人和动物的肠道内寄居大量不同种类的微生物，包括细菌、真菌、古菌、病毒和寄生虫，其中最为重要的是各种细菌。肠道菌群会影响动物健康和生产性能，进而影响肉蛋奶产品的品质。肠道菌群直接影响肠道结构和肠道免疫系统，间接影响脑、神经、肌肉和脂肪等其他组织器官，对于人和动物的健康生长发育具有不可估量的调控作用。肠道微生物和宿主共同构建成超级生物体，已经成为生命科学领域的研究热点。

一、肠道微生物的重要生理功能

在日粮中添加抗生素的目的是提高养殖效率，抑菌抗病、促生长。抗生素促生长作用的机理是影响菌群结构与微生态、肠壁组织结构、营养消化代谢！抗生素的作用具体表现在抑制抗生长因子、影响肠壁组织结构、消化代谢肠道营养物质、影响肠道微生物和调节免疫功能等方面。

二、肠道微生物的形成与演替

在动物的整个生命周期，肠道菌群是一个动态变化的过程。不同动物甚至同一动物不同品种之间都有明显的微生物组成差异。基于微生物基因可以把同一动物分成不同的肠型，其消化吸收和生长性能都有明显的区别。微生物的早期定植非常重要，影响后期生长发育，母代的肠道菌群会影响子代肠道菌群的形成。

早期研究认为，仔猪的胚胎时期在母体内处于一种无菌状态，在分娩过程中由于受母体产道、粪便以及周围环境微生物的影响，它的肠道开始定植微生物。但是也有人研究认为仔猪在胚胎时期因吞饮母体羊水，其肠道已经开始定植大肠杆菌、葡萄球菌等微生物。在猪肠道微生物区系建立的整个过程中，其肠道经历了从无菌→需氧菌→兼性厌氧菌→专性厌氧菌的定植过程。仔猪出生后，肠道微生物区系逐渐建立，随着日龄增长，其肠道微生物菌群的稳定性逐渐增强，不同部位微生物菌群的组成存在差异，这与各肠段的结构功能相适应。最终形成了以双歧杆菌、乳酸杆菌等为优势菌群的稳定肠道微生物区系。

在哺乳期，由于稳定的母乳摄入，肠道菌群保持相对稳定，乳酸菌和链球菌保持优势地位。但断奶后，由于饲粮、环境等发生重大变化，其肠道微生物的组成也发生了变化。断奶应激会导致小肠中的乳酸杆菌减少，大肠杆菌增加。在断奶后的第一周，菌群结构最不稳定，细菌的活力需要二到三周的时间才能恢复。值得注意的是，断奶仔猪腹泻会引起肠道菌群的急剧变化。

三、肠道微生物的调控方法

影响肠道微生物定植和平衡的因素几乎涉及动物饲养管理的所有方面，包括药物、饮食营养、饲养环境、年龄、动物品种、应激和生理阶段等。当前，改变或调控肠道菌群的主要方法有育种遗传选育、药物、饮食干预、益生菌和益生元、菌群移植等。

1. 营养调控肠道微生物是畜牧生产中的主要应用措施

各种营养素的种类、水平、比例都影响肠道菌群的稳定和平衡。不同营养素在动物肠道中并不是简单独立地存在，而是在各自发挥作用的同时还会相互影响，尤其是碳水化合物、蛋白和油脂三大主要营养素之间。

以纤维为例，日粮纤维的数量和组成与肠道健康十分密切，不同来源的纤维的种类和数量制约了肠道菌群的多样性和稳定性。肠道菌群分解多种宿主不宜或者不能消化的纤维，产生短链脂肪酸、维生素等有益物质，并调控机体能量代谢。膳食纤维缺乏会导致动物肠道微生物多样性的降低，并影响后代的肠道微生物组成。微生物的多样性降低以后再补充高膳食纤维也难以完全重建肠道菌群。试验发现，饲喂高纤维水平日粮，猪的胃肠道的微生物活性明显高于饲喂低纤维水平的日粮。不溶性纤维会增加肠道的通过率，而可溶性纤维会增加消化糜的粘性和水溶性，对动物的消化吸收也有很大的影响。有试验比较了4种不同来源粗纤维对断奶仔猪盲肠挥发性脂肪酸含量的影响，发现大豆壳组的挥发性脂肪酸含量高于麦麸组、甜菜渣组和苜蓿草粉组。

