我国地方猪种质资源禀赋丰厚,宁乡猪作为湖南极具代表性的优良地方品种,历经长期本土驯化,形成了耐粗饲、抗逆性强、肉质优良的独特种质优势,是我国畜禽种质资源宝库的重要组成部分。在第35届广东畜牧兽医科技大会上,湖南农业大学谭碧娥教授作题为《宁乡猪源益生菌资源的开发与应用》的专题报告。报告立足我国地方猪种质资源保护与创新利用核心导向,聚焦宁乡猪特色肠道微生物资源,开展系统性挖掘、分离鉴定与功能验证,成功筛选出三类功能精准、适配产业需求的特色益生菌菌株,针对性破解生猪高纤维日粮利用效率低、断奶仔猪腹泻频发、育肥猪肉质提质难等行业痛点,为生猪无抗养殖、节本增效、特色猪肉产业化发展提供专属本土微生物解决方案,打通了地方猪遗传资源从静态保护到动态产业化应用的完整技术链路。
一、行业背景:本土种质资源是破解养殖微利困局的核心密钥
当前我国生猪产业正处于转型升级关键期,面临双重核心发展刚需。一方面,居民消费持续升级,市场对猪肉的感官品质、营养品质、安全品质提出更高要求,优质特色猪肉市场需求持续攀升;另一方面,饲料原料价格波动、断奶仔猪腹泻高发、疫病防控风险常态化,持续压缩养殖利润空间,降本增效成为产业发展核心课题。农业农村部明确提出,要强化地方猪遗传资源保护、挖掘与高效利用。相较于商业化瘦肉型猪,地方猪长期适配本土气候环境与粗饲养殖条件,肠道演化形成独特且稳定的微生物群落,是天然的优质益生菌资源库。肠道微生物作为畜禽“第二基因组”,可通过微生物-肠-脑轴、脂质代谢调控通路,双向调控生猪采食消化、免疫抗病、脂肪沉积三大核心生产性状,对养殖效益与产品品质至关重要。商品杜长大(DLY)猪存在耐粗饲能力弱、抗逆性不足等突出短板,而宁乡猪经长期自然驯化与人工选育,形成了专属优势肠道菌群,是研发适配本土养殖场景、高效安全益生菌产品的优质种质载体。谭碧娥教授团队精准锚定耐粗饲、抗逆抗病、肉质改良三大产业方向,完成宁乡猪特色功能菌株的全链条挖掘、鉴定与系统性试验验证。
二、核心技术突破一:Christensenella minuta 菌株——破解高纤维日粮利用难题
1. 品种表型差异验证
团队以米糠粕、大豆皮、甜菜渣等常见农副纤维原料,设置梯度高纤维日粮开展对比试验,系统比对宁乡猪(NX)与商品DLY猪的消化性能差异。试验结果显示,宁乡猪粗纤维表观全肠道消化率显著优于DLY猪;高纤维饲喂条件下,宁乡猪肠道核心纤维降解菌群 Christensenellaceae_R.7_group 丰度显著提升,可高效生成乙酸、丙酸、丁酸等关键短链脂肪酸(SCFAs),为机体供能、优化肠道代谢提供重要支撑。
2. 菌株分离与基因功能解析
团队通过宏基因组MAG组装技术,成功筛选出特征功能菌株 Christensenella minuta。全基因组注释分析表明,该菌株富集大量GH、CE系列碳水化合物活性酶(CAZys),具备高效降解木聚糖、纤维素等难降解植物多糖的核心能力。结合离体发酵与活体瘘管试验验证,该菌株可有效延长生猪后肠物料转运时间,显著提升日粮总纤维消化率,上调 NK4A214_group 等有益纤维降解菌丰度,大幅提升肠道短链脂肪酸积累量,从根源上改善生猪粗纤维利用效率。
3. 产业应用价值
该菌株的产业化应用,可助力养殖端充分利用米糠粕、大豆皮等廉价农副纤维原料,有效替代玉米、豆粕等主粮原料,大幅降低核心饲料成本,适配节粮型、低成本生猪养殖新模式,为行业降本增效提供关键微生物技术支撑。
三、核心技术突破二:双功能肠道保护菌株——精准解决仔猪断奶腹泻与肠道损伤
依托宁乡仔猪天然抗逆种质特性,团队成功分离获得多形拟杆菌(B.thetaiotaomicron)、狄氏副拟杆菌(P.distasonis)两大抗病功能菌株,全面完成菌株安全性、抑菌活性、活体攻毒等全套产业化验证。
1. 宁乡仔猪天然抗逆表型优势
同等标准化饲养条件下,宁乡仔猪7~21日龄腹泻率显著低于外来商品猪,断奶存活率高出4.8%,其优良抗逆性能核心源于哺乳期肠道拟杆菌属菌群的丰度优势与结构稳定性
2. 多形拟杆菌BT1/BT2:强化肠道黏膜免疫
