環(huán)境會影響發(fā)育的可塑性，從而廣泛影響各種動物的表現(xiàn)型，從昆蟲到人類，無一例外。有一種理念稱為“發(fā)育編程”，或“健康與疾病的發(fā)育起源”（DOHaD）學(xué)說，說的是發(fā)育損傷（例如出生前/后營養(yǎng)不良）對后代健康具有長期的影響。人類的流行病學(xué)研究已經(jīng)為這個DOHaD理論提供了有力的證據(jù)，初步顯示在低出生重與整個生命期健康復(fù)合癥風(fēng)險(xiǎn)增加之間有很強(qiáng)的關(guān)系，包括各種代謝的、神經(jīng)的、行為的和生殖的障礙。
其它環(huán)境問題，例如遭遇應(yīng)激、毒物、高溫、妊娠期或泌乳期母體營養(yǎng)改變，則可能會改變特定器官的早期發(fā)育，這又反過來會影響成年的表現(xiàn)型。環(huán)境會在早期發(fā)育過程中打下烙印，而這對成年表現(xiàn)型的影響可能會廣泛得多。
家畜也一樣
DOHaD機(jī)制在家畜當(dāng)中也同樣存在。母體的營養(yǎng)狀態(tài)養(yǎng)會影響?zhàn)B分在不同器官之間的分配，從而調(diào)節(jié)生長、發(fā)育和胚胎器官的功能。在胚胎生命當(dāng)中，若干因素可能會誘發(fā)不良的營養(yǎng)環(huán)境。例如，對年輕的母豬進(jìn)行配種可能造成母體迅速增重和乳汁生產(chǎn)的過程與胚胎和胎盤增重的過程之間的養(yǎng)分競爭。提高窩產(chǎn)仔數(shù)的選育會造成胚胎體型的縮小。當(dāng)前的全球氣候變化、溫度波動多半會造成牧草和谷物單產(chǎn)降低，并在動物的日糧當(dāng)中造成定性的和定量的變異，從而導(dǎo)致短期甚至長期的營養(yǎng)限制。
與人類的情況一樣，據(jù)顯示，在大部分動物種類的研究當(dāng)中，胚胎或新生幼子的發(fā)育如果受到影響的話，也會造成產(chǎn)后發(fā)病率、死亡率升高、出生后增重速度降低，身體成分組成變差，包括脂肪增加、肌肉生長率和肉質(zhì)下降、長期代謝異常、繁殖力下降和特定器官的功能異常。
養(yǎng)豬生產(chǎn)方面，通過遺傳選育，在過去十年當(dāng)中，母豬的平均窩產(chǎn)仔數(shù)一直在增加。這一直與仔豬平均初生重的降低相伴，而且，隨著窩內(nèi)變異的升高，在產(chǎn)仔多的窩當(dāng)中，弱小仔豬（出生重不足1kg）的比例也同時增多。低出生重的豬會一致地表現(xiàn)出增重速度慢的問題。
生長障礙
生長障礙問題的部分原因在于產(chǎn)后早期階段的食物造成的腸道重量減小以及后腸萎縮反應(yīng)。長期影響是，屠宰時胴體瘦肉率和肉質(zhì)會低于同窩體重正�；蜉^重的個體。豬的腸道微生物區(qū)系特性和腸粘膜對腸道細(xì)菌的結(jié)合屬性也會受到低出生重的影響。斷奶之后，在盲腸發(fā)酵活動方面會表現(xiàn)明顯的差異，與正常出生重的豬相比，乙酸和丙酸的產(chǎn)量會比較高。
這種差異的影響可能持續(xù)整個一生，因?yàn)楣采?xì)菌是降解復(fù)雜碳水化合物的關(guān)鍵，如果沒有共生細(xì)菌的話，這些化合物就無法消化。腸道細(xì)菌會直接調(diào)控食物的利用，說明飼料真正的能量值會受到微生物區(qū)系的構(gòu)成以及宿主動員潛在能量來源的能力的影響。這些觀察都強(qiáng)調(diào)了妊娠階段管理的重要性。
此外，據(jù)顯示，某一個世代發(fā)生的發(fā)育損傷的影響會持續(xù)到后面的多個世代當(dāng)中，盡管這些后面的世代當(dāng)中并未發(fā)生進(jìn)一步的損傷。那種長期的影響可能取決于表型遺傳學(xué)的改變。有些營養(yǎng)策略，例如蛋白質(zhì)補(bǔ)充、氨基酸或微量元素補(bǔ)充，在某些情況下可能能夠保護(hù)胚胎或新生仔豬的器官系統(tǒng)免受妊娠期限飼的不良影響。
腸道微生物區(qū)系
