細菌。腸道菌群會影響動物健康和生產性能，進而影響肉蛋奶產品的品質。腸道菌群直接影響腸道結構和腸道免疫系統，間接影響腦、神經、肌肉和脂肪等其他組織器官，對于人和動物的健康生長發育具有不可估量的調控作用。腸道微生物和宿主共同構建成超級生物體，已經成為生命科學領域的研究熱點。

一、腸道微生物的重要生理功能

在日糧中添加抗生素的目的是提高養殖效率，抑菌抗病、促生長。抗生素促生長作用的機理是影響菌群結構與微生態、腸壁組織結構、營養消化代謝！抗生素的作用具體表現在抑制抗生長因子、影響腸壁組織結構、消化代謝腸道營養物質、影響腸道微生物和調節免疫功能等方面。

二、腸道微生物的形成與演替

在動物的整個生命周期，腸道菌群是一個動態變化的過程。不同動物甚至同一動物不同品種之間都有明顯的微生物組成差異。基于微生物基因可以把同一動物分成不同的腸型，其消化吸收和生長性能都有明顯的區別。微生物的早期定植非常重要，影響后期生長發育，母代的腸道菌群會影響子代腸道菌群的形成。

早期研究認為，仔豬的胚胎時期在母體內處于一種無菌狀態，在分娩過程中由于受母體產道、糞便以及周圍環境微生物的影響，它的腸道開始定植微生物。但是也有人研究認為仔豬在胚胎時期因吞飲母體羊水，其腸道已經開始定植大腸桿菌、葡萄球菌等微生物。在豬腸道微生物區系建立的整個過程中，其腸道經歷了從無菌→需氧菌→兼性厭氧菌→專性厭氧菌的定植過程。仔豬出生后，腸道微生物區系逐漸建立，隨著日齡增長，其腸道微生物菌群的穩定性逐漸增強，不同部位微生物菌群的組成存在差異，這與各腸段的結構功能相適應。最終形成了以雙歧桿菌、乳酸桿菌等為優勢菌群的穩定腸道微生物區系。

在哺乳期，由于穩定的母乳攝入，腸道菌群保持相對穩定，乳酸菌和鏈球菌保持優勢地位。但斷奶后，由于飼糧、環境等發生重大變化，其腸道微生物的組成也發生了變化。斷奶應激會導致小腸中的乳酸桿菌減少，大腸桿菌增加。在斷奶后的第一周，菌群結構最不穩定，細菌的活力需要二到三周的時間才能恢復。值得注意的是，斷奶仔豬腹瀉會引起腸道菌群的急劇變化。

三、腸道微生物的調控方法

影響腸道微生物定植和平衡的因素幾乎涉及動物飼養管理的所有方面，包括藥物、飲食營養、飼養環境、年齡、動物品種、應激和生理階段等。當前，改變或調控腸道菌群的主要方法有育種遺傳選育、藥物、飲食干預、益生菌和益生元、菌群移植等。

1. 營養調控腸道微生物是畜牧生產中的主要應用措施

各種營養素的種類、水平、比例都影響腸道菌群的穩定和平衡。不同營養素在動物腸道中并不是簡單獨立地存在，而是在各自發揮作用的同時還會相互影響，尤其是碳水化合物、蛋白和油脂三大主要營養素之間。

以纖維為例，日糧纖維的數量和組成與腸道健康十分密切，不同來源的纖維的種類和數量制約了腸道菌群的多樣性和穩定性。腸道菌群分解多種宿主不宜或者不能消化的纖維，產生短鏈脂肪酸、維生素等有益物質，并調控機體能量代謝。膳食纖維缺乏會導致動物腸道微生物多樣性的降低，并影響后代的腸道微生物組成。微生物的多樣性降低以后再補充高膳食纖維也難以完全重建腸道菌群。試驗發現，飼喂高纖維水平日糧，豬的胃腸道的微生物活性明顯高于飼喂低纖維水平的日糧。不溶性纖維會增加腸道的通過率，而可溶性纖維會增加消化糜的粘性和水溶性，對動物的消化吸收也有很大的影響。有試驗比較了4種不同來源粗纖維對斷奶仔豬盲腸揮發性脂肪酸含量的影響，發現大豆殼組的揮發性脂肪酸含量高于麥麩組、甜菜渣組和苜蓿草粉組。

