抗生素对肉鸡脂肪沉积的影响及其机理研究

发布时间：2020-04-24 09:11

【摘要】：本研究旨在探讨抗生素对肉鸡脂肪沉积的影响及其作用机理。共分为以下四部分进行研究。1.抗生素对肉鸡生长性能和脂肪沉积的影响试验选取1日龄雄性AA肉鸡320羽,随机分为4组,每组4个重复,每个重复20羽。对照组(CK)饲喂基础日粮,试验组分别在基础日粮的基础上添加10mg/Kg的硫酸粘杆菌素(CS组),5mg/Kg的恩拉霉素(EN组),25mg/kg的金霉素(CH组),饲养42d。在试验第21和42d进行屠宰试验,测定生长性能、脂肪沉积指标、血液生化指标、血浆激素水平和肝脏脂肪酶活力。结果显示:日粮添加恩拉霉素、金霉素和硫酸粘杆菌素均显著提高21、42d肉鸡的平均日增重、腹脂率、皮脂率、皮下脂肪厚度,显著提高42d肝脏脂肪含量(p0.05);显著提高21、42d肉鸡血清中TC、TG含量,显著提高42d LDL-C含量,降低HDL-C含量(p0.05);显著提高21、42d血浆中INS含量、降低LEP含量(p0.05);显著提高21、42d肉鸡肝脏中FAS活性,显著提高42d ME酶活性,降低LPL酶活性(p0.05)。以上结果表明:日粮添加恩拉霉素、金霉素和硫酸粘杆菌素均能够促进肉鸡脂肪沉积,并影响脂肪代谢相关的生化指标、激素水平及肝脏脂肪酶活力。2.基于16S rDNA高通量测序技术研究抗生素对肉鸡盲肠微生物的影响试验选取第1、7、14、21、42d肉鸡盲肠内容物样品进行16S rDNA高通量测序并分析。测序结果显示:厚壁菌门、变形菌门、拟杆菌门和柔膜菌门是肉鸡盲肠的核心菌群;日粮添加恩拉霉素、金霉素和硫酸粘杆菌素明显降低7、14d肉鸡盲肠微生物的多样性,增加42d肉鸡盲肠微生物的多样性;显著降低肉鸡生长前期盲肠中厚壁菌门/变形菌门、梭菌纲/丙型变形菌纲和梭菌目/肠杆菌目的相对丰度比例(p0.05),显著提高肉鸡生长后期盲肠中厚壁菌门/拟杆菌门、梭菌纲/拟杆菌纲和梭菌目/拟杆菌目相对丰度比例(p0.05)。结果表明:恩拉霉素、金霉素和硫酸粘杆菌素可能通过改变肉鸡盲肠微生物多样性和菌群结构影响宿主脂肪沉积。3.抗生素饲喂下肉鸡盲肠内容物的代谢组学分析试验选取第42d肉鸡盲肠内容物样品进行代谢组测定并分析。结果显示:与CK组比较,各组筛选出的差异代谢物数分别为:EN组29种,CH组24种,CS组15种。各组中的氨基酸、胆汁酸次级代谢产物,多糖含量明显下降,短链脂肪酸、单糖含量明显升高。其中丙酸、乙酸、去氧胆酸和脯氨酸为EN、CH、CS组共有差异代谢物,且代谢物变化趋势一致。结果表明:日粮添加恩拉霉素、金霉素、硫酸粘杆菌素均显著影响肉鸡的糖代谢、氨基酸代谢、胆汁酸代谢和脂类代谢等,丙酸、乙酸、去氧胆酸和脯氨酸可能是抗生素影响肉鸡脂肪沉积的潜在生物标记物。4.抗生素调控肉鸡脂肪代谢的转录组学研究试验选取第42d肉鸡肝脏样品进行转录组测序并分析。结果显示:与CK组转录谱对比后,EN组筛选出852个差异表达基因,其中579个上调,273个下调;CH组筛选出1100个差异表达基因,其中878个上调,222个下调;CS组筛选542个差异表达基因,其中421个上调,121个下调。这些差异基因中许多与能量平衡、脂肪代谢和胆汁酸代谢相关。通过GO功能富集分析发现,EN组差异表达基因主要富集于细胞循环和磷酸生物合成,CH组差异表达基因主要富集于细胞循环和调节细胞分化,CS组差异表达基因主要富集于小分子过程和氧化磷酸化等生物学途径。KEGG Pathway富集分析发现EN、CH和CS组差异表达基因显著富集于PPAR信号通路,EN组有4个,其中SCD-1、ACBP、PPAR-β表达量上调,LPL表达量下调。CH组有5个,其中SCD-1、ACBP、PPAR-β表达量上调,LPL和ACC表达量下调。CS组有5个,其中SCD-1、FABP1、PPAR-β表达量上调,LPL和ACC表达量下调。结果表明:恩拉霉素、金霉素、硫酸粘杆菌素主要通过PPAR信号通路来调节脂肪沉积相关基因的表达,其中SCD-1、PPAR-β和LPL可作为影响脂肪沉积的靶标基因。综上所述,在调控脂肪沉积方面,恩拉霉素、金霉素、硫酸粘杆菌素可能存在着共同的作用机理;厚壁菌门和拟杆菌门细菌是影响脂肪沉积的主要微生物;丙酸、乙酸、去氧胆酸和脯氨酸是调控脂肪沉积的潜在生物标记物;SCD-1、PPAR-β和LPL通过PPAR信号通路调控脂肪沉积。
【图文】：

