蛋鸡肠道微生物菌群结构特征与产蛋水平关联性研究

发布时间：2017-08-17 05:13

  本文关键词：蛋鸡肠道微生物菌群结构特征与产蛋水平关联性研究

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【摘要】：肠道微生物作为共生菌影响宿主健康,其在促进宿主消化吸收、增强免疫和抵抗致病微生物方面发挥重要作用。产蛋水平是体现蛋鸡机体健康的重要指标。研究针对高峰期不同产蛋水平蛋鸡,检测其肠道微生物多样性特征,旨在探索肠道微生物菌群结构与蛋鸡产蛋水平之间的关联性。试验一 不同产蛋水平蛋鸡粪便菌群结构多样性研究应用16S rRNA基因V4~V5区高通量测序,分析高产期三个产蛋水平(高产/低产/极低产:6只/6只/3只)蛋鸡粪便样品中微生物的组成与菌群分布。结果显示,物种种类主要包括:厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria),但这4种优势菌门在各组样本中所占比例存在差异。在门水平上,厚壁菌门为优势菌群,在三组中所占比例高于70%;拟杆菌门属于第二大优势菌群(L组例外)。在属水平上,乳杆菌属是主要差异菌,高产组中乳杆菌属丰度(66.05%)是极低产组(20.93%)的3倍。PCoA检测显示不同产蛋水平蛋鸡肠道微生物多样性存在差异。KEGG分析功能性基因富集在膜转运通路、氨基酸代谢和碳水化合物代谢通路,且极低产组富集较多。以上结果表明微生物群落的差异可能是造成不同个体产蛋水平不同的重要原因之一。在低产水平下,肠道微生物的生长环境遭到破坏,肠道菌群为了适应环境表现出一定程度的代偿。试验二 粪菌移植对不同产蛋水平蛋鸡肠道菌群结构的影响对粪菌移植受者肠道微生态进行了研究,研究对象为190日龄海兰褐壳蛋鸡,共40只,根据产蛋水平分为高产组(96%)和低产组(30%~60%),每组包括自然恢复组(n=10),和粪菌移植组(n=10)。粪菌移植是将高产组粪菌移植给低产组,将低产组粪菌移植给高产组。为了建立肠道菌群失衡模型,连续饲喂3天抗生素进行扰乱肠道微生物。之后通过粪菌移植重建肠道菌群,持续3周。利用PCR-DGGE技术结合主成分分析(PCA)方法对粪菌移植前后蛋鸡的肠道菌群结构进行分析,旨在揭示粪菌移植前后肠道菌群结构的的变化和差异。结果显示:(1)高产自然恢复组中,恢复2周后优势条带较多,香浓指数升高。(2)高产粪菌移植组,DGGE优势条带由少逐渐增多;移植2周后香浓指数降低,直到第3周开始升高,其产蛋水平显著降低(P0.05)。(3)低产自然恢复组中,恢复2周后微生物多样性有所恢复(与给药前没有显著差异),第3周与抗生素期没有显著差异;(4)低产粪菌移植组中,与给药前相比,移植2周后DGGE优势条带较多;移植3周后香浓指数显著升高(P0.05)。以上结果表明:在短暂的抗生素处理后,对高产蛋鸡肠道微生物结构影响不显著,而低产蛋鸡肠道微生物丰度降低,之后丰度有所恢复,至21d肠道菌群还未完全恢复。高产蛋鸡粪菌对低产蛋鸡肠道菌群的重建有促进作用,并提高了产蛋水平。低产蛋鸡粪菌移植给高产鸡后,产蛋率明显降低(P0.05)。高产鸡肠道菌群维持了肠道内环境的稳态,低产蛋鸡存在肠道菌群失调。据此,我们推测蛋鸡肠道菌群构成与产蛋水平之间存在着关联性,这种关联性是通过肠道菌群及其代谢产物发挥作用。
【关键词】：蛋鸡 肠道微生物 16S rRNA 高通量测序 粪菌移植
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S831
【目录】：

