在生豬養(yǎng)殖業(yè)中，通常在飼料中添加抗生素來促進生長和預防疾病，但由于抗生素的濫用加大了細菌耐藥性和產品藥物殘留對消費者健康和生態(tài)環(huán)境的威脅。2019農業(yè)農村部發(fā)布第194號公告，決定自2020年1月1日起正式禁止飼用促生長類抗生素，因此尋求抗生素替代品建立無抗飼糧成為研究者關注的焦點Choi等和Pan等研究發(fā)現，益生菌和益生元可以改善腸道微生物區(qū)系、提高營養(yǎng)物質消化吸收和改善生長性能。益生菌是活性微生物，當其量足夠時可以給宿主的健康帶來益處。益生菌通過緩解腸道微生物紊亂，減少腸道致病菌，從而促進生長和提高飼料效率、增加糞便中乳酸桿菌計數等。研究發(fā)現芽孢桿菌、丁酸梭菌和糞腸球菌可防止斷奶仔豬的大腸桿菌病，改善腹瀉發(fā)病率和生長性能。低聚果糖（Fructooligosaccharide，FOS）又稱果寡糖，是益生元的一種。研究發(fā)現添加果寡糖可降低仔豬胃液pH，其通過調節(jié)腸道微生物群和發(fā)酵來改善豬胃腸道內的穩(wěn)態(tài)，改善生長性能。但有關果寡糖、復合益生菌及其組合在生長育肥豬上的研究較少。本試驗旨在研究在生長育肥豬飼糧中添加果寡糖、復合益生菌及兩者組合替代抗生素對生長性能、養(yǎng)分消化率的影響，并探討直腸細菌相對豐度和養(yǎng)分表觀消化率的相關性，為其在生豬健康養(yǎng)殖上的運用和作用機理研究提供依據。

寡糖純度30%（剩余70%是麥芽糊精），為廣西南寧某公司生產提供的“FOS30粉劑”；益生菌為復合益生菌，含枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）、丁酸梭菌（Clostridiumbutyricum）、糞腸球菌（Enterococcus faecalis），有效活菌數1×10⁹CFU/g，由鹽城某公司生產提供“菌三寶”；抗生素為市售金霉素預混劑產品，含金霉素10%。

選取健康、體重30kg保育期結束的杜×長×大仔豬560頭，在飼養(yǎng)試驗開始前，按體重相近原則隨機分為5組，每組4個重復，每個重復28頭豬（公、母各半，置于1個欄內），各組豬初始體重無顯著差異。對照組飼喂基礎日糧，金霉素組在基礎日糧中添加0.10%金霉素制劑，果寡糖組在基礎日糧中添加0.10%果寡糖，復合益生菌組在基礎日糧中添加0.02%復合益生菌，合生元組在基礎日糧中添加0.10%果寡糖和0.02%復合益生菌。

試驗基礎飼糧參照NRC（2012）豬營養(yǎng)需要配制飼糧，試驗基礎日糧由廣西農墾集團金光畜牧有限公司提供，日糧組成及營養(yǎng)成分見表1。試驗在廣西農墾集團金光畜牧有限公司大塘豬場進行，預試期7d，正試期60d。自由采食和飲水，每日喂料2次（08:00和15:00），每次以吃飽后略有剩余為度（根據前1d的采食情況調整飼喂量），每天記錄采食量和健康狀況。

分別于試驗第0、20、40、60天晨飼前稱重；每天觀察豬的采食情況，記錄飼料飼喂的重量與剩料重量，并計算平均日增重和耗料增重比。

計算公式：平均日增重=（末重－初重）/飼喂天數耗料增重比=飼養(yǎng)期內所耗標準飼料量（kg）/同期增重（kg）

于飼養(yǎng)試驗結束前6d晨飼前，每組隨機選取12頭（每組4個重復，每個重復3頭），連續(xù)5d直腸取糞法采集約50g豬新鮮糞樣，分成2份，其中一份加5mL濃度為10%的硫酸混合均勻進行固氮，置于-20℃冷藏保存，用于測定養(yǎng)分表觀消化率，另一份置于無菌10mL離心管內-80℃保存，用于測定直腸微生物。同時采集各組飼料樣本，并將糞樣、飼料樣本帶回實驗室待分析，糞樣、飼料樣于65℃烘干至恒重，粉碎，過40目篩后干燥保存用于測定營養(yǎng)成分。粗蛋白質采用全自動凱氏定氮儀（Vapodest50s，德國Gerhart）測定，粗纖維采用ANKOM200半自動纖維測定儀（美國）測定，飼糧和糞中的粗灰分、有機物、干物質含量采用張麗英方法進行測定。

