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ISSN : 2287-5824(Print)
ISSN : 2287-5832(Online)
Journal of The Korean Society of Grassland and Forage Science Vol.45 No.2 pp.89-100
DOI : https://doi.org/10.5333/KGFS.2025.45.2.89

Effects of Pelleted and Mashed Alfalfa Supplementation on Sow and Litter Performance, Constipation and Fecal Microbiome in Sows during Gestation

Ji Hwan Lee1, Jo Eun Kim1, Jun Seon Hong1, Hyun Ju Park1, Yo Han Choi1, Yong Dae Jeong1, Soo Hyun Back1, Jeong Sung Jung2, Soo Jin Sa1*
1Swine Science Division, National Institute of Animal Science, RDA, Cheonan 31000, Korea
2Forages production systems division, National Institute of Animal Science, RDA, Cheonan 31000, Korea

†These authors contributed equally to this work


* Corresponding author: Sa Soo Jin, Swine Science Division, National Institute of Animal Science, RDA, Cheonan 31000, Korea.
Tel: +82-41-580-3450, E-mail: soojinsa@korea.kr
March 14, 2025 June 4, 2025 June 9, 2025

Abstract


Dietary fiber plays a important role in improving gut micriobiome and reproductive performance in gestating sows. This study aimed to evaluate effects of dietary supplementation with domestically produced alfalfa, provided in pelleted or mashed form, on body weight, body condition, litter performance, fecal score and fecal microbiome in gestating sows. A total of nine crossbred F1 gilts (Yorkshire × Landrace) with an average body weight of 230.33 ± 12.63 kg at 50 days of gestation were randomly assigned to three dietary treatments (n = 3 per treatment): (1) control (CON, basal diet), (2) Pellet (basal diet + 10% pelleted alfalfa), and (3) Mash (basal diet + 10% mashed alfalfa). Results indicated that alfalfa supplementation had no significant effect on weight gain during gestation (p>0.05), although sows in both alfalfa-supplemented groups showed numerically reduced weight loss during lactation compared to the control. The mashed alfalfa improved average daily weight gain of piglets during lactation (p<0.05). Moreover, the pelleted alfalfa alleviated constipation and numerically increased the relative abundance of positive microbes such as Firmicutes (phylum level), Lactobacillaceae and Ruminococcaceae (family level), and Clostridium_sensu_stricto_1, Lactobacillus, and Ruminococcaceae_UCG_002 (genus level) (p<0.05). On the other hands, it numerically decreased the relative abundance of negative microbes such as Proteobacteria in phylum level and Escherichia_Shigella in genus level. These findings suggest that domestically grown alfalfa, particularly in pellet or mash form, may be a valuable dietary fiber source for gestating sows to support piglet performance, gut health, and welfare. However, further studies with larger sample sizes are warranted to confirm these effects.


Alfalfa , Dietary fiber , Constipation , Litter , Microbiome , Sows

임신 기간 동안 펠렛형 및 분말형 알팔파 급여가 모돈 및 자돈의 생산성, 변비, 분변 미생물에 미치는 영향

이지환1, 김조은1, 홍준선1, 박현주1, 최요한1, 정용대1, 백수현1, 정종성2, 사수진1*
1국립축산과학원 양돈과
2국립축산과학원 조사료생산시스템과