• 致谢4-9
• 摘要9-11
• 1 文献综述11-19
• 1.1 家禽肠道微生物概况11
• 1.2 肠道菌群的建立及影响因素11-14
• 1.2.1 肠道菌群的演变过程11-12
• 1.2.1.1 育雏期11-12
• 1.2.1.2 育成期12
• 1.2.1.3 产蛋期12
• 1.2.2 影响肠道菌群演变的主要因素12-14
• 1.2.2.1 日龄12-13
• 1.2.2.2 环境及日粮13
• 1.2.2.3 抗生素13
• 1.2.2.4 益生菌13-14
• 1.2.2.5 病原微生物感染14
• 1.3 肠道微生物的生理功能14-16
• 1.3.1 生物屏障功能14-15
• 1.3.2 营养代谢功能及抑菌作用15
• 1.3.3 免疫功能15-16
• 1.3.4 促进生长发育功能16
• 1.4 肠道微生物的研究方法16-17
• 1.4.1 变性梯度凝胶电泳技术16-17
• 1.4.2 高通量测序技术17
• 1.5 粪菌移植17-19
• 2 引言19-21
• 3 不同产蛋水平蛋鸡粪便菌群结构多样性研究21-33
• 3.1 材料与方法21-23
• 3.1.1 试验材料21
• 3.1.1.1 样品采集与分组21
• 3.1.1.2 试验试剂与仪器21
• 3.1.2 试验方法21-23
• 3.1.2.1 粪便样品DNA提取21-22
• 3.1.2.2 16S rRNA基因V4~V5区的PCR扩增22-23
• 3.1.2.3 Illumina高通量测序23
• 3.1.3 生物信息学分析23
• 3.2 结果与分析23-30
• 3.2.1 粪便微生物基因组DNA的提取和PCR扩增23-24
• 3.2.2 Illumina测序24-30
• 3.2.2.1 测序基本数据分析24-26
• 3.2.2.2 丰度分布曲线26-27
• 3.2.2.3 多样性分析27-28
• 3.2.2.4 不同产蛋水平鸡肠道微生物群落组成比较分析28-29
• 3.2.2.5 不同产蛋水平鸡肠道微生物群落功能比较分析29-30
• 3.3 讨论30-33
• 4 粪菌移植对不同产蛋水平蛋鸡肠道菌群结构的影响33-47
• 4.1 材料与方法33-36
• 4.1.1 试验材料33-34
• 4.1.1.1 样品采集与分组33
• 4.1.1.2 试验试剂与仪器33-34
• 4.1.2 试验方法34-36
• 4.1.2.1 粪便悬液的制备34
• 4.1.2.2 动物分组及给药34
• 4.1.2.3 粪便样品DNA提取34
• 4.1.2.4 16S rRNA基因V4~V5区的PCR扩增34
• 4.1.2.5 变性梯度凝胶电泳PCR-DGGE34-36
• 4.1.3 数据处理与统计分析36
• 4.1.3.1 DGGE指纹图谱分析及相似性UPGMA聚类分析36
• 4.1.3.2 DGGE指纹图谱的PCA分析36
• 4.2 结果与分析36-44
• 4.2.1 高产组产蛋水平差异分析36-37
• 4.2.2 低产组产蛋水平差异分析37
• 4.2.3 高产、低产蛋鸡粪便菌群多样性分析37-44
• 4.2.3.1 高产自然恢复组37-39
• 4.2.3.2 高产粪菌移植组39-40
• 4.2.3.3 低产自然恢复组40-42
• 4.2.3.4 低产粪菌移植组42-43
• 4.2.3.5 不同时间点肠道菌群多样性指数分析43-44
• 4.3 讨论44-47
• 5 结论47-48
• 参考文献48-61
• ABSTRACT61-63

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本文编号：687258