金华猪肠道微生物结构解析及其与脂肪沉积的关联分析

发布时间：2020-04-21 06:57

【摘要】：动物机体的脂肪沉积对于维持机体健康、提高肉品质具有重要意义。本论文旨在研究脂肪型金华猪的肠道菌群结构及其与脂肪沉积的作用关系,包括3个试验。试验一:旨在研究金华猪肠道微生物多样性及其核心菌群与品系、养殖场和断奶日龄的关系。试验共收集了饲喂同一饲料的不同品系、养殖场和断奶日龄的金华猪粪便样本105份,均为105日龄的粪便,包括6个组别。组别A、D、E和F饲养于同一养殖场,B、C分别饲养于另外两个养殖场。组别A、B和C为同一品系(指定品系Ⅰ),均在45 ± 1 d断奶;组别D、E和F组为另一品系(指定品系ⅡⅡ),分别在45、35和20 d断奶。通过16SrRNA基因高通量测序分析粪样中菌群结构,气相色谱法测定粪样中短链脂肪酸(SCFAs)浓度。结果表明:厚壁菌门和拟杆菌门为金华猪肠道微生物优势菌门;乳酸杆菌、链球菌、梭菌、SMB53和双歧杆菌为优势菌属。金华猪粪样中的15个优势菌属构成核心菌群,分别包括益生菌:乳酸杆菌属、双歧杆菌属;短链脂肪酸产生菌:梭菌属、普氏菌属、类杆菌属、粪球菌属、罗氏菌属、瘤胃球菌属、布劳特氏菌属和Butyricicoccus。综合考虑品系、养殖场和断奶日龄对金华猪粪便菌群结构的影响,发现品系与断奶日龄对菌群结构的作用较养殖场更为显著,乳酸杆菌属、梭菌属、普氏菌属、类杆菌属、罗氏菌属、瘤胃球菌属、布劳特氏菌属和Butyricicoccus等核心菌属的相对丰度在不同品系与不同断奶日龄组别间差异显著(P0.05)。而不同养殖场之间仅颤螺菌属这一核心菌属以及巨球型菌属、Parabacteroides和棒状杆菌属等非核心菌属相对丰度差异显著(P0.05)。此外,品系和断奶日龄对金华猪粪样中SCFAs浓度和pH的影响较养殖场更为显著。试验二,以金华猪为试验对象,以瘦肉型的长白猪作为对比模型,比较两种不同体脂表型猪的体脂沉积特征以及整个肠段的菌群结构差异。分别选取10头饲养于相同环境中的240日龄金华猪和长白猪,测定背膘厚、背最长肌肌内脂肪含量等体脂表型,血清脂质代谢相关生化指标,以及肠道、肝脏和腹部脂肪组织中与脂肪生成和沉积相关基因的表达;并利用16SrRNA基因测序分析不同肠段的菌群结构。结果发现,同日龄的金华猪体重显著低于长白猪(P0.05),而背膘厚、背最长肌肌内脂肪含量以及血清甘油三酯的浓度均高于长白猪(P0.05);金华猪肝脏细胞中甘油三酯含量、腹部脂肪细胞大小,以及肝脏和腹部脂肪组织中脂蛋白脂酶(LPL)活性、脂肪合成相关基因的表达量均显著高于长白猪(P0.05),而肝脏和腹部脂肪组织以及回肠和盲肠中禁食诱导脂肪因子(FIAF)基因表达量显著低于长白猪(P0.05)。与长白猪相比,金华猪的十二指肠、空肠和盲肠的菌群多样性较高(P0.05);两个品种猪在空肠和回肠段菌群结构差异最大。菌群功能预测显示,金华猪肠道菌群中脂肪酸合成能力较强,部分地解释了金华猪高脂肪表型的原因。试验三:为进一步阐明金华猪的体脂沉积和肠道微生物的作用关系,分别选择1头240日龄的金华猪和长白猪母猪的新鲜粪便,制作菌悬液灌胃到抗生素处理的小鼠中,分析菌群移植受体小鼠的菌群结构和脂肪代谢表型。结果发现,金华猪和长白猪粪便供体的菌群结构存在差异,金华猪粪便中梭菌属和密螺旋体属相对丰度较高,而长白猪中乳酸杆菌属和大肠杆菌属较高。不同粪便菌群移植受体小鼠的肠道菌群结构也存在显著差异,金华猪粪便微生物受体小鼠(JM)盲肠中厚壁菌门的相对丰度高于长白猪粪便微生物受体小鼠(LM)(P0.05);疣微菌门丰度则相反(P0.05)。在属类水平上,JM组乳酸杆菌和Parabacteroides相对丰度较高(P0.05),而LM组,Akkermansia相对丰度显著较高(P0.05)。JM组肝脏中甘油三酯含量和LPL活性显著高于LM组(P0.05)。此外,JM组肝脏和腹部脂肪合成相关基因的表达量均显著高于LM组,而腹部脂肪和肠道中FIAF的表达量显著低于LM组(P0.05)。试验提示,通过猪粪便菌群移植于小鼠,可以在一定程度上传递猪的脂肪沉积代谢表型。整个研究结果表明,金华猪肠道中存在15个优势菌属组成的核心菌群,在饲喂相同的饲料条件下,相对丰度主要受品系和断奶日龄的影响;与瘦肉型的长白猪肠道菌群结构存在显著差异。同时,金华猪肠道菌群与脂肪沉积代谢相关基因的表达呈正相关,反映了其与机体脂肪沉积存在一定的关联性。
【图文】：

