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断奶仔猪腹泻是养猪生产中最难控制的疾病之一。日粮添加高剂量氧化锌(约3000mg/kg)能够具有有效降低仔猪腹泻的作用,但长期过量使用氧化锌不但对仔猪健康造成影响,而且由于氧化锌的吸收率低,大部分氧化锌随粪便排出,造成严重的环境污染,因此,研制开发剂量低、效果好的氧化锌产品具有重要的现实意义。多孔氧化锌是一种利用新工艺生产的氧化锌,由于其多孔性,具备更大的、与食糜及肠道病原菌等充分接触的比表面积,本论文的目的是研究其对断奶仔猪生产性能和腹泻的影响、诠释其抗腹泻的可能机制。试验采用体内、体外试验相结合的方法,研究(1)多孔氧化锌与普通氧化锌对肠道上皮细胞通透性的差异比较;(2)不同剂量多孔氧化锌对断奶仔猪生长性能、腹泻率的影响;(3)多孔氧化锌缓解断奶仔猪腹泻的机制。主要研究结果如下:第一部分多孔氧化锌物理特性及其对猪小肠组织上皮通透性的影响研究(1)通过对多孔氧化锌进行电镜扫描、比表面积测定等分析,结果表明:1)多孔氧化锌粒径长度均值为70μm,远远大于普通氧化锌3.6μm,为普通氧化锌的19.4倍;2)多孔氧化锌具有微孔结构,其比表面积达37.57 m~2/g,远远大于普通氧化锌(1.91m~2/g),为普通氧化锌的19.7倍。(2)采用尤斯灌流测定比较了多孔氧化锌及普通氧化锌对空肠组织阻抗及透过率。试验选用21日龄、体重6.0-6.5kg杜×长×大断奶仔猪4头,取仔猪空肠中段位置组织,制成3个0.80 cm~2左右面积的样品,设置三个氧化锌处理组(0氧化锌、50 mg/L普通氧化锌、50 mg/L多孔氧化锌),测定肠道组织阻抗和氧化锌透过率。结果表明:与对照组相比,50 mg/L多孔氧化锌和普通氧化锌均可显著增加空肠组织阻抗(P<0.05),多孔氧化锌引起的空肠组织阻抗比普通氧化锌引起的组织阻抗高10.09%;同时,多孔氧化锌空肠累积透过率显著低于普通氧化锌空肠累积透过率(P<0.05)。该结果意味着多孔氧化锌可以通过增加肠道组织阻抗来降低其通透性,且效率比普通氧化锌要高。第二部分多孔氧化锌对断奶仔猪生长性能、腹泻率、血液生化等的影响研究试验选取192头21日龄断奶仔猪(平均体重6.32±0.24 kg),按体重随机分成4个处理组,每组6个重复,每个重复8头仔猪,分别设正对照组(3000 mg/kg普通氧化锌),负对照组(0 mg/kg氧化锌),750 mg/kg多孔氧化锌组,1500 mg/kg多孔氧化锌组,试验期14 d。结果表明:与负对照组相比,其他各试验组仔猪平均日增重显著增加(P<0.05);腹泻率显著下降(P<0.05),但其他指标无显著差异(P>0.05);且多孔氧化锌组与普通氧化锌组相比生长性能无显著差异(P>0.05)。与负对照组相比,其他各试验组显著增加了仔猪血清AST和ALP活力(P<0.05)以及IgG水平(P<0.05);多孔氧化锌组显著提高了盲肠内容物乙酸和丙酸(P<0.05);相比于正对照组,多孔氧化锌组粪便锌含量限著降低(P<0.05),铜、铁含量差异不显著(P>0.05)。该结果说明,750 mg/kg及1500 mg/kg多孔氧化锌可以显著降低仔猪腹泻率,促进仔猪生长,达到与3000 mg/kg普通氧化锌一致的效果,同时显著降低了锌的排放。第三部分多孔氧化锌缓解断奶仔猪腹泻的机制(1)本试验旨在探讨多孔氧化锌对肠道屏障功能的影响,试验设计同第二部分。