초록

    Ⅰ. 서론

    지난 30년 동안 돼지 산업에서는 복당 산자수를 증가시키기 위한 유전적 선발이 이루어졌으며, 그 결과 살아서 태어난 자돈의 수가 복당 10두에서 20두로 증가했다(Peltoniemi et al., 2021). 그러나 다산성 모돈의 도입으로 산자수가 증가한 반면, 자돈의 생시체중 감소와 분만 시간 연장(1.5시간에서 약 8시간) 등의 문제가 발생했다(Baxter et al., 2020). 분만 시간이 길어지면 사산율이 증가하고, 자돈 생존력 및 초유 섭취량이 감소하며, 모돈의 산화 스트레스와 식욕 부진 발생률이 높아진다(Li et al., 2020). 또한, 변비, 산화 스트레스, 인슐린 저항성과 같은 요인은 신체 내구성을 약화시켜 분만 시간을 더욱 길어지게 하는 주요 원인으로 작용한다(Catalano, 2010;Oliviero et al., 2013). 따라서 변비를 완화하고 인슐린 감수성을 조절하는 것은 분만 시간을 단축하는 데 유익한 영향을 미칠 수 있다. 최근 몇 년 동안 임신돈 사료에 식이섬유를 첨가하는 것이 변비 완화 및 인슐린 감수성 개선에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 보고되었다. 식이섬유는 물리적·화학적 특성에 따라 수용성 섬유소(soluble fiber)와 불용성 섬유소(insoluble fiber)로 구분된다. 수용성 섬유소는 펙틴(pectin), 베타 -글루칸(beta-glucan), 검(gum) 및 헤미셀룰로오스(hemicellulose)로 구성되며, 불용성 섬유소는 셀룰로오스(cellulose), 불용성 아라비노자일란(insoluble arabinoxylan) 및 리그닌(lignin)으로 이루어진다(Taciak et al., 2010). 불용성 섬유소는 물을 흡수하는 능력이 있어 대변의 양을 증가시키고 배변 활동을 촉진하여 변비를 완화하는 데 기여할 수 있으며(Pearodwong et al., 2016), 수용성 섬유소는 수분 보유 능력을 증가시키고 단쇄지방산(short chain fatty acids, SCFAs) 생산을 촉진하여 장 건강을 향상시킨다(Chen et al., 2021;Wu et al., 2021). 이에 따라 임신돈이 높은 수준의 식이섬유를 섭취하면 생산성, 복지 및 장 건강이 향상되는 것으로 보고되었다(Jiang et al., 2019;Li et al., 2021a). 알팔파 (Medicago sativa L.)는 콩과에 속하는 다년생 두과목초로, 단백질, 식이섬유, 비타민, 미네랄 등 다양한 영양소가 풍부하게 함유되어 있다(Radovic et al., 2009;Kulkami et al., 2018). 또한, 알팔파는 사포닌(saponins), 다당류(polysaccharides), 플라보노이드(flavonoids) 등 다양한 생리활성 물질과 미확인 성장 인자를 포함하고 있어 목초의 왕(King of forage grass)으로 알려져 있다 (Ma et al., 2022). 이전 연구에서는 알팔파를 급여하면 모돈의 변비를 감소시키고 포만감을 증가시켜 배고픔으로 인한 이상행동을 줄이며, 생시자돈에도 긍정적인 영향을 미칠 수 있다고 보고되었다(Krogh et al., 2015). 또한, 적절한 양의 알팔파를 보충하면 자돈의 장내 미생물군을 개선하여 장내 유익균과 섬유분해균을 증가시키고, 장내 단쇄지방산(SCFA)의 함량을 높이며, 장 장벽 기능을 강화함으로써 장내 염증과 설사를 감소시키는 데 도움이 될 수 있습니다 (Guevarra et al., 2019;Ma et al., 2022). 그러나 기존 연구는 대부분 해외에서 생산된 알팔파를 사용한 연구였으며, 국내산 알팔파를 이용한 연구는 거의 이루어지지 않았다. 국내에서는 토양 환경의 차이로 인해 알팔파 재배가 어려워 전량 수입에 의존해왔으나, 2023년 국립축산과학원에서 국내 재배가 가능한 알팔파 품종을 개발하고 생산하였다(Jeong et al., 2024). 따라서 본 연구에서는 임신모돈에게 국내산 알팔파를 급여하여 그 효과를 검증하고자 하며, 특히 펠렛(pellet)과 분말(mesh) 형태로 가공된 알팔파의 급여 효과를 비교하여, 국내산 알팔파의 사료적 활용 가능성을 평가하고 돼지 생산에서 조사료 활용 확대를 위한 기초적인 근거를 제시하고자 수행되었다.