2. 菌群移植是一種高效的腸道菌群重塑方法

菌群移植是指將健康供體動物腸道菌群整體或者部分轉移到受體動物體內，改變或者重塑受體動物的腸道菌群。多個研究表明，受體能夠完全或部分獲得供體的菌群特征和生理特性。與單一的益生菌相比，菌群移植的細菌普適性強，有效性高，見效快。目前，糞菌移植已經在臨床醫學和生產時間中得到大量應用。近年來，在豬上已經有多個糞菌移植試驗的研究報道，均證實糞菌移植方法可以快速有效的改變受體豬的腸道菌群，影響豬的生長和健康。

藏豬、榮昌豬和約克夏三種不同豬的腸道菌群組成存在巨大的區別。分別將肥胖的榮昌豬和瘦肉型約克夏豬的腸道菌群移植給無菌小鼠，對應的小鼠會獲得與供體豬相似的肌肉發育和脂肪代謝特征。這些研究有力的證明糞菌移植通過改變腸道菌群干預調控供體的代謝模式和生理特征。華中農大的研究團隊建立了一套較為標準科學的糞菌移植流程，對于相關研究具有很好的指導幫助。

盡管多個研究都證實了糞菌移植的便利性和有效性，但是該方法依然存在安全性和可靠性方面的問題。在人和動物上均有糞菌移植引起或加劇受體病癥的報道。所以在糞菌移植的時候，一定要注意供體動物的健康，包括糞菌制劑的制備、糞菌的安全性評價、移植的方式、移植的窗口期和對應的飼養管理變化等問題。

四、團隊研究工作匯報

重慶市畜牧科學院研究團隊在豬腸道微生物和腸道健康方面做了一些積極性的探索工作，開展的工作主要有：（1）腸道微生物定植和代謝產物釋放規律，（2）基于無菌豬的菌群移植和腸道健康評價，（3）發酵飼料的開發及其對豬腸道健康的影響，（4）飼用益生菌的開發與評價。

1. 無菌豬及糞菌移植

我們建成國內一流的大型無菌動物培育基地，專門做了飼養隔離器、無菌子宮剝離器還有無菌運輸隔離器，同時可以做120頭無菌仔豬的實驗。我們研究發現，與普通豬相比，無菌豬腸道和免疫系統發育不全，基因表達譜也存在差異。在無菌豬出生后進行糞菌移植，其體內形成與供體豬相似的菌群特征，機體免疫力提高。糞菌移植影響仔豬脾臟發育，提示菌群早期定植對豬免疫器官發育具有直接影響。此外，我們的研究還證實，菌群移植促進了無菌豬腸道免疫基因的表達，增加了無菌豬腸道內短鏈脂肪酸含量，提高了仔豬腸道緊密連接蛋白的表達水平，促進了無菌仔豬肌肉組織的生長發育、脂肪沉積和脂肪代謝。

2. 發酵飼料對豬腸道健康的影響

優化菌種和發酵工藝，對玉米-豆粕型全價飼料進行3d發酵。與未發酵飼料和含抗生素飼料相比，飼喂發酵全價飼料豬的腸道內有益菌明顯增多。

將柑橘渣進行發酵處理可以降低苦味提高消化利用率。在生長豬日糧中添加20%發酵柑橘渣可以改善豬腸道菌群結構，增加腸道內容物和黏膜中的乳酸菌含量。

五、展望

腸道微生物已經獲得前所未有的關注度，但是依然存在大量未知的謎團，特別是在畜牧生產中，如何針對性的調理和控制腸道微生物和腸道健康，進而提高動物的生產和生產性能是我們努力的方向。

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