Maternal and dietary effects on vitality, growth, and gut microbiota of piglets

Modern pig production faces multiple challenges that impact piglet growth and survival. Larger litters experience reduced nutrition supply, resulting in low-birth-weight piglets vulnerable to stressors and illnesses. With increasing litter sizes, piglets often experience asphyxiation during birth, leading to altered blood energy parameters and reduced vitality. Weaning represents another critical phase, with immature piglet guts struggling to digest solid feed, leading to diarrhea and mortality. Post-weaning diarrhea caused by bacteria such as enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) amplifies these issues. Given ETEC's antibiotic resistance and its economic impact, alternative feeding strategies such as prebiotics, probiotics, essential oils and dietary compounds are crucial. Therefore, understanding the impact of piglet vitality, maternal and dietary factors on growth and gut health is vital throughout early life to post-weaning stages. This study aimed to determine the effect of piglet vitality, birth order and blood lactate on piglet growth performance and preweaning survival. Piglets with higher vitality scores exhibited elevated umbilical cord blood glucose and butyrate levels, indicative of better colostrum intake and energy status. In contrast, piglets with lower vitality scores displayed higher umbilical cord lactate levels, suggesting a state of distress. Furthermore, early born piglets demonstrated improved vitality and colostrum intake, emphasizing the importance of birth timing. We also focused on investigating the effects of dietary supplementation with resin acid enriched composition (RAC) on gut microbiota, growth performance, post-weaning diarrhea and gut inflammation in piglets. The results demonstrated that RAC supplementation had limited effects on piglet performance until weaning. However, three weeks after weaning, RAC-treated piglets exhibited higher body weights and average daily growth rates. Most notably, RAC supplementation was associated with reduced post-weaning diarrhea and altered gut microbiota composition. Beneficial bacterial populations such as Lachnospiraceae_unclassified, Blautia, Butyricicoccus, Gemmiger and Holdemanella were increased, while pathogenic strains such as Bacteroidales_unclassified were decreased. We also sought to determine the benefits of dietary fiber supplementation, specifically micro-fibrillated cellulose (MFC), derived from sugar beet pulp. The study focused on growth performance, post-weaning diarrhea, short-chain fatty acid content and gut microbiome of piglets, examining the effects of MFC supplementation. Piglets supplemented with MFC displayed enhanced growth performance both pre- and post-weaning. Additionally, MFC supplementation led to increased butyrate content and reduced post-weaning diarrhea incidence. This positive impact was attributed to the unique properties of MFC, which supports gut health through its hydrogel-forming ability and high water-binding capacity. The study also revealed that MFC supplementation influenced the composition of gut microbiota. Beneficial butyrate-producing bacteria were stimulated, while pathogenic bacteria such as Campylobacter and Escherichia were reduced. In conclusion, our overarching goal was to contribute to the improvement of sustainable and efficient pig farming practices. Our findings underscore the critical role of the farrowing process in piglet vitality and birth outcomes. Enhancing farrowing practices to improve vitality and to minimize asphyxiation, could significantly reduce piglet mortality rates. Findings regarding RAC highlight the potential of RAC supplementation as a natural approach to improving post-weaning growth and mitigating enteric infections. Findings for MFC supplementation highlight the potential of MFC as an innovative feed ingredient to enhance growth and gut health in piglets. Collectively, these studies contribute to ongoing efforts to enhance the sustainability and efficiency of modern pig production.