將-80℃保存的無菌10mL離心管內樣品送至廣西某公司測定直腸細菌組成。采用Illumina HiSeq測序平臺利用雙末端測序（Paired-End）的方法，構建小片段文庫進行雙末端測序。通過對Reads拼接過濾，OTUs（OperationalTaxonomic Units）聚類，并進行物種注釋及豐度分析，進一步進行α多樣性分析（Alpha Diversity），結合環(huán)境因素進行CCA/RDA分析和多樣性指數與環(huán)境因子的相關性分析。引物設計：選擇V3+V4區(qū)為測序區(qū)域，341F和806R引物序列分別為5-CCTAYGGGRBGCASCAG-3和-GGACTACNNGGGTATCTAAT-3。

由表2可得，在65～84日齡，果寡糖組耗料增重比顯著低于對照組。在85～104日齡，復合益生菌組的平均日增重和平均日采食量顯著低于對照組。在105～124日齡，各試驗組平均日采食量和耗料增重比與對照組差異不顯著，添加復合益生菌顯著降低了平均日增重，其他試驗組與對照組差異不顯著。

由表3可知，與對照組相比，果寡糖組、復合益生菌組、合生元組均能顯著提高飼料粗蛋白質、粗纖維、粗灰分、有機物和干物質的表觀消化率，其中以復合益生菌組最佳。

如圖1所示，在對照組、金霉素組、果寡糖組、復合益生菌組、合生元組中Streptococcus和Lactobacillus的相對豐度分別占20.8%、16.4%、9.7%、10.6%、12.4%和15.0%、16.5%、20.0%、6.6%、8.7%；其余菌屬中只有復合益生菌組的Megasphaera相對豐度大于5%，果寡糖組的Lactobacillus相對豐度含量最高為20.0%；Ruminococcaceae UCG-005和Ruminococcaceae UCG-002的相對豐度含量均高于對照組、金霉素組，Clostridium sensu stricto 1相對豐度在合生元組最高為5.2%，在果寡糖組最低為3.3%。不論是在對照組還是處理組，在被檢出的10個主要菌屬中Streptococcus和Lactobacillus是育肥豬直腸的主要優(yōu)勢細菌群。

由圖2可知， Blautia、Ruminococcus gauvreauii group、Catenibacterium和 Coprococcus 3與粗蛋白質表觀消化率、粗纖維表觀消化率、粗灰分表觀消化率、有機物表觀消化率和干物質表觀消化率均為顯著負相關。Ruminococcaceae UCG-002、ubacterium coprostanoligenes group、Ruminococcaceae UCG-010、 Rikenellaceae RC9 gut group與粗蛋白質表觀消化率、粗纖維表觀消化率、粗灰分表觀消化率、有機物表觀消化率和干物質表觀消化率均為顯著正相關。

許多研究表明益生菌、益生元和合生元是良好的抗生素替代品。董殿元等研究發(fā)現添加0.35%果寡糖對肥育豬后期（大于60kg）的生長性能有顯著影響。而張雷等研究發(fā)現，0.04%果寡糖對育肥豬的生產性能改善不顯著。本試驗中果寡糖對生長性能的影響不顯著，但可提高平均日增重、降低耗料增重比，研究結果的差異可能是果寡糖的添加量、豬日齡和日糧結構不同所致。本試驗發(fā)現，飼喂益生菌對育肥豬生產性能的效果隨著時間的推移逐漸增加；但合生元組效果略好于復合益生菌組；同時隨著飼喂時間的增加，復合益生菌組和合生元組豬的生長性能顯著好于其他組，這可能是腸道的益生菌不斷增加而使得豬生長性能有所改善。研究發(fā)現益生菌、益生元能改善仔豬腸道微生物群和腸道形態(tài)，增加養(yǎng)分消化率。本試驗中果寡糖組、復合益生菌組和合生元組能顯著提高粗蛋白質、粗纖維、粗灰分、有機物和干物質的消化率，與Suryanarayana等、譚聰靈等、Lei等在生長豬日糧添加果寡糖增強了營養(yǎng)物質消化率的結果相似。可見果寡糖組、復合益生菌組和合生元組能通過改善生長育肥豬的腸道內環(huán)境，從而促進動物腸道健康，提高養(yǎng)分消化率。