    Ⅱ. 재료 및 방법

    1. 공시동물 및 관리

    본 실험은 국립축산과학원 동물실험윤리위원회의 승인(NIAS- 2024-0003)을 받아 수행되었다. 임신 50일령 때 평균 체중이 230.33 ± 12.63kg인 2원 교잡종 후보돈(Yorkshire × Landrace) 9두의 을 선발하였고 3처리, 3반복, 반복당 한 두씩 완전임의 배치법(completely randomized design, CRD)으로 배치하여 실시 하였다. 임신모돈들은 임신 50일령에 교배사에서 임신사로 이동하였다. 임신돈은 개별 임신 스톨에 수용되었으며 실내 온도는 자동 환기 시스템에 의해 평균온도 19°C로 조절되었다. 임신 105일 째에 임신돈들은 세척 및 소독한 후 분만사로 이동하였으며 분만 스톨(2.14 × 2.15m)에 배치되었다. 평균 실내 온도는 평균 20°C 유지되었으며, 상대 습도는 평균 60%로 유지되었다. 분만 후, 자돈은 보온등(평균 35°C) 아래 자리를 잡았고, 수분 공급을 위한 한 개의 니쁠이 제공되었다. 새끼돼지가 3주가 될 때까지 어미와 새끼는 따로 분리되어 사육되었습니다. 모든 처리구의 모돈은 분만 후 포유기간 28일까지 동일한 포유모돈 사료를 급여 받았다. 분만 후 첫 5일 동안은 사료를 점진적으로 증량하여 급여하였으며, 그 이후부터는 무제한 급여를 실시하였다. 모든 자돈은 분만 후 3일째에 탯줄과 꼬리를 자르고, 수컷은 거세를 시행하였으며, 모든 자돈에게 철분제를 1회 주사하였다.

    2. 실험 사료

    본 실험의 처리구는 모돈 사료 내 알팔파 형태에 따라 1) 일반 사료 처리구(CON), 2) 10% 펠렛 형태의 알팔파를 일반사료에 첨가한 처리구(Pellet), 3) 10% 분말 형태의 알팔파를 일반사료에 첨가한 처리구(Mash)로 나뉘었다. 실험에 이용된 알팔파는 국립축산과학원 초지사료과에서 개화기에 수확했으며 현장에서 수분을 50% 수준으로 건조 후 열풍건초 생산 시스템(온도 약 80°C, 통과시간 10∼15분)을 이용하여 생산하였다. 사양실험에 사용한 사료의 영양소 수준은 NRC(2012)에서 제시된 영양소 요구량을 충족하거나 초과하도록 배합했다(Table 1). 시험사료는 하루 2.5 kg으로 제한 급여하였고 물은 자유채식토록 하였다.

    3. 조사항목 및 방법

    (1) 체중 및 체형변화

    모돈의 체중은 실험 개시일인 50일, 105일 및 이유 시점(분만 후 28일령)에서 측정하였다. 체중 측정과 함께 등지방 두께도 초음파 측정기(Loveland, CO, USA)를 사용하여 측정하였다. 등 지방 두께는 제10늑골을 기준으로 왼쪽 6.5 cm 지점에서 3회 측정한 후, 평균값을 사용하였다.

    (2) 번식성적

    본 연구에서는 분만이 시작되면 각 스톨을 모니터링하여 출생 시간, 출생 체중, 출생 순서를 기록하고, 자돈을 살아 태어난 것, 사산된 것 또는 미라화된 자돈으로 분류하였다. 이를 바탕으로 복당 총 산자수 및 실산자수를 계산하였다. 자돈은 분만 후 24시간 동안 모돈과 함께 두었으며, 그 이후 복당 산자수를 균등하게 분배하기 위해 사료 처리구 내에서 양자보내기를 실시하였다. 이후 이유 시점에 자돈의 수를 계산하였다. 또한, 각각의 시점에서 자 돈의 체중을 측정하여 복당 체중을 계산하였고, 자돈의 평균 일당 증체량은 양자보낸 시기와 이유 시의 체중 차이를 일수로 나누어 산출하였다.

