日粮纤维水平对梅山猪血液和肠道免疫指标的影响及其机理初步解析

本研究以大白猪为对照,旨在分析不同水平麸皮替代基础日粮对梅山猪血液常规和血液生化、血清免疫球蛋白及大肠黏膜分泌型免疫球蛋白A(SIgA)等免疫指标的影响,并进一步从宿主肠道基因和微生物角度初步探究日粮纤维影响梅山猪免疫指标的机理.试验选取梅山猪(初始体重(67.08±1.53)kg)、与梅山猪相同生理阶段的大白猪(初始体重(81.04±1.64)kg)各28头,随机各分成4个处理组,每组7个重复,每个重复1头猪.预试期7 d,试验猪只自由采食基础日粮;正试期28 d,分别饲喂基础日粮(Basal),以及7%、10.5%和14%麸皮替代基础日粮(7%WBR、10.5%WBR和14%WBR)的试验日粮.正试期所有猪自由采食和饮水,试验结束屠宰全部试验猪,采集血液样品进行血常规、血生化和血清免疫球蛋白指标测定;采集盲肠和结肠黏膜样品进行SIgA测定以及结肠黏膜转录组测序;采集结肠内容物进行宏基因组测序.结果表明:1)随日粮麸皮替代水平的升高,梅山猪的嗜酸性粒细胞数、嗜酸性粒细胞百分比和嗜碱性粒细胞数呈线性降低(P<0.05).14%WBR组梅山猪的血清球蛋白水平显著高于大白猪(P<0.05);2)随日粮麸皮替代水平的升高,梅山猪的血清免疫球蛋白 M(IgM)和免疫球蛋白G(IgG)呈线性升高(P<0.01),大白猪的血清IgM呈线性升高(P<0.01),且14%WBR组梅山猪的血清IgG的浓度显著高于大白猪(P<0.01).另外,与Basal组相比,14%WBR组梅山猪的结肠黏膜SIgA浓度极显著升高(P<0.01),而大白猪没有显著变化;3)为初步解析14%WBR组梅山猪的结肠黏膜SIgA浓度升高的机理,一方面选择Basal组和14%WBR组梅山猪的结肠黏膜进行转录组测序,共鉴别到38个差异表达基因,GO富集到的功能条目和KEGG富集到的信号通路主要与免疫系统相关,调控肠道SIgA产生的基因CD4分子(CD4)和CC趋化因子受体9(CCR9)的表达量在14%WBR组显著提高(P<0.05).另一方面选择Basal组和14%WBR组梅山猪的结肠内容物进行宏基因组测序,LEFSe分析发现14%WBR组显著富集到2个科水平微生物、1个属水平微生物和5个种水平微生物.相关性分析揭示,种水平差异微生物与调控肠道SIgA产生的宿主黏膜基因CD4和CCR9不存在直接互作关系(P>0.05),但Sutterella sp.、Clostridium sp.CAG:138、Clostridium sp.CAG:762和Nitro-spira sp.与血清IgG呈显著正相关,Clostridium sp.CAG:138和Nitrospira sp.与结肠黏膜SIgA呈显著正相关.对Basal组和14%WBR组梅山猪的结肠微生物进行KEGG功能注释,发现14%WBR组IgA产生的肠道免疫网络功能通路(intestinal immune network for IgA production)的相对丰度显著高于Basal组(P<0.05).综上可知,用麸皮替代部分基础日粮可以降低梅山猪机体的炎症水平,增强梅山猪的体液免疫和促进结肠健康,并且14%麸皮替代基础日粮对梅山猪的有益作用优于大白猪.同时本文还发现日粮纤维对梅山猪结肠黏膜SIgA的影响可能是通过上调结肠黏膜CD4和CCR9基因的表达和影响肠道微生物的组成,从而增强IgA产生的肠道免疫网络功能通路,改善肠道屏障功能,促进机体健康.