腹泻仔猪粪便微生物结构和功能及SLA-DQA基因与粪便菌群的相关性

发布时间：2017-12-23 13:43

  本文关键词：腹泻仔猪粪便微生物结构和功能及SLA-DQA基因与粪便菌群的相关性　出处：《甘肃农业大学》2017年博士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 仔猪腹泻 粪便菌群 普氏菌属 16S rRNA基因 宏基因组 SLA-DQA基因

【摘要】：仔猪腹泻是影响养猪业经济效益的重要因素之一,对其有效防治是养猪工作者关注和研究的重点。诸多研究表明调控肠道微生物是一种高效治疗和控制肠道疾病的方法。基于肠道菌群对仔猪免疫系统发育的重要作用以及对疾病发生发展的影响,本研究以大白仔猪为研究对象,利用16S r RNA基因测序和宏基因组测序技术对健康仔猪粪便菌群随日龄的动态变化、不同周龄腹泻仔猪与健康仔猪粪便菌群结构和多样性的差异、新生腹泻仔猪粪便微生物的功能以及SLA-DQA基因多态性与仔猪粪便菌群组成的相关性进行了分析,主要研究结果如下:1.健康仔猪粪便菌群多样性和核心菌群随日龄和食物变更逐渐变化健康仔猪粪便菌群多样性在3周龄时显著降低(补饲教槽料后),而5周龄时(断奶后)又显著增加。乳酸杆菌属(Lactobacillus)和埃希氏杆菌属(Escherichia)为1周龄健康仔猪粪便菌群的核心菌属,拟杆菌属(Bacteroides)和梭菌属(Clostridium)为3周龄健康仔猪粪便菌群的核心菌属;普氏菌属(Prevotella,[Prevotella])、考拉杆菌属(Phascolarctobacterium)以及韦荣球菌科(Veillonellaceae)为5周龄健康仔猪的核心菌群。2.腹泻仔猪与健康仔猪粪便菌群结构存在明显差异1)1周龄腹泻仔猪与健康仔猪有6个门和15个属的相对丰度存在显著差异;3周龄腹泻仔猪与健康仔猪有3个门和20个属的相对丰度存在显著差异。与断奶前(1周龄和3周龄)健康仔猪相比,断奶前腹泻仔猪粪便菌群相对丰度变化主要表现为:在门水平,厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度显著减少(P0.05),梭杆菌门(Fusobacteria)相对丰度显著增加(P0.05);在属水平,断奶前腹泻仔猪粪便菌群普氏菌属(Prevotella,[Prevotella])、萨特氏菌属(Sutterella)和厌氧弧菌属(Anaerovibrio)相对丰度显著增加(P0.05),埃希氏杆菌属(Escherichia)、梭菌属(Clostridium)和瘤胃球菌属(Ruminococcus,[Ruminococcus])相对丰度显著减少(P0.05)。该结果表明普氏菌属(Prevotella,[Prevotella])增加,埃希氏杆菌属(Escherichia)和厚壁菌门(Firmicutes)的菌群减少与断奶前仔猪腹泻相关。2)5周龄腹泻仔猪与健康仔猪仅有1个门和6个属的相对丰度存在显著差异。与健康仔猪相比,5周龄腹泻仔猪粪便菌群螺旋体门(Spirochaetes)和拟杆菌属(Bacteroides)、梭菌属(Clostridium)、瘤胃球菌属(Ruminococcu,[Ruminococcus])、Bulleidia和密螺旋体属(Treponema)相对丰度显著减少(P0.05)。该结果表明参与固体饲料营养消化吸收的菌群减少与断奶后仔猪腹泻相关。3.30个细菌种的相对丰度在新生腹泻仔猪与健康仔猪间存在显著差异腹泻仔猪粪便菌群具核梭杆菌(Fusobacteria nucleatum)、炭疽梭杆菌(Fusobacteria necrophorum)和普氏菌(Prevotella spp.)相对丰度显著增加(P0.01),而大肠杆菌(E.coli)、埃氏拟杆菌(Bacteroides eggerthii)和厚壁菌门(Firmicutes)的成员如肠球菌(Enterococcus faecium和Enterococcus faecalis)、链球菌(Streptococcus spp.)、乳酸杆菌(Lactobacillus spp.)、梭菌(Clostridium spp.)和Blautia wexlerae相对丰度显著减少(P0.01)。4.新生腹泻仔猪与健康粪便微生物的功能存在显著的差异与新生健康仔猪相比,腹泻仔猪粪便微生物细菌核糖体基因相对丰度显著增加(P0.05),而维生素生物合成,单糖、氨基酸和多胺转运,糖特异性PTS和双因子调控系统等功能相关的基因相对丰度显著减少(P0.05)。该结果表明肠道菌群失调导致仔猪肠道营养代谢和抵抗病原能力减弱与新生仔猪腹泻相关。5.SLA-DQA基因多态性与新生仔猪粪便菌群的组成相关在SLA-DQA基因抗原肽结合槽发现了1个新的核苷酸变异位点(g.207CA),形成的等位基因DQA*03xa02与新生仔猪粪便菌群组成相关。8个与仔猪腹泻相关的细菌属的相对丰度在03xa02_presence组和03xa02_absence组存在显著差异(P0.05)。普氏菌属(Prevotella,[Prevotella])、考拉杆菌属(Phascolarctobacterium)、厌氧弧菌属(Anaerovibrio)、肠球菌属(Enterococcus)和弯曲杆菌(Campylobacter)在03xa02_absence组的相对丰度显著高于在03xa02_presence组,埃希氏菌属(Escherichia)和萨特氏菌属(Sutterella)在03xa02_absence组的相对丰度显著高于在03xa02_presence组;在03xa02_absence组中,埃希氏杆菌属(Escherichia)的丰度变化与炎性疾病相关的致病菌呈负相关。表明缺失等位基因DQA*03xa02的仔猪肠道菌群中保护性大肠杆菌减少,潜在致病菌增加。综上所述,腹泻仔猪肠道微生物菌群中普氏菌属(Prevotella,[Prevotella])增加,大肠杆菌(E.coli)和厚壁菌门(Firmicutes)的大多成员减少,这些菌群丰度变化与仔猪肠道能量代谢失衡和免疫能力减弱密切相关。SLA-DQA基因多态性影响仔猪肠道菌群组成,可能与仔猪腹泻相关联。本研究结果为仔猪肠道微生态平衡的调控和仔猪腹泻的微生态防治研究提供了重要的参考。
【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S858.28
，

本文编号：1324139