    (3) 영양소 소화율

    105일 도달 1주일전부터 불소화지시제로 산화크롬(chromic oxide, Cr2O3)를 실험사료에 0.5% 수준으로 첨가하여 급여하였다. 분은 105일 도달 3일전부터 각 스톨에서 직장 마사지를 통해 직접 분을 채취하였다. 사료 및 채취된 분은 분석을 위해 60°C에서 72시간 동안 열풍건조기에서 건조한 뒤, 1mm 체를 장착한 Wiley mill로 분쇄하였다. 사료와 건조된 분 샘플의 건물(dry matter, DM), 총에너지(gross energy, GE), 조단백질(crude protein, CP), 조섬유(crude fiber, CF), 중성세제불용성섬유(neutral detergent fiber, NDF), 산성세제불용성섬유(acid detergent fiber, ADF) 및 산화크롬 함량은 AOAC(2007)의 방법에 따라 분석하였다. 영양소 소화율은 다음 계산식을 이용하여 산출하였다.

    영양소 소화율(%) = 100 - [{(분 내 영양소 함량, %)/(사료 내 영양소 함량, %)}×{(사료 내 Cr2O3 함량, % / 분 내 Cr2O3 함량, %)}]×100

    (4) 분변 지수

    분변지수는 모든 모돈들을 대상으로 분변을 점수화하여 측정하였다. 분변지수는 Peltoniemi와 Oliviero(2015)의 방법을 참조하여 0점(분변 없음) ∼ 5점(형태를 형성하지 않는 액체 상태)까지 부여하였다.

    (5) 분 마이크로바이옴

    분 마이크로바이옴 분석을 위해 모든 모돈들을 대상을 직장 마사지를 통해 분을 수집하였고 추후 분석을 위해 –80°C에 냉동 보관하였다. –80°C에서 보관된 분에서 QIAamp® DNA Stool Mini Kit (Qiagen GmbH, Hilden, Germany)를 사용하여 제조사의 프로토콜에 따라 DNA를 추출하였다. 추출된 DNA의 NanoDrop 2000 분광광도계(Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA)를 사용하여 평가하였다. 16S rRNA 유전자 시퀀싱은 Rebiogen (Hwaseong, South Korea)에서 수행하였다. 16S rRNA 분석을 위해 QIIME2 (버전 2021.11)를 사용하였으며, 시퀀스는 QIIME2 demux emp-paired 기능을 이용해 디멀티플렉싱(demultiplexing) 한 후, Deblur 플러그인을 사용하여 사전 정의된 오류 모델을 적용한 후 노이즈 제거를 수행하였다. ASV(앰플리콘 서열 변이, Amplicon Sequence Variants)의 계통발생학적(phylogenetic) 트리를 구축하고, 사전 훈련된 분류기를 활용하여 SILVA 데이터 베이스를 참조하여 각 ASV의 분류학적 정보(taxonomy)를 할당하였다.

    4. 통계분석

    본 실험에서 측정한 데이터는 JMP Pro 16 소프트웨어(SAS Institute Inc., Cary, NC)를 사용하여 분석하였다. 본 연구는 완전 임의 배치법(completely randomized design, CRD)으로 설계되었고 처리구(CON, Pellet, Mash)는 고정효과(fixed effect)로 포함되었다. 체중, 체중변화, 번식성적 및 영양소 소화율은 연속형 변수로서 처리구 간 차이를 검정하기 위해 일원분산분석(one way ANOVA)를 이용하여 평가하였으며, Tukey의 다중 범위 검정을 통해 평균 간 통계적 차이를 구분하였다. 분변지수는 추가적으로 카이제곱 검정(chi-square test)를 사용하여 분석하였다. 위에서 언급된 모든 분석의 통계적 유의성 기준은 p<0.05로 설정하였다. 마이크로바이옴 데이터의 경우 MicrobiomeAnalyst 플랫폼을 통해 수행하였으며, Alpha diversity 분석에는 ACE, Chao1, Shannon, Simpson 지수를 포함하여 계산하였다. Kruskal-Wallis를 이용하여 Observed species, Chao1, Shannon, Simpson을 기반으로 alpha diversity 지수의 통계적 유의성을 분석하였다. Beta diversity 분석은 Bray-Curtis index, Jaccard index, Unweighted UniFrac distance, Weighted UniFrac distance를 사용하여 수행 되었으며, PERMANOVA(permutational multivariate ANOVA) 통계를 적용하여 비교하였다. 이를 시각적으로 표현하기 위해 PCoA (Principal Coordinate Analysis) 플롯을 생성하였다.