2. 菌群移植是一种高效的肠道菌群重塑方法

菌群移植是指将健康供体动物肠道菌群整体或者部分转移到受体动物体内，改变或者重塑受体动物的肠道菌群。多个研究表明，受体能够完全或部分获得供体的菌群特征和生理特性。与单一的益生菌相比，菌群移植的细菌普适性强，有效性高，见效快。目前，粪菌移植已经在临床医学和生产时间中得到大量应用。近年来，在猪上已经有多个粪菌移植试验的研究报道，均证实粪菌移植方法可以快速有效的改变受体猪的肠道菌群，影响猪的生长和健康。

藏猪、荣昌猪和约克夏三种不同猪的肠道菌群组成存在巨大的区别。分别将肥胖的荣昌猪和瘦肉型约克夏猪的肠道菌群移植给无菌小鼠，对应的小鼠会获得与供体猪相似的肌肉发育和脂肪代谢特征。这些研究有力的证明粪菌移植通过改变肠道菌群干预调控供体的代谢模式和生理特征。华中农大的研究团队建立了一套较为标准科学的粪菌移植流程，对于相关研究具有很好的指导帮助。

尽管多个研究都证实了粪菌移植的便利性和有效性，但是该方法依然存在安全性和可靠性方面的问题。在人和动物上均有粪菌移植引起或加剧受体病症的报道。所以在粪菌移植的时候，一定要注意供体动物的健康，包括粪菌制剂的制备、粪菌的安全性评价、移植的方式、移植的窗口期和对应的饲养管理变化等问题。

四、团队研究工作汇报

重庆市畜牧科学院研究团队在猪肠道微生物和肠道健康方面做了一些积极性的探索工作，开展的工作主要有：（1）肠道微生物定植和代谢产物释放规律，（2）基于无菌猪的菌群移植和肠道健康评价，（3）发酵饲料的开发及其对猪肠道健康的影响，（4）饲用益生菌的开发与评价。

1. 无菌猪及粪菌移植

我们建成国内一流的大型无菌动物培育基地，专门做了饲养隔离器、无菌子宫剥离器还有无菌运输隔离器，同时可以做120头无菌仔猪的实验。我们研究发现，与普通猪相比，无菌猪肠道和免疫系统发育不全，基因表达谱也存在差异。在无菌猪出生后进行粪菌移植，其体内形成与供体猪相似的菌群特征，机体免疫力提高。粪菌移植影响仔猪脾脏发育，提示菌群早期定植对猪免疫器官发育具有直接影响。此外，我们的研究还证实，菌群移植促进了无菌猪肠道免疫基因的表达，增加了无菌猪肠道内短链脂肪酸含量，提高了仔猪肠道紧密连接蛋白的表达水平，促进了无菌仔猪肌肉组织的生长发育、脂肪沉积和脂肪代谢。

2. 发酵饲料对猪肠道健康的影响

优化菌种和发酵工艺，对玉米-豆粕型全价饲料进行3d发酵。与未发酵饲料和含抗生素饲料相比，饲喂发酵全价饲料猪的肠道内有益菌明显增多。

将柑橘渣进行发酵处理可以降低苦味提高消化利用率。在生长猪日粮中添加20%发酵柑橘渣可以改善猪肠道菌群结构，增加肠道内容物和黏膜中的乳酸菌含量。

五、展望

肠道微生物已经获得前所未有的关注度，但是依然存在大量未知的谜团，特别是在畜牧生产中，如何针对性的调理和控制肠道微生物和肠道健康，进而提高动物的生产和生产性能是我们努力的方向。

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