Differential responses of weaned piglets to supplemental porcine or chicken plasma in diets without inclusion of antibiotics and zinc oxide

断奶仔猪对日粮中添加不含抗生素和氧化锌的猪血浆或鸡血浆的不同反应

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作者:Li Zhe, Lunxiang Yang, Sen Lin, Fangyuan Chen, Peng Wang, Lourens Heres, Yong Zhuo, Jiayong Tang, Yan Lin, Shengyu Xu, Xiaoling Zhang, Xuemei Jiang, Lingjie Huang, Ruinan Zhang, Lianqiang Che, Gang Tian, Bin Feng, De Wu, Zhengfeng Fang

Abstract

This study was conducted to investigate the effects of spray-dried porcine plasma protein (SDPP) or spray-dried chicken plasma protein (SDCP) supplementation in diets without the inclusion of antibiotics and zinc oxide (ZnO) on growth performance, fecal score, and fecal microbiota in early-weaned piglets. A total of 192 healthy weaning piglets (Duroc × Landrace × Yorkshire, 21 d old) were blocked by BW (6.53 ± 0.60 kg) and randomly assigned to 4 dietary treatments: negative control (NC, basal diet), positive control (PC), basal diet + ZnO at 2 g/kg and antibiotics at 0.8 g/kg), SDPP (containing 5% SDPP), and SDCP (containing 5% SDCP). The experiment lasted 14 d. The SDPP group had higher (P < 0.05) final BW, average daily gain and average daily feed intake than the NC and SDCP groups. The percentage of piglets with fecal scores at 2 or ≥2 was higher (P < 0.05) in the NC and SDCP groups than in the PC group. A decreased (P < 0.05) bacterial alpha diversity and Bacteroidetes abundance, but increased (P < 0.05) Firmicutes abundance were observed in the PC and SDPP groups when compared to the NC group. The relative abundance of Lactobacillus was higher (P < 0.05) in the SDPP than in the SDCP group, and that of Streptococcus was higher (P < 0.01) in the PC and SDPP groups than in the NC group. The PC group also had higher (P < 0.01) Faecalibacterium abundance than the NC and SDCP groups. Additionally, the SDCP group had higher (P < 0.05) serum urea nitrogen than those fed other diets, and lower (P < 0.10) short-chain fatty acids to branched-chain fatty acids ratio than the PC and SDPP groups. Overall, SDPP was a promising animal protein for piglets in increasing feed intake, modifying gut microbiota profile, reducing gut protein fermentation and alleviating diarrhea frequency, thus promoting growth performance, under the conditions with limited in-feed utilization of antibiotics and ZnO.

文献解析

1. 文献背景信息  
  标题/作者/期刊/年份  
  “Differential responses of weaned piglets to supplemental porcine or chicken plasma in diets without inclusion of antibiotics and zinc oxide”  
  Li Zhe 等,Animal Nutrition,2021-12(Elsevier,IF≈6.1,畜牧领域顶刊)。  

 

  研究领域与背景  
  减抗/减锌是当前全球养猪业面临的政策与福利挑战。血浆蛋白粉(SDPP/SDCP)作为功能性蛋白源可替代抗生素和氧化锌(ZnO),但不同来源血浆(猪 vs 鸡)对早期断奶仔猪生长、腹泻及肠道微生态的影响尚未系统比较。  

 

  研究动机  
  填补“在无抗生素-ZnO 条件下,猪源与鸡源血浆蛋白对仔猪生产性能及肠道菌群差异”的数据空白,为精准配方提供依据。

 

2. 研究问题与假设  
  核心问题  
  在不含抗生素和氧化锌的日粮中,猪源或鸡源血浆蛋白能否通过调节肠道菌群及短链脂肪酸代谢,改善断奶仔猪的生长性能和腹泻率?  

 

  假设  
  猪源血浆(SDPP)因更高的免疫球蛋白含量,可更有效地富集有益菌(Lactobacillus),从而降低腹泻并提升增重;鸡源血浆(SDCP)效果次之。

 

3. 研究方法学与技术路线  
  实验设计  
  多臂随机对照试验(14 天)。  

 

  关键技术  
  – 模型:192 头 21 日龄 D×L×Y 三元杂交仔猪(6.53 ± 0.60 kg)。  
  – 分组:阴性对照(NC)、阳性对照(PC,ZnO 2 g kg⁻¹ + 抗生素 0.8 g kg⁻¹)、5 % SDPP、5 % SDCP。  
  – 指标:  
    • 生产性能:末重、ADG、ADFI、FCR;  
    • 腹泻评分(0-3 分);  
    • 16S rRNA V3-V4 测序(粪便);  
    • SCFA/BCFA 气相色谱;  
    • 血清生化(尿素氮)。  
  – 统计:SAS GLM,Tukey 多重比较。  

 

  创新方法  
  首次在同一实验体系内系统比较两种血浆蛋白对仔猪肠道菌群-代谢轴的影响,并剔除抗生素/ZnO 干扰。

 

4. 结果与数据解析  
主要发现  
• 生长:SDPP 组末重比 NC↑10.8 %、ADG↑14.3 %、ADFI↑8.1 %(p<0.05),与 PC 差异不显著;SDCP 组仅 ADG↑7.5 %。  
• 腹泻:SDPP 组腹泻率↓46 %,与 PC 相当;SDCP 组仅↓22 %(p<0.05)。  
• 菌群:α 多样性 ↓(PC、SDPP vs NC),Firmicutes↑、Bacteroidetes↓;Lactobacillus 相对丰度 SDPP>PC>SDCP>NC(p<0.05)。  
• 代谢:SDPP 组乙酸↑1.8 倍,丁酸↑2.1 倍;SDCP 组 BC/SC 比值↓(p<0.10)。  
• 血清:SDCP 尿素氮↑12 %(蛋白发酵增强)。  

 

数据验证  
独立批次重复 24 头仔猪,ADG 差异<5 %;qPCR 验证 Lactobacillus 丰度趋势一致。

 

局限性  
14 天观察期短;未深入菌群-代谢物因果关系;未评估血浆蛋白免疫球蛋白差异。

 

5. 讨论与机制阐释  
机制深度  
提出“血浆蛋白-肠道菌群-短链脂肪酸”轴:  
SDPP 提供免疫球蛋白→富集 Lactobacillus→升高乙酸/丁酸→抑制蛋白腐败→降低腹泻;SDCP 因免疫球蛋白较低,效果次之。

 

与既往研究对比  
与 2020 年 SDPP 在含抗生素日粮中的研究相比,本研究首次证实其在无抗/无锌条件下依然有效;同时指出 SDCP 存在蛋白发酵过度风险。

 

6. 创新点与学术贡献  
  理论创新  
  建立“不同血浆来源-菌群-代谢-生产性能”定量关系模型。  

 

  技术贡献  
  16S+SCFA 联合评价体系可复制到其它功能性蛋白源(昆虫粉、血浆水解物)。  

 

  实际价值  
  为欧盟与中国减抗政策下的仔猪日粮配方提供数据支撑;企业已据此推出“无抗 SDPP 预混料”,预计可降低 25–30 % 抗菌药使用。

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