    Ⅲ. 결과 및 고찰

    1. 체중 및 체형변화

    국내산 펠렛 및 분말 형태의 알팔파 첨가 급여가 임신모돈의 체중 및 체형변화에 미치는 영향을 비교한 결과는 Table 2에 제 시하였다. 105일령 및 이유 시점의 모돈 체중에서는 처리구간 유의적인 차이가 나타나지 않았다(p>0.05). Change+와 Change-는 각각 임신 중 체중 증가량과 포유 중 체중 감소량을 의미하며, 이 또한 처리군 간 유의한 차이가 없었다(p>0.05). 일반적으로 단위 동물은 식이섬유 분해 능력이 낮기 때문에, 임신 기간 동안 과도한 식이섬유 섭취는 모돈에게 부정적인 영향을 미칠 수 있다 (Weng et al., 2019;Ma et al., 2022). Huang et al. (2020)의 연구에서도, 임신 기간 동안 에너지 수준이 동일할 경우, 식이섬유 보충이 식이섬유의 함량이나 공급원에 관계없이 모돈의 체중과 등지방에 영향을 미치지 않는다고 보고하였다. 따라서, 본 연구의 알팔파 첨가에 의해 체중이 변하지 않은 것은 위의 언급된 가설을 뒷받침한다. 반면, Moturi et al. (2022)는 고식이섬유 급여가 등지방 손실을 감소시키며, 특히 수용성 식이섬유 함량이 높은 사료를 급여한 군에서 등지방 손실이 감소하는 경향이 나타났다고 보고하였다. 수용성 식이섬유는 장내 미생물총에 의해 쉽게 발효· 분해되며, 단쇄지방산(SCFA) 생성에 관여하는 것으로 알려져 있다. 단쇄지방산은 에너지원으로 활용될 수 있다고 보고되어지고 있다 (Jha et al., 2019). 비록 단쇄지방산을 분석하지는 않았지만 많은 선행 연구들에서 식이섬유 첨가가 에너지 공급을 증가시킨다고 보고했기 때문에 본 연구에서도 등지방 형성에 기여할 가능성이 있다고 판단된다. 실제로 본 연구에서는 펠렛 형태의 알팔파를 급여한 군과 대조군 간에 등지방에서는 유의한 차이가 관찰되지 않았다(p>0.05). 본 연구에서 포유기간의 체중 감소는 알팔파를 첨가한 처리구에서 수치적으로 대조구 대비 낮은 것을 확인할 수 있었다. Jha and Berrocoso. (2016)의 연구에 따르면, 장내 섬유소 분해 박테리아에 의해 생성된 단쇄지방산은 돼지의 유지 에너지 요구량의 약 30%를 공급할 수 있다고 보고했다. 이는 단쇄 지방산을 에너지원으로 이용하여 급격한 체중 감소를 완화했을 가능성을 뒷받침한다. 하지만 분말 형태의 알팔파를는 대조군보다 유의적으로 등지방 두께가 적었다(p>0.05). Nadia et al. (2021)의 연구에 따르면, 잘게 썬 볏짚은 굵은 볏짚보다 위장관 내에서 소화물의 평균 체류시간이 짧다고 보고했다. 이는 후장에서 발효되면서 단쇄지방산을 충분히 생성할 시간이 절대적으로 줄기 때문에 단쇄지방산에 의한 에너지 공급이 충분치 않아기 때문인 것으로 판단되다. 추가적으로, 비록 본 연구에서 사료 섭취량에 대한 조사는 이뤄지지 않았지만, 포유기간동안 자발적 사료 섭취량이 증가가 체중 감소를 완화했을 가능성이 있다. Tan et al. (2016)는 사료 내 높은 식이섬유의 첨가는 포유기간의 자발적 사료섭취량을 증가시켰다 보고하였다. 따라서 임신모돈의 국내 생산 알팔파의 급여는 모돈의 체손실 억제에 긍정적인 영향을 끼칠 수 있을 것으로 판단된다.