由于糞便樣本易于采集常被用作調查腸道微生物區(qū)系。本試驗在豬商品化養(yǎng)殖公司進行，受條件所限無法采集到其他腸道樣品，因此，本試驗僅采集直腸內容物。本試驗中直腸內容物細菌組成測定結果顯示，果寡糖組、復合益生菌組和合生元組中細菌物種數量以及Alpha多樣性均高于對照組和金霉素組，而對照組高于金霉素組，結果表明抗生素的使用降低了直腸細菌的相對豐度，與Knecht等研究發(fā)現抗生素的使用會降低腸道微生物的多樣性的結果一致。Zhao等研究發(fā)現隨著豬年齡的增加腸道微生物的Ace指數、Chao指數、Shannon指數和Simpson指數顯著增加，糞便中微生物的豐富度和均勻度在發(fā)育階段是變化的。Zhang等研究發(fā)現金霉素組斷奶仔豬盲腸特有OUT高于對照組和羅伊氏乳桿菌組。本試驗中對照組和復合益生菌組直腸細菌特有OTU最高，與Zhang等的結果不一致，可能由動物日齡、環(huán)境和取樣位置不同所致。Streptococcus中不僅有許多致病細菌，而且有些鏈球菌可以產生乳酸（如乳酸乳球菌）。Whitehead等研究豬糞便微生物群時發(fā)現鏈球菌屬、乳桿菌屬和梭菌屬是主要的細菌；這與本試驗中鏈球菌屬、乳桿菌屬、巨型球菌屬和梭菌屬是直腸細菌屬水平的主要細菌的結果類似。Clostridium、Ruminococcaceae等菌屬在維持宿主機體健康方面具有至關重要的作用，被看作寄主不可缺少的功能生態(tài)系統(tǒng)服務提供者。有研究發(fā)現，果寡糖通過選擇性地促進乳酸桿菌菌群中某些種類的細菌增殖和富集。試驗中果寡糖組的Lactobacillus最高（20.0%），復合益生菌組最低（6.6%），而合生元組相對較低（8.7%）。這可能由于Lactobacillus能較好利用果寡糖，復合益生菌組的添加抑制Lactobacillus的生長，可以從合生元組的Lactobacillus高于復合益生菌組來解釋，而這方面的研究尚未見報道。Arumugam等研究發(fā)現擬桿菌對于碳水化合物的降解十分重要。本試驗同樣發(fā)現，Bacteroidees與粗纖維表觀消化率呈顯著正相關。Niu等研究發(fā)現，不同階段的生長豬粗纖維消化率與11屬(Anaeroplasma、Campylobacter、Enterococcus、Clostridium、Methanobrevibacter、Nitrosospira、Propionibacterium、Pseudobutyrivibrio、Robinsoniella、Staphylococcus和Treponema)相關；在本試驗中，屬水平上有24個屬呈顯著相關性。而關于豬腸道或直腸微生物與粗蛋白質、粗灰分、有機物和干物質表觀消化率的相關性未見有報道。

本試驗結果表明，飼糧中添加果寡糖以及果寡糖與益生菌合生元組制劑（合生元）替代抗生素能改善生長育肥豬的生長性能，而單獨添加復合益生菌對生長性能有一定的負面影響，但統(tǒng)計分析差異不顯著；試驗中果寡糖組、復合益生菌組和合生元組通過改善直腸細菌區(qū)系、增加直腸細菌多樣性，從而增加與養(yǎng)分消化率有關的細菌豐度，提高養(yǎng)分表觀消化率。