不同膳食能量来源对冷应激公猪模型精液质量的调控作用及肠道菌群机制研究

本研究通过冷应激公猪模型，系统评估了脂肪（FAT）、氨基酸复合物（AA）和甜菜粕（BP）三种膳食能量源对精液参数、炎症因子和肠道微生态的影响。结果表明BP可显著提升精液量、精子活力和粪便norank_f_Erysipelotrichaceae丰度（与精子活力正相关），AA能改善7-12周精子运动速度（VCL/VAP）并富集Lachnospiraceae_UCG-006菌群，而FAT组T2WK15B57菌群与精液质量负相关。研究揭示了膳食干预通过SCFAs-胆汁酸-菌群轴改善冷应激下雄性生殖的新机制。

　　

温度曲线与生长性能

实验期间平均温度11.89±2.29°C（THI=53.91±3.10）显著低于公猪热中性区（16-22°C）。所有组别随冷应激时间延长均出现体重和背膘厚显著下降（p<0.01），但不同能量源组间无差异。值得注意的是，第83天时各组直肠温度、睾丸温度和呼吸频率较初期显著升高（p<0.01），证实冷应激引发代谢代偿。

精液质量与繁殖性能

BP组在7-12周表现出显著优势：精液量比AA组高23.6%（p=0.003），有效精子数较FAT组提升18.4%（p<0.05），这与粪便norank_f_Erysipelotrichaceae（与精子活力正相关，r=0.42）丰度增加相关。AA组在实验中后期（7-12周）精子运动参数显著改善，VCL和VAP分别比FAT组高15.2%和13.8%（p<0.05），其机制可能与Lachnospiraceae_UCG-006菌群（与VCL正相关，r=0.39）富集有关。虽然BP组母猪产仔数有5.4%的数值提升，但受样本量限制未达统计学显著。

炎症与免疫调控

冷应激持续时间显著影响炎症指标：第83天时所有组TNF-α、IL-1β、IL-6水平较初期升高2.1-3.3倍（p<0.01）。BP组表现出独特优势：第41天IL-1β水平较FAT组降低27.5%（p<0.05），第83天IgM升高31.8%（p<0.05）。AA组则通过降低CD14浓度（较FAT组低19.3%，p<0.05）和LBP水平（第83天比FAT组低22.1%）缓解全身炎症。

微生物-代谢物网络

16S rRNA测序显示：

1. BP组Lachnospirales菌目丰度较FAT组高3.2倍（p<0.05），伴随丁酸水平提升42.6%（p<0.05）
2. AA组Bacteroidales_RF16_group丰度增加2.8倍（p<0.05），与丙酸（+35.1%）和异丁酸（+28.9%）水平正相关
3. FAT组特征菌T2WK15B57与精液质量参数呈负相关（r=-0.31~-0.41）

胆汁酸谱分析发现AA组初级胆汁酸（GHCA、GCDCA）水平较FAT组高1.9-2.4倍（p<0.05），而BP组次级胆汁酸（如LCA-3S）降低31.7%。Spearman分析揭示norank_f_Erysipelotrichaceae与GCDCA呈负相关（r=-0.38，p<0.05），提示菌群-胆汁酸互作可能通过调节睾丸微环境影响精子发生。

作用机制模型

研究构建了"膳食-菌群-精液质量"调控通路：BP通过增加纤维降解菌（如Lachnospirales）促进丁酸生成→降低IL-1β和LBP→改善血睾屏障功能；AA则通过富集Lachnospiraceae_UCG-006→提高丙酸水平→抑制TLR4/NF-κB通路→增强精子运动能力。该发现为寒冷环境下种公畜营养调控提供了理论依据和实践指导。