日粮色氨酸促进抗菌肽表达对肠道微生物区系的调控和ETEC的预防作用

发布时间：2020-05-31 20:43

【摘要】：本试验旨在研究日粮不同色氨酸水平促进抗菌肽表达对断奶仔猪肠道微生物区系的调控作用,同时研究色氨酸对肠毒素性大肠杆菌(Enterotoxigenic Escherichia coli,ETEC)的预防作用。研究内容分为以下两个板块:内容一:将20头日龄为28±2 d、平均体重为5.42±1.52 kg且健康的荣昌三元((长白×大白)×荣昌猪)断奶仔猪按照完全随机处理分为4组(每组10头):0.14%组(低水平色氨酸)、0.21%组(正常色氨酸组)、0.28%组(高水平色氨酸)和0.35%组(超高水平色氨酸)。预试期5 d,正式期28 d。正式期第29 d,屠宰5头采集肠道组织和食糜样本。通过检测肠道形态结构、肠道蛋白水平和抗菌肽基因表达量以及结肠微生物区系结构指标,探究日粮色氨酸水平对断奶仔猪肠道微生物区系的调控作用。结果表明:1)改善断奶仔猪肠道发育。提高日粮色氨酸水平显著增加空肠杯状细胞数量(P0.05)和回肠绒毛高度、隐窝深度、绒毛高度与隐窝深度比值(P0.05),有提高空肠绒毛高度(P=0.055)和回肠淋巴细胞数量的趋势(P=0.064)。2)提高肠道蛋白水平和抗菌肽表达。提高日粮色氨酸水平,显著增加断奶仔猪空肠、回肠AKT、mTOR和β-defensin 2蛋白水平(P0.05)和空肠、回肠PBD-2、ANG-1、ANG-4和Fabp-2基因mRNA相对表达量(P0.05)。3)提高肠道微生物多样性和改善肠道菌群结构。(1)Alpha多样性分析表明结肠内容物中微生物区系多样性增加。(2)在门水平上,变形菌门、厚壁菌门、拟杆菌门为断奶仔猪结肠内容物中主要优势菌群,还包括疣微菌门、螺旋体菌门和广域古菌门。提高日粮色氨酸水平,厚壁菌门、螺旋体菌门、广域古菌门相对丰度降低,拟杆菌门、疣微菌门相对丰度增加,变形菌门相对丰度先增后减。(3)在纲水平上,菌群主要由梭状芽孢杆菌纲、拟杆菌纲和变形菌纲微生物组成。提高日粮色氨酸水平,拟杆菌纲微生物相对丰度增加,β-变形菌纲、梭状芽孢杆菌纲、螺旋菌纲和甲烷菌纲微生物相对丰度降低。(4)在科、属水平上,乳酸菌属、毛螺菌属、普雷沃氏菌属、瘤胃球菌属、Blautia和厌氧弧菌属相对丰度增加;肠杆菌科、甲烷杆菌科、琥珀酸弧菌属、光岗菌属、Bulleidia、帕拉普氏菌属和脱硫弧菌属相对丰度降低。内容二:将40只28日龄平均体重为68.41±0.29 g雌性SD大鼠随机分为4组(每组10只)。正式试验随机选取两组大鼠为攻毒组,灌胃1.0×10~8 CFU/mL的ETEC菌液攻毒,其它两组为不攻毒组。随机从攻毒组和不攻毒组挑选一组灌胃抑制剂(0.1 mL/d),其它两组灌胃生理盐水(0.1 mL/d)。具体分组为:对照组(CON)、色氨酸缺乏组+ETEC攻毒(E+I)、ETEC攻毒组(E)和色氨酸缺乏组(I)。预试期3 d,正试期23 d,正式期第24 d全部屠宰,采集器官、肠道组织和粪便样品。通过检测肠道形态结构、蛋白水平和抗菌肽基因表达量、细胞因子水平、粪便中ETEC数量以及盲肠微生物区系结构指标,探究色氨酸对ETEC损伤SD大鼠肠道的预防作用。结果表明:1)色氨酸缺乏和攻毒降低SD大鼠生长性能。色氨酸缺乏显著降低大鼠末重、平均日增重(P0.05)。攻毒显著降低大鼠末重、平均日增重和平均日采食量(P0.05)。2)色氨酸缺乏和攻毒导致肠道发育受阻。色氨酸缺乏显著降低大鼠空肠绒毛高度、淋巴细胞数量、绒毛高度与隐窝深度比值和显著降低回肠绒毛高度、淋巴细胞数量、绒毛高度与隐窝深度比值(P0.05),显著增加空肠隐窝深度(P0.05)。攻毒显著增加空肠隐窝深度、杯状细胞数量(P0.05),显著降低空肠淋巴细胞数量、绒毛高度、隐窝深度比值和显著降低回肠绒毛高度、隐窝深度和淋巴细胞数量(P0.05)。3)色氨酸缺乏和攻毒引起肠道促炎性细胞因子浓度上调和抗炎性细胞因子浓度下调。色氨酸缺乏显著增加空肠、回肠IL-6的浓度(P0.05),有增加TNF-α浓度(P=0.059)和降低TGF-β浓度(P=0.056)的趋势。攻毒显著增加空肠IL-6和回肠IL-6、IL-8、TNF-α的浓度(P0.05),有降低TGF-β浓度(P=0.059)的趋势。4)色氨酸缺乏和攻毒降低β-defensin 2蛋白水平和增加TLR-4受体蛋白水平。色氨酸缺乏显著降低空肠mTOR、β-defensin2、AKT蛋白水平和显著增加空肠TLR-4蛋白水平(P0.05),显著降低回肠mTOR、β-defensin 2蛋白水平(P0.05)。攻毒显著降低空肠mTOR、β-defensin 2、AKT蛋白水平和显著增加空肠TLR-4蛋白水平(P0.05),显著降低回肠β-defensin 2、AKT蛋白水平(P0.05)。5)色氨酸缺乏和攻毒降低抗菌肽基因的表达量。色氨酸缺乏显著降低空肠、回肠Defa-5、BD-2基因mRNA相对表达量(P0.05)和显著增加空肠、回肠ACE-2基因mRNA相对表达量(P0.05)。攻毒显著增加空肠、回肠Defa-5、IDO基因mRNA相对表达量(P0.05)。6)色氨酸缺乏和攻毒降低盲肠微生物多样性。DGGE结果发现色氨酸缺乏、攻毒盲肠微生物条带浓度降低和数量减少,主要影响拟杆菌门微生物多样性。7)攻毒增加肠道中ETEC数量。ETEC攻毒后0~6 d,大鼠粪便中ETEC数量多且恒定,7~18 d,粪便中ETEC数量减少且渐渐趋近于未攻毒组。综上所述,色氨酸有利于促进肠道黏膜发育和修复,提高肠道蛋白水平和肠道抗菌肽表达,改善肠道微生物区系结构。在改善肠道微生物区系结构和预防病原菌入侵以及维护肠道健康方面起到了积极地作用。
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S828.5

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本文编号：2690431