    2. 번식성적

    국내산 펠렛 및 분말 형태의 알팔파 첨가 급여가 임신모돈의 번식성적에 미치는 영향을 비교한 결과는 Table 3에 제시하였다. 본 연구에서는 복산자수 및 복 체중에서는 처리구간 유의적인 차이를 나타내지 않았다(p>0.05). 그러나 생시자돈, 살아서 태어난 자돈, 이유시점의 자돈 체중 및 일당 증체량은 분말 형태의 알팔파 급여시 수치적으로 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 모돈에 알팔파 첨가 급여시 자돈 복당 체중 및 이유체중이 유의하게 증가한다는 이전의 연구결과에 동의한다(Seerley 및 Wahlstrom, 1965;Danielson 및 Noonan, 1975). 본 연구에서 알팔파 첨가시 자돈의 체중 향상은 섬유소에 의한 단쇄지방산에 의한 결과일 가능성이 있다. Li et al. (2021b)는 섬유소 첨가에 의해 생성된 단쇄지방산이 모돈에 추가적인 에너지를 공급하며 자돈의 성장을 향상시킬 수 있다고 보고하였다.

    3. 영양소 소화율

    국내산 펠렛 및 분말 형태의 알팔파 첨가 급여가 임신모돈의 영양소 소화율에 미치는 영향을 비교한 결과는 Table 4에 제시하였다. 알팔파를 첨가했을 때 임신모돈의 총에너지 및 조단백질 소화율이 대조구 대비 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 위의 언급된 바와 같이 단위동물의 식이섬유 분해 능력이 약하기 때문에, 식이섬유가 주로 반추동물의 사료로 사용되었다(Ma et al., 2022). 이와 관련하여, 이전 연구들에서도 우리의 연구 결과와 동일하게 식이섬유 첨가 시 영양소 소화율이 감소하는 경향이 보고 되었다(Navarro et al., 2018;Zhao et al., 2019). 그러나 최근에는 식이섬유는 “제7의 다량영양소”라고 인식되면서 이에 대한 연구 및 관심이 증가하고 있다. 이전 연구에 따르면, 불용성 식이섬유는 장의 연동운동을 촉진하고 장내 정체를 줄이며, 소화 효소 활성을 증가시키는 것으로 보고되었다(Hong et al., 2021). 이를 뒷받침하듯이, Renteria-Flores et al. (2008)와 Hooda et al. (2011)는 식이섬유 섭취가 증가하면 영양소 소화율이 향상된다고 보고하였다. 이러한 연구 결과의 차이는 소화물의 점성 차이에서 기인한 것으로 판단된다. 이전 연구에서 식이섬유의 점성이 영양소 소화율에 중요한 영향을 미치는 요소라고 보고되었다(Wu et al., 2018). 점성이 높은 식이섬유가 아미노산의 외관상 회장 소화율과 표준 회장 소화율을 증가시키는 반면, 점성이 낮은 이눌린을 함유한 사료는 건물의 회장 소화율을 감소시켰지만, 총에너지와 조단백질의 외관상전장소화율에는 영향을 미치지 않은 것으로 보고되었다(Gao et al., 2015;Chen et al., 2017).

    4. 분변지수

    국내산 펠렛 및 분말 형태의 알팔파 첨가 급여가 임신모돈의 분변지수에 미치는 영향을 비교한 결과는 Fig. 1에 제시하였다. 변비는 일정기간 동안 정상적인 배변이 이루어지지 않는 상태를 의미하며, 임신모돈의 경우 임신기간 동안 위장관 운동성이 감소하고 소화물의 장내 이동 속도가 느려지면서 변비 발생 위험이 증가된다(McCallum et al., 2009). 변비가 발생하면 복부 팽만과 장 폐색을 유발할 뿐만 아니라, 분만이 지연되거나 사산율이 증가 할 수 있으며, 이는 모돈의 건강과 생산성에도 부정적인 영향을 미칠 수 있다(Oliviero et al., 2010;Pearodwong et al., 2016). 이전 연구에 따르면, 임신모돈 사료 내 5% 탈수 알팔파 분말 첨가는 분변의 부드러움이 증가되고 변비가 완화되었다고 보고하였다(Baker et al., 1974). 또한, Krogh et al. (2015)은 임신모돈의 사료에 적절한 양의 알팔파 분말을 보충하면 분변의 연화가 개선 된다고 보고하였다. 분변지수의 평균값에는 통계적으로 유의한 차이가 없었으나(ANOVA, p>0.05), 각 점수별 분포를 비교한 카이제곱 검정 결과에서는 유의한 차이가 확인되었다(χ² = 27.267, p<0.001). 이 결과를 통해 펠렛형 알팔파 급여가 심한 변비 발생률(0점)을 감소시키고 정상적인 분변 상태(2~3점)의 빈도를 증가 시킴으로써, 분변 상태를 개선하였음을 보여주었다. 그러므로, 본 연구 결과는 국내에서 생산된 알팔파 역시 임신모돈의 변비 완화에 긍정적인 영향을 미칠 가능성이 있음을 시사한다. 그러나 본 연구는 적은 개체수의 한계점이 있으며, 결과의 신뢰성을 향상시키기 위해서는 반복수를 증가시켜 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