代谢组学,核磁共振波谱法

图 1.1 代谢组学研究流程图[76]Fig.1.1 The flow chart of metabonomics research常用的代谢组学检测平台有：核磁共振波谱法（NMR）（GC-MS）、液相色谱-质谱串联法（LC-MS）。通常根择合适的代谢组分析平台。共振波谱法（NMR）：核磁共振波谱法是利用高磁场中原光谱鉴定化合物结构的分析技术[77]。NMR 技术主要适用、胆碱、酚酸类等小分子代谢物。NMR 技术的主要优点，无需物理和化学上的前处理；对样本的结构和性质无损性；对化合物定性，，对有机物定量具有良好的客观性和大批量样本。主要缺点：检测的化学位移有限，易出现0-6mol/L)，选择性差。色谱-质谱串联法（GC-MS）：GC-MS 是一种先利用气相定差的混合物，然后再使用电子轰击质谱检测洗脱化合物S 技术主要适用于易挥发、分子量小代谢产物。GC-MS 技

序列,聚类,样品,情况

745 52,996 51,008 81.29 98.73 97.55 52.59CH42-3 61,252 51,658 50,445 82.36 98.74 97.51 53.28CS42-1 68,066 57,183 56,173 82.53 98.74 97.53 53.15CS42-2 66,547 56,762 54,368 81.70 98.73 97.54 53.09CS42-3 63,458 54,906 52,544 82.80 98.74 97.58 53.442.2.2 OTUs 聚类和物种注释将肉鸡盲肠内容物样品全部的 Effective Tags 以 97%的一致性聚类成 OTUs，选取 OTUs 代表序列进行物种注释。样品 OTUs 聚类和注释情况统计如图 2.1 所示（取 3 个重复平均值），可用于构建 OTUs 且获得注释信息的 Taxon Tags 平均数为 52853，各组肉鸡盲肠微生物 OTUs 数在 450-700 之间波动，平均 OTUs数为 564。选取各处理组不同时间样品中的 OTU 代表序列，通过与核糖体 16S rRNA数据库进行比对，对物种信息进行注释。CK、EN、CH 和 CS 组不同时间的物种注释详细情况见图 2.2、2.3、2.4 和 2.5。
【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S831.5

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