產(chǎn)后腸道微生物區(qū)系的建立對于新生仔豬腸道和免疫系統(tǒng)的發(fā)育具有重要作用。看起來，出生后前幾天，后代的微生物區(qū)系很大程度上是與母親共享的。因此，能夠誘發(fā)母體微生物區(qū)系變化的母體的環(huán)境因素（日糧組成、抗生素治療，等等）改變都會對后代的腸道生理產(chǎn)生巨大的影響。毫無疑問，新生仔豬早期必須接觸環(huán)境并讓細(xì)菌定殖下來，以便實(shí)現(xiàn)腸道健康和免疫成熟。采用無菌仔豬進(jìn)行的研究明確顯示，細(xì)菌對于增重和消化道發(fā)育來說是必需的。各個健康個體的微生物區(qū)系構(gòu)成是相當(dāng)獨(dú)特的，并且看來初次定殖之后就會保持相當(dāng)穩(wěn)定。然而，早期的微生物定殖過程如果受到干擾的話，例如母豬的飼養(yǎng)環(huán)境衛(wèi)生條件差或抗生素治療造成的干擾，會對后代腸道發(fā)育程序造成劇烈的影響。這一點(diǎn)與養(yǎng)豬生產(chǎn)關(guān)系很大，因?yàn)榭股爻３１挥脕砜刂颇肛i圍產(chǎn)期和產(chǎn)后期的泌尿生殖道和乳腺感染。
對不同飼養(yǎng)條件和早期環(huán)境、舍外與舍內(nèi)母豬哺育的仔豬或隔離飼養(yǎng)的新生仔豬進(jìn)行比較研究，結(jié)果顯示舍外和舍內(nèi)母豬哺育的仔豬在回腸-粘附微生物區(qū)系的組成方面存在很大差異，而這差異又和腸道免疫激活過程的巨大差異相對應(yīng)。
過度的衛(wèi)生看來會干擾細(xì)菌定殖的正常過程，并改變免疫系統(tǒng)的發(fā)育過程。最近研究還顯示，母豬抗生素治療對母豬和它的新生后代的微生物區(qū)系具有不良影響。仔豬的腸道功能還顯著受到環(huán)境因素的影響。當(dāng)母親接受抗生素治療的時候，回腸和結(jié)腸滲透性、上皮轉(zhuǎn)錄組和粘膜炎性特征都發(fā)生了改變，朝向更容易對LPS（脂多糖）挑戰(zhàn)表現(xiàn)炎性反應(yīng)的方向發(fā)展。
還有研究顯示，早期如果通過抗生素改變了母親的微生物區(qū)系，那么就會深度影響成年后代的腸道對高脂肪日糧的適應(yīng)反應(yīng)，說明在腸道對高脂肪日糧的反應(yīng)當(dāng)中存在著微生物區(qū)系的印記。因此，腸道微生物區(qū)系在發(fā)育編程過程中可能扮演著某種角色，因?yàn)閾?jù)認(rèn)為，它的初始組成在整個生命期當(dāng)中都在經(jīng)歷持續(xù)改變。
基質(zhì)
可以在日糧當(dāng)中添加特定的基質(zhì)，以便刺激有益菌的生長，防止?jié)撛诓≡纳L和定殖。這種基質(zhì)稱為益生素，包括日糧纖維、抗性淀粉和寡糖。也有試驗(yàn)觀察到，妊娠后期和泌乳期給母豬飼喂高纖維日糧對仔豬早期增重、低出生重仔豬的初乳攝入、以及窩仔性能均有好處。在腸道功能和對炎性挑戰(zhàn)的敏感性方面也觀察到長期影響。有趣的是，最近的研究為那種觀點(diǎn)提供了很強(qiáng)的支持，即，斷奶前如果因短期日糧改而變造成了早期腸道細(xì)菌定殖的改變，那么無需改變腸道屏障功能和細(xì)胞激素結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)生理學(xué)，就會對炎性反應(yīng)的嚴(yán)重性產(chǎn)生長期的影響。
表型遺傳學(xué)機(jī)制
通過更好地理解DOHaD影響及其涉及的表型遺傳學(xué)機(jī)制，再加上謹(jǐn)慎地運(yùn)用動物遺傳選育，可以同時改進(jìn)動物生產(chǎn)和動物福利，而且還能預(yù)防限飼造成的部分不良影響。通過更好地理解新生仔豬環(huán)境的長期影響及其涉及的表型遺傳學(xué)機(jī)制，再加上謹(jǐn)慎地運(yùn)用動物遺傳選育，可以提高動物生命后期的生產(chǎn)和健康水平。
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