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博士学位论文浙江省２０多个县市和省外地区。按照头型可分为“寿字头”型和“鼠头”头有皱纹，而后者皱纹浅或者额头光滑，且四肢较前者长。金华猪以肉６￣７千克，，以此为原料制作的金华火腿，因其色泽艳丽、口感鲜美而畅销１９１５年就曾分别获得德国莱比锡万国博览会金奖和巴拿马国际商品博览猪的特征逡逑具有性成熟早、耐粗词、抗病力强、繁殖率高以及肉质好、脂肪含量丰富方面，早在１９８２年，许梓荣教授就研究指出，当饲粮中粗纤维含量上升长速度最快，而长白猪生长速度随着粗纤维的上升呈现降低趋势。此外，、饲料利用率和生产性能低等特点，而国外优良的瘦肉型品种则具有生长性能高的特征。Ｗｕ等（２０１３）的研究表明，金华宭体重显著低于同日龄的

背最长肌,金华猪,油红,长白猪

中国农业大学博士学位论文逦绪论逡逑的香味，因此其含量是评价肌肉品质的重要因素之一。金华猪肌内脂肪含量高（图１－２；邋Ｗｕ等，逡逑２０１３），具有较深的肌肉颜色和较高的大理石评分和肉色评分，肉品质优良，ＰＳＥ肉发生率较瘦逡逑肉型猪低（Ｇｕｏ等，２０１１）邋？逡逑’、１丨＂１＂１．丨逡逑＿邋＿邋＿邋＿逡逑ｔ．ｍｉｄｒｕｃｅ逡逑］＇？邋１邋ｋ逡逑—ＩＨＨｆ—邋？邋—、邋邋１逡逑ｄ３０逦ｄ６０逦ｄ９０逦ｄｌ２０逦ｄ！５０逡逑Ｂ逡逑ｆｉｒ＂邋＊邋ｉｐ邋：逡逑丨丨邋Ｉ邋ｉ邋Ｉ邋ｔ邋ｌｌ邋＝逡逑ｄ．１０逦ｄ６０逦ｄ？０逦ｄｌ２？逦ｄ！３０逡逑图１－２同日龄金华猪和长白猪的肌内脂肪含量．（Ａ）油红Ｏ染色显示两品种猪的背最长肌肌内脂肪；（Ｂ）背最长肌肌逡逑内脂肪含置比较（Ｗｕ等，２０１３〉逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－２邋Ｔｈｅ邋Ｊｉｎｈｕａ邋ｂｒｅｅｄ邋ｈａｓ邋ａ邋ｈｉｇｈｅｒ邋ＩＭＦ邋ｃｏｎｔｅｎｔ邋ｉｎ邋ｌｏｎｇｉｓｓｉｍｕｓ邋ｄｏｒｓｉ邋ｍｕｓｃｌｅｓ邋ｔｈａｎ邋ｔｈｅ邋Ｌａｎｄｒａｃｅ邋ｂｒｅｅｄ．邋（Ａ）逡逑Ｏｉｌ邋Ｒｅｄ邋Ｏ邋ｓｔａｉｎｉｎｇ邋ｏｆｌｏｎｇｉｓｓｉｍｕｓ邋ｄｏｒｓｉ邋ｍｕｓｃｌｅｓ邋ｉｎ邋Ｊｉｎｈｕａ邋ａｎｄ邋Ｌａｎｄｒａｃｅ邋ｐｉｇｓ，邋ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ；邋（Ｂ）邋Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ邋ｏｆ逡逑ＩＭＦ邋ｃｏｎｔｅｎｔｓ邋ｉｎ邋Ｊｉｎｈｕａ邋ａｎｄ邋Ｌａｎｄｒａｃｅ邋ｐｉｇｓ邋ａｔ邋ｔｈｅ邋ａｇｅ邋ｏｆ邋ｄ３０
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S828

【参考文献】