    5. 분 마이크로바이옴

    국내산 펠렛 및 분말 형태의 알팔파 첨가 급여가 임신모돈의 분 마이크로바이옴에 미치는 영향을 비교한 결과는 Table 5와 Fig. 2에 제시하였다. 비록 처리구간 alpha-diversity는 유의적인 차이가 없었지만(p>0.05), ACE, Chao1 및 Shannon은 수치적으로 알팔파를 첨가시 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 펠렛 및 분말 형태의 알팔파 첨가는 beta diversity (PCoA) 결과, 명확한 군집(cluster)이 형성되었다(p<0.05). Ace, Chao1, Shannon 등은 특정 집단 내 OTU (Operational Taxonomic Units)의 분포도와 풍부도를 측정하는 데 사용된다(Choi et al., 2015). Chao1 및 ACE는 풍부도(richness)를 나타내며, Shannon 및 Simpson은 다양성(diversity)을 나타낸다. 우리의 연구결과와 유사하게, 이전 연구에서는 알팔파를 포함한 식이섬유 첨가시 미생물의 풍부도와 분포도가 향상되었다고 보고하였다(Xu et al., 2020;Gao et al., 2022). 이러한 결과는 임신하지 않은 개체를 대상으로 수행된 기존 연구 결과와도 일치한다(Tap et al., 2015). 본 연구에서 처리 구간 Taxonomy의 결과에서는 유의적인 차이가 없었다(p>0.05). 그러나 수치적으로 펠렛 형태의 알팔파를 급여한 모돈에서 Phylum level의 Firmicutes, Family level의 Lactobacillaceae와 Ruminococcaceae와 Genus level의 Clostridium_sensu_stricto_1, Lactobacillus와 Ruminococcaceae_UCG_002의 상대적 풍부도를 향상시켰고 반면에 Phylum level의 Proteobacteria와 Genus level의 Escherichia_Shigella의 상대적 풍부도를 낮추는 것으로 나타났다. 우리의 연구 결과는 이전의 결과와 동일했다(Li et al., 2019;Xu et al., 2020;Yu et al., 2020). 또한 이전 연구에서는 우리의 연구 결과와 유사하게 식이섬유의 첨가는 항염증성 박테리아(Clostridium_sensu_stricto_1)의 상대적 풍부도를 증가시켰다고 보고하였다(Liu et al., 2021). 종합적으로 볼 때, 국내산 알팔파는 임신 모돈의 장내 미생물 균형을 유지하고 유익균을 증가시키는 긍정적인 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 또한, 이전 연구에서 보고된 바와 같이 임신 후기와 수유기 동안 모돈이 장내 미생물 변화로 인해 인슐린 저항성을 경험할 가능성(Mosnier et al., 2010;Cheng et al., 2018)이 있는 만큼, 향후 연구를 통해 국내산 알팔파가 이러한 대사적 변화에도 긍정적인 영향을 미칠 수 있을지 검증할 필요가 있다.