两株宁乡猪源多形拟杆菌无溶血风险、生物安全性高,基因组富集乳寡糖代谢基因,可与3'-SL母乳低聚糖形成协同作用。仔猪饲喂试验证实,复合添加该菌株可有效提升小肠绒毛高度、降低隐窝深度,修复肠道黏膜损伤、降低肠道通透性,提升黏膜sIgA免疫球蛋白水平,显著降低仔猪断奶腹泻发生率,筑牢肠道免疫屏障。
3. 狄氏副拟杆菌HNAU0205:抑菌抗炎、降低死淘
该菌株药敏特性优良,对青霉素、环丙沙星等多种常用兽用抗生素敏感,无多重耐药风险,使用安全可控。体外试验表明,其可显著抑制大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌等常见致病菌增殖;在产肠毒素大肠杆菌(ETEC)仔猪攻毒模型中,灌服该菌株可有效减少致病菌肠道定殖,下调TNF-α、IL-1β等促炎因子表达,缓解内毒素引发的肠道损伤,从源头降低仔猪腹泻、死淘损耗。
4. 产业应用价值
该类菌株可有效替代养殖端部分氧化锌与抗生素使用,助力养殖企业实现减抗、无抗断奶养殖模式,显著提升仔猪成活率,降低动保用药成本,完全契合国家减抗限抗、绿色养殖的产业政策导向。
四、核心技术突破三:宁乡猪源乳杆菌——同步提质增效,赋能高端特色猪肉养殖
团队从宁乡猪粪便中分离筛选出唾液乳杆菌、罗伊氏乳杆菌、黏膜乳杆菌三株本土优良乳杆菌,经多组试验比对,罗伊氏乳杆菌(LR)综合生产与提质效益最优。
1. 优化生长性能,缩短养殖周期
育肥猪饲喂试验结果表明,添加罗伊氏乳杆菌(LR)可显著提升育肥猪平均日增重,优化料重比,提高出栏体重,有效缩短养殖周期,提升猪场生产周转效率。
2. 改良屠宰性状与肉质风味,提升产品附加值
在产肉性能方面,该菌株可显著提升生猪眼肌面积、瘦肉重及腿臀比例,优化屠宰性能;在肉质风味方面,可降低肌肉亮度、提升肌肉红度,减小肌肉剪切力,使肉质更细嫩多汁、口感更佳。在营养品质方面,可适度上调肌内脂肪沉积,提升多不饱和脂肪酸(PUFA、n-3/n-6)含量,全面升级猪肉营养品质。从分子机制来看,该菌株可精准调控肌纤维类型,上调慢肌纤维表达,平衡脂质代谢通路,实现瘦肉产出与风味油脂积累双向兼顾。
3. 产业应用价值
该技术可同步实现养殖效率提升与高端肉质改良,精准适配特色土猪养殖、品牌化优质猪肉生产场景,有效提升生猪出栏溢价,助力养殖企业打造差异化产品优势、拓宽盈利空间。
五、完整技术体系:构建从种质挖掘到产业化的标准化开发链路
本次研究依托宁乡猪特色种质资源,建立了一套成熟、可复制、可推广的猪源益生菌标准化开发与应用体系,形成完整技术闭环:通过宁乡猪与商品猪生长、消化、抗病、肉质多维度性状对比,锁定功能差异菌群;结合宏基因组与16S测序技术,精准定位目标功能菌属;开展菌株分离纯化、电镜形态观测、全基因组测序及CAZy/KEGG/GO多维度功能注释;完成溶血检测、药敏试验、耐药基因筛查等安全性系统评价;通过体外发酵、活体瘘管试验、仔猪攻毒试验、育肥中试多级验证,最终形成分阶段、分场景的哺乳、断奶、育肥专用复合菌剂应用方案。
六、产业化展望:种质赋能、技术落地、产业增效
未来团队将持续深化技术迭代与产业落地,重点推进四大方向工作:一是单株菌株优化,通过功能基因定向驯化,提升菌株肠道定植能力与生物活性;二是复合制剂研发,整合纤维降解、肠道保护、肉质改良三类菌株,根据生猪不同生长阶段生理特性,定制专业化复合益生菌产品;三是规模化示范推广,依托大型规模猪场开展大群田间试验,精准测算投入产出比,加速商业化益生菌产品落地应用;四是种质双向赋能,一方面利用本土益生菌改良商品外种猪生产性能,另一方面以微生物技术反向助力宁乡猪地方品种保种提质,推动地方猪种质资源保护与特色养殖产业化双向高质量发展。
七、报告小结
地方猪种质资源是我国畜禽种业自主创新的宝贵财富,肠道微生物是挖掘种质优势、破解产业痛点的重要突破口。本次报告基于宁乡猪优良种质特性,创新完成特色益生菌资源的系统性挖掘与功能开发,构建了“地方种质-微生物挖掘-技术验证-产业应用”的全新发展模式,既实现了地方猪遗传资源的资源化、产业化利用,又为生猪节粮养殖、无抗健康养殖、优质特色养殖提供了低成本、本土化的微生物解决方案,为我国生猪产业提质增效、差异化发展、种业资源创新利用提供了全新技术思路与实践范本。
