驴胃肠道组织形态、酶活及微生物区系研究

发布时间：2020-05-29 01:31

【摘要】：本研究以3~4岁成年关中驴为研究对象,旨在研究其胃肠道形态结构、消化酶活性、微生物菌群多样性及其盲肠液体外发酵性能。以期为驴的营养调控及饲料配制提供理论依据。试验总共包括三部分内容:试验一驴胃肠道形态结构及功能研究。选用4头体重基本一致(平均体重为192.85±8.87 kg)的成年关中驴,屠宰后按解剖学特征快速分离胃、十二指肠、空肠、回肠、盲肠、结肠和直肠。分别测定重量、相对重(%活体重及%总胃肠重量)、内容物重量和内容物相对重(%活体重及%总胃肠内容物重),观察组织形态,测定消化酶活性及VFA含量。结果表明:(1)胃肠道形态结构:驴盲肠重量、相对重、内容物重及内容物相对重均显著高于胃及其余各肠段(P0.05),十二指肠相对重显著低于空肠和回肠(P0.05),结肠内容物及内容物相对重均显著高于直肠(P0.05);驴胃肠道组织形态中,空肠绒毛高度显著低于十二指肠、回肠(P0.05),各部位绒毛宽度无显著性差异(P0.05),隐窝深度为空肠、回肠显著低于十二指肠(P0.05),绒毛高度/隐窝深度(V/C)值为回肠显著高于十二指肠和空肠(P0.05),回肠黏膜厚度显著高于其他各肠段(P0.05),结肠、直肠黏膜厚度显著低于其他各部位(P0.05),黏膜肌层厚度则是胃显著高于各肠段(P0.05)。(2)胃肠道消化酶活性:回肠胰蛋白酶显著低于十二指肠、空肠(P0.05),十二指肠糜蛋白酶显著高于空肠、回肠(P0.05),空肠淀粉酶显著高于十二指肠(P0.05),空肠脂肪酶显著高于胃(P0.05);驴大肠各段各纤维素降解酶活性均为盲肠最高,且显著高于结肠、直肠(P0.05),且结肠木聚糖酶和羧甲基纤维素酶显著高于直肠(P0.05)。(3)发酵参数:除结肠外,驴肠道内容物pH随肠道后沿呈逐渐增高趋势,差异不显著(P0.05),但肠道各段显著高于胃(P0.05);乙酸、丙酸、丁酸及总挥发性脂肪酸(TVFA)均为结肠最高,且大肠各段显著高于胃及小肠各段(P0.05)。可见驴对日粮中蛋白质的消化主要在小肠前段完成,淀粉和脂肪的消化主要以空肠为主,回肠对养分的吸收能力可能高于胃、十二指肠及空肠;纤维素等碳水化合物的酵解主要在盲肠与结肠中进行。试验二驴胃肠道微生物组成及多样性研究。采用Illumina MiSeq高通量测序技术检测驴胃肠道各部位内容物中微生物区系。试验结果为:共获得1152881条有效序列,平均每个样品所得有效序列数为42699条,平均长度为419 bp。共获得927个OTUs。所有样品共注释了16个门,29个纲,47个目、95个科和233个属。在门水平下,驴胃肠道细菌来自15个菌门,其中厚壁菌门(Firmicutes)为胃肠道各段的第一优势菌门,变形菌(Proteobacteria)是胃和小肠各段的第二大优势菌门,而大肠各段的第二大优势菌群为拟杆菌门(Bacteroidetes);结肠、直肠菌群丰度指数ACE和Chao1显著高于胃及其余各肠段(P0.05),菌群多样性指数Simpson和Shannon在胃和小肠各段间均无显著性差异(P0.05),大肠各段Simpson指数显著低于胃和小肠各段(P0.05),而大肠各段Shannon指数显著高于胃和小肠各段(P0.05),即大肠微生物多样性及丰度高于胃和小肠;经PCoA和UPGMA分析发现驴胃肠道细菌可聚类为两大簇,胃和小肠为一簇,大肠为一簇。驴胃肠道微生物在二级功能分类水平上共获得了39个KEGG功能簇,其中占主导作用的功能有碳水化合物代谢、Global and overview maps、氨基酸代谢、膜运输、能量代谢等与代谢及调节相关基因。试验三驴盲肠液体外发酵性能研究。本试验旨在研究燕麦干草与苜蓿不同比例组合对驴盲肠液体外发酵的影响,为肉驴养殖中粗饲料的科学利用提供理论依据。将燕麦干草和苜蓿按干物质比为80:20、60:40、40:60和20:80分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组,通过体外产气法与人工体外持续发酵装置培养2、4、8、12和24 h,发酵终止后测定发酵参数和饲草养分降解率,通过24 h时发酵参数的加权估算值计算饲草组合效应值。结果表明:(1)燕麦干草与苜蓿不同比例组合影响了其养分降解率。随着苜蓿比例的增加,干物质(DM)和酸性洗涤纤维(ADF)降解率增大,Ⅳ组显著高于Ⅰ组(P0.05),各组中性洗涤纤维(NDF)降解率差异不显著(P0.05)。(2)发酵液pH随苜蓿比例的增加逐渐升高,Ⅳ组显著高于Ⅰ组(P0.05);各时间点产气量(GP)均为Ⅱ组显著高于其余3组(P0.05),且24 h时Ⅳ组显著高于Ⅰ和Ⅲ组(P0.05);从发酵12 h开始,Ⅲ、Ⅳ组氨态氮(NH_3-N)浓度显著高于Ⅰ、Ⅱ组(P0.05);24 h时Ⅱ组微生物蛋白(MCP)浓度显著高于Ⅲ组(P0.05),与Ⅰ、Ⅳ组无显著差异(P0.05);燕麦与苜蓿不同比例组合对挥发性脂肪酸(VFA)有显著影响,24 h时Ⅰ和Ⅳ组丙酸浓度显著高于Ⅱ和Ⅲ组(P0.05),而Ⅰ、Ⅱ组TVFA含量显著高于Ⅲ、Ⅳ组(P0.05)。(3)发酵24 h后Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ组均产生正组合效应,且Ⅳ组效应值最大,而Ⅲ组产生负组合效应。综上所述:燕麦干草与苜蓿按20:80组合时DM、NDF和ADF降解率高于其他比例组合,且多项组合效应值更高,即燕麦干草与苜蓿以20:80组合时驴盲肠体外发酵效果最佳。
【图文】：

甘肃农业大学 2019 届硕士学位论文由 OTU 花瓣图可知（图 2-1），各部位所共有 OTU 数为，其中胃和盲肠组各有 2 个特有 OTUs，空肠组有 1 个特有生物存在差异。

化道各部位微生物存在差异。图 2-1 驴胃肠道细菌 OTU 花瓣图Fig2-1 Gastrointestinal bacteria OTU petal diagram
【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S822.5

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