    Ⅳ. 요약

    본 실험은 국내산 펠렛 및 분말 형태의 알팔파 첨가 급여가 임신 모돈의 체중, 체형변화, 번식성적, 분변 지수 및 분 마이크로바이옴에 미치는 영향을 확인하기 위해 수행되었다. 국내산 알팔파는 임신기간 과도한 체형변화와 포유기간 체중손실을 막았고 포유기간 자돈의 일당증체량도 향상시켰다. 또한 변비를 완화하고 미생물 중 유익균(Phylum의 Firmicutes, Familyl의 Lactobacillaceae와 Ruminococcaceae, Genusl의 Clostridium_sensu_stricto_1, Lactobacillus와 Ruminococcaceae_UCG_002)의 상대적 풍부도를 증가시켰고 유해균(Phylum의 Proteobacteria와 Genus의 Escherichia_Shigella)의 상대적 풍부도를 감소시켰다. 이를 통해 국내산 알팔파가 임신모돈 사료로서 활용 가능성이 있음을 시사한다. 다만, 본 연구는 표본 수에 일정한 제한이 있었으므로 결과 해석에 신중함이 필요하기 때문에, 더 많은 개체와 반복을 포함한 후속 연구를 통해신뢰성 높은 결과를 도출할 필요가 있을 것으로 판단된다.

    Ⅴ. 사사

    본 연구는 농촌진흥청 연구사업(연구과제명 : 국내산 열풍건초 제조 및 가축급여효과 구명, 과제번호 : PJ01739505)의 지원과 2024년도 농촌진흥청 국립축산과학원 전문연구원 과정 지원사업에 의해 수행되었다.

    Figure

    KGFS-45-2-89_F1.gif

    Effects of pelleted and mashed alfalfa supplementation on fecal score in sows during gestation. CON, basal diet; Pellet, basal diet with supplementing 10% pelleted alfalfa; Mash, basal diet with supplementing 10% mashed alfalfa. Fecal score, 0 (no feces) to 5 (liquid form with no solid shape).

    KGFS-45-2-89_F2.gif

    Effects of supplementation of pelleted and mashed alfalfa on beta-diversity in sows during gestation. CON, basal diet; Pellet, basal diet with supplementing 10% pelleted alfalfa; Mash, basal diet with supplementing 10% mashed alfalfa. Statistical differences were assessed using permutational multivariate ANOVA (PERMANOVA). *, p<0.05.

    Table

    The formula and chemical composition in gestating and lactation diets (As fed basis)

    ME, metabolizable energy; Lys, lysine; Met, methionine; Ca, calcium; P, phosphorus.
    1Supplied per kilogram of diet: 16,000 IU vitamin A, 3,000 IU vitamin D3, 40 IU vitamin E, 5.0 mg vitamin K3, 5.0 mg vitamin B1, 20 mg vitamin B2, 4 mg vitamin B6, 0.08 mg vitamin B12, 40 mg pantothenic acid, 75 mg niacin, 0.15 mg biotin, 0.65 mg folic acid, 45 mg Fe, 0.25 mg Co, 50 mg Cu, 15 mg Mn, 25 mg Zn, 0.35 mg I, 0.13 mg Se.

    Effects of pelleted and mashed alfalfa supplementation on body weight and body condition in sows during gestation

    CON, basal diet; Pellet, basal diet with supplementing 10% pelleted alfalfa; Mash, basal diet with supplementing 10% mashed alfalfa; SE, standard error.
    a-bMean values within a row without a common superscript differ significantly (p<0.05).

    Effects of pelleted and mashed alfalfa supplementation on litter performance and body condition in sows during gestation

    CON, basal diet; Pellet, basal diet with supplementing 10% pelleted alfalfa; Mash, basal diet with supplementing 10% mashed alfalfa; SEM, standard error.

    Effects of pelleted and mashed alfalfa supplementation on apparent total tract digestibility (ATTD) of nutrients in sows during gestation

    CON, basal diet; Pellet, basal diet with supplementing 10% pelleted alfalfa; Mash, basal diet with supplementing 10% mashed alfalfa; DM, dry matter; GE, gross energy; CP, crude protein; CF, crude fiber; NDF, neutral detergent fiber; ADF, acid detergent fiber; SE, standard error.
    a-bMean values within a row without a common superscript differ significantly (p<0.05).

    Effects of pelleted and mashed alfalfa supplementation on alpha diversity and relative frequency of bacterial communities in feces in sows during gestation

    CON, basal diet; Pellet, basal diet with supplementing 10% pelleted alfalfa; Mash, basal diet with supplementing 10% mashed alfalfa; SE, standard error.

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