Nykyaikainen siankasvatus kohtaa useita haasteita, jotka vaikuttavat porsaiden kasvuun ja selviytymiseen. Suurempien pahnueiden ravinnon saanti heikkeni, mikä johti pienipainoisiin porsaisiin, jotka olivat alttiita stressitekijöille ja sairauksille. Pahnuekoon kasvaessa porsaat kokevat usein tukehtumisen synnytyksen aikana, mikä johtaa veren energiaparametrien muuttumiseen ja elinvoiman heikkenemiseen. Vieroittaminen aiheutti toisen kriittisen vaiheen, jolloin vajaakehittyneet porsaiden suolisto yritti sulattaa kiinteää rehua, mikä johti lisääntyneeseen ripuliin ja kuolleisuuteen. Bakteerien, kuten enterotoksigeenisen Escherichia colin (ETEC) aiheuttama vieroituksen jälkeinen ripuli pahensi näitä ongelmia. ETEC:n aiheuttaman lisääntyneen antibioottiresistenssin ja sairauden taloudellisten vaikutusten vuoksi vaihtoehtoiset ruokintastrategiat, kuten prebiootit, probiootit, eteeriset öljyt ja ravintoyhdisteet, ovat ratkaisevan tärkeitä. Siksi porsaiden elinvoimaisuuden, emon ja ruokavalion tekijöiden vaikutuksen ymmärtäminen kasvuun ja suoliston terveyteen on elintärkeää koko varhaisesta elämästä vieroituksen jälkeisiin vaiheisiin. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli määrittää porsaiden elinvoimaisuuden, syntymäjärjestyksen ja veren laktaatin vaikutus porsaan kasvuun ja imetyksen aikaiseen selviytymiseen elossa. Porsailla, joilla oli korkeampi elinvoimaisuus, havaittiin kohonneita napanuoraveren glukoosi- ja butyraattitasoja, mikä osoitti parempaa ternimaidon saantia ja energiatilaa. Sitä vastoin porsailla, joiden elinvoimaisuuspisteet olivat alhaisemmat, napanuoran laktaattitasot olivat korkeammat, mikä viittaa stressaantumiseen. Lisäksi varhain syntyneet porsaat osoittivat parantunutta elinvoimaa ja ternimaidon saantia, mikä korosti syntymän ajoituksen merkitystä. Keskityimme myös tutkimaan hartsihapolla rikastetun koostumuksen (RAC) ravintolisän vaikutuksia suoliston mikrobiotaan, kasvukykyyn, vieroituksen jälkeiseen ripuliin ja suolistotulehdukseen porsailla. Tulokset osoittivat, että RAC-lisällä oli rajoitettu vaikutus porsaiden suorituskykyyn vieroittamiseen asti. Kuitenkin kolme viikkoa vieroituksen jälkeen RAC-käsitellyillä porsailla oli korkeampi ruumiinpaino ja keskimääräinen päivittäinen kasvu. Erityisesti RAC-lisäys liittyi vähentyneeseen vieroituksen jälkeiseen ripuliin ja muuttuneeseen suoliston mikrobiotan koostumukseen. Hyödylliset bakteeripopulaatiot, kuten Lachnospiraceae_unclassified, Blautia, Butyricicoccus, Gemmiger ja Holdemanella, lisääntyivät, kun taas patogeeniset kannat, kuten Bacteroidales_unclassified, vähenivät. Pyrimme myös selvittämään ravintokuitujen lisäyksen, erityisesti sokerijuurikasmassasta johdetun mikrofibrilloidun selluloosan (MFC) hyödyt. Tutkimus keskittyy porsaiden kasvukykyyn, vieroituksen jälkeiseen ripuliin, lyhytketjuiseen rasvahappopitoisuuteen ja suoliston mikrobiomiin sekä tutkii MFC-lisän vaikutuksia. MFC:llä täydennettyjen porsaiden kasvukyky oli parantunut sekä ennen vieroitusta että sen jälkeen. Lisäksi MFC-lisä lisäsi butyraattipitoisuutta ja vähensi vieroituksen jälkeisen ripulin ilmaantuvuutta. Tämä myönteinen vaikutus johtui MFC:n ainutlaatuisista ominaisuuksista, sillä se tukee suoliston terveyttä hydrogeelinmuodostuskykynsä ja korkean vettä sitovan kykynsä ansiosta. Tutkimus paljasti myös, että MFC-lisäys vaikutti suoliston mikrobiotan koostumukseen. Hyödyllisiä butyraattia tuottavia bakteereja stimuloitiin, kun taas patogeeniset bakteerit, kuten Campylobacter ja Escherichia, vähenivät. Yhteenvetona voidaan todeta, että päätavoitteemme oli edistää kestävien ja tehokkaiden siankasvatuskäytäntöjen parantamista. Havaintomme korostavat porsimisprosessin kriittistä roolia porsaiden elinvoimaisuudessa ja syntymätuloksissa. Porsimiskäytäntöjen parantaminen elinvoiman tukemiseksi ja tukehtumisen minimoimiseksi voisi vähentää merkittävästi porsaiden kuolleisuutta. RAC:hen liittyvät havainnot korostavat RAC-lisän potentiaalia luonnollisena tapana parantaa vieroituksen jälkeistä kasvua ja lievittää suolistoinfektioita. Havainnot MFC-täydennyksestä korostavat MFC:n potentiaalia innovatiivisena rehun ainesosana parantamaan porsaiden kasvua ja suoliston terveyttä. Nämä tutkimukset yhdessä edistävät meneillään olevia ponnisteluja nykyaikaisen siantuotannon kestävyyden ja tehokkuuden parantamiseksi.

ei saavutettava