结果表明:与负对照组相比,多孔氧化锌试验组显著增加了空肠、回肠绒毛高度(P<0.05),显著降低了回肠绒毛高度与隐窝深度的比值(P<0.05),有降低空肠绒毛高度与隐窝深度的比值的趋势(P=0.0671)。与负对照组相比,多孔氧化锌试验组抑制了空肠和回肠IL-8 mRNA、miR-122a和水通道蛋白AQP3 mRNA相对表达量(P<0.05),显著促进了TGF-β、Occludin及ZO-1 mRNA相对表达量(P<0.05)。该结果说明,多孔氧化锌具有较强抗炎作用,能够改善肠道结构,并且一方面通过抑制mi R-122a表达来上调肠上皮细胞间隙Occludin及ZO-1 mRNA相对表达,增强肠道上皮紧密连接性;另一方面通过降低细胞膜上水通道蛋白AQP3 mRNA的表达来减少细胞内的水向肠腔的外渗。(2)本试验旨在探讨多孔氧化锌对肠道微生物区系的影响,试验设计同第二部分。利用高通量测序技术对空肠与回肠内容物进行16S rRNA基因测序表明,相比于正对照组,多孔氧化锌组在一定程度上提高了Chao1、ACE、Shannon及Simpson指数;与负对照组相比,多孔氧化锌组可以提高空肠内容物中参与氨基酸代谢,碳水化合物代谢、脂类代谢及酶家族代谢的微生物菌群相对丰度;同一处理中空肠与回肠内容物相比,多孔氧化锌组显著提高空肠内容物中参与氨基酸代谢,碳水化合物代谢、脂类代谢及酶家族代谢的微生物菌群相对丰度(P<0.05)。结果提示:多孔氧化锌可以丰富肠道菌群多样性,能够增加参与氨基酸、碳水化合物、脂类代谢及酶家族代谢等微生物菌群丰度,有利于优化肠道菌群结构。(3)本试验旨在探讨多孔氧化锌对仔猪肠道健康的影响。试验选取128头21日龄断奶仔猪(平均体重6.55±0.25 Kg),按体重随机分成4个处理组,每组8个重复,每个重复4头仔猪,分别为正对照组(3000 mg/kg氧化锌),负对照组(0 mg/kg氧化锌),200 mg/kg多孔氧化锌组,500 mg/kg多孔氧化锌组,试验期28d。结果表明,与负对照组相比,500 mg/kg多孔氧化锌显著降低腹泻率(P<0.05),促进仔猪生长,与正对照组效果一致;与负对照组相比,日粮添加多孔氧化锌降低了回肠和盲肠大肠杆菌、球形梭菌、轻型梭菌亚型的菌落数量(P<0.05),显著增加了乳酸菌数量(P<0.05);与正对照组相比,日粮添加多孔氧化锌增加了空肠和回肠乳酸菌数量(P<0.05),降低了空肠大肠杆菌菌落数量(P<0.05),并有降低回肠大肠杆菌菌落数量的趋势(P=0.059)。此外,与负对照组相比,多孔氧化锌组还显著降低了血清D-乳酸(P<0.05)和二胺氧化酶(P<0.05)水平。该结果说明多孔氧化锌可以显著抑制肠道致病菌生长,促进有益菌增殖,降低肠道渗透性,增加肠道健康程度。综上所述,(1)断奶仔猪日粮中添加500-1500 mg/kg多孔氧化锌可以降低仔猪腹泻并通过改善肠道形态结构来增加营养物质消化吸收、提高机体免疫功能、提高肠道短链脂肪酸含量等促进仔猪生长,达到3000 mg/kg普通氧化锌的效果,并达到节约锌资源降低锌排放的目的。(2)多孔氧化锌比表面积是普通氧化锌的20倍左右,因而增加了接触并损伤致病菌的几率,多孔氧化锌通过抑制肠道致病菌生长并调节肠道微生物菌群结构,上调肠上皮细胞间隙的紧密连接Occludin及ZO-1 mRNA的表达,降低肠上皮细胞膜上水通道蛋白AQP3 mRNA的表达,来减少体液向肠腔的外渗,从而缓解断奶仔猪腹泻。