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肠杆菌肽-罗伊氏菌素复合物、罗伊氏乳杆菌对肉鸡生长性能、盲肠菌群和代谢组的影响

时间:2023-04-07 浏览:827次
详细说明

本研究测试了肠杆菌肽-罗伊氏菌素复合物、罗伊氏乳杆菌对肉鸡的生长性能、盲肠微生物群落组成和代谢物的影响。结果表明0.08 μmol/L肠杆菌肽联合5 mmol/L罗伊氏菌素(10RJ)可促进肠道有益菌的增值并改变肠道代谢组,这种无抗组合显著改善肉鸡生长性能,达到了抗生素类似效果,适合作为抗生素生长促进剂的替代品。

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1、前言

肠道微生物群落具有促进免疫健康,改善饲料消化和养分吸收,改善食品性动物生长性能的重要作用。抗生素在动物生产中的持续使用导致了病原体的耐药性。因此,科学家们正在不断地寻找抗生素的天然替代品。抗菌肽是一种蛋白质类分子,通过在细胞膜上形成气孔或抑制细胞壁的合成,产生抑菌或杀菌活性。肠杆菌肽对包括大肠杆菌和沙门氏菌在内的几种革兰氏阴性病原菌具有杀菌作用。其独特的套索结构使其对热变性和应激性胃肠道疾病具有很强的抵抗力。由于这些特点,肠杆菌肽已被研究作为肉鸡生产中常规抗生素生长促进剂的替代品。益生菌的优势特征包括在胃肠道中存活和定植,以及分泌蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶。罗伊氏乳杆菌在适宜的培养条件下,能将甘油转化为罗伊氏菌素,这是一种对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌有很强抑制作用的水溶性抑制剂,在较宽的pH范围内不受水解酶的影响。目前还没有研究罗伊氏菌素和肠杆菌肽联合应用对肉鸡生长的影响。联合使用可能会降低每种抗菌化合物的有效使用浓度,而且不易出现耐药性。在我们之前的研究中,与单独使用它们相比,低浓度的罗伊氏菌素和肠杆菌肽(RJ)组合已经被证明在减少鸡身体上的肠沙门氏菌数量方面具有协同作用。

2、材料和方法

2.1 试验动物与试验设计

选用1日龄科宝肉鸡(公鸡2176只),随机分为8个处理组。每个处理由8个重复组成,每个重复34只鸡,饲养35d。试验期间动物自由采食。温度和照明按照行业建议进行控制。每小时记录一次温度和水分含量。

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(注:0.08 μmol/L肠杆菌肽=0.168μg/L肠杆菌肽,即每吨水添加肠杆菌肽168克)

2.2 试验测定指标

每栏记录每个生长阶段的采食量和饲料转化率。分别在第0、7、10、22、35天测量体重和平均日增重。死亡率每天都有记录。盲肠代谢组分析、盲肠微生物DNA的提取与分析(详情见原文)。

3、结果

3.1 生长性能

试验处理对肉鸡的体重、采食量、平均日增重、饲料转化率和死亡率的影响如表1所示。与阴性对照组(NC组)相比,阳性对照组(PC组)和10RJ组的采食量、体重和平均日增重显著提高(P<0.05)。除E6Lr组外,NC组的病死率与其他组无显著差异(P>0.05)。由于1RJ、5RJ和罗伊氏乳杆菌处理组与NC组无显著差异,且无正向促生长作用,因此进一步的研究比较分析集中在10RJ处理组。

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3.2 盲肠内容物的微生物组成

PCoA图中,圆圈表示样品的聚集和分散程度,圈与圈之间越接近表明物种组成越相似。PCoA表明,阴性对照组与阳性对照组、10RJ组组成不同。

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shannon值(香农指数)越大表示微生物多样性越高。香农指数在不同处理之间没有显著的统计差异,这表物种丰富度可能是差异的驱动因素。

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在门水平鉴定出的前5个门分别是厚壁菌门(Firmicutes),拟杆菌门(Bacteroidetes),软壁菌门(Tenericutes),变形菌门(Proteobacteria),放线菌门(Actinobacteria)。相比NC组,PC组和10RJ组的厚壁菌门、拟杆菌门升高,变形菌门降低。

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在科水平,理研菌科(Rikenellaceae)在阴性对照组中最多,瘤胃球菌科(Ruminococcaceae)和毛螺菌科(Lachnospiraceae)在PC和10RJ组最多。

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在OTU水平,盲肠共有2970个物种水平的OTU。阳性对照组和10RJ组均减少了OTU 2-Alistipes(P<0.05)。Alistipes是拟杆菌门的一个亚属,而拟杆菌门通常与人类慢性肠道炎症有关,10RJ处理可以降低盲肠被此类病原体污染的风险,从而有助于保持良好的屠体质量。

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在属水平用网络分析研究了菌群间连通性。乳杆菌和拟杆菌丰度较高,连通性强,并与其他多个菌有相互作用。

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众所周知,肠道微生物组成了一个与宿主具有共生关系的复杂生态系统,在免疫系统中发挥着重要作用。肠道菌群组成的变化影响宿主的代谢。

3.3 盲肠内容物中的微生物代谢物

抗生素组和10RJ组对微生物代谢物的影响不同。在10RJ组,乙酸、丙酸和丁酸等短链脂肪酸(SCFA)含量都比阴性对照组高,而抗生素组所有短链脂肪酸的浓度都低于阴性对照组。短链脂肪酸是肠道微生物碳水化合物代谢的主要产物,是微生物活性的指标。10RJ处理创造了一个对宿主友好的肠道环境(A)。偏最小二乘回归图(PLS-DA)不同颜色表示不同组别,距离越远表明组间差异越大。图中可以看出抗生素和10RJ改变了肉鸡肠道微生物代谢组。而与抗生素相比,10RJ可被视为对家禽肠道健康和整体性能更有利(B)。

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4、结论

0.08 μmol/L肠杆菌肽联合5 mmol/L罗伊氏菌素(10RJ)可促进肠道有益菌的增值并改变肠道代谢组,这种无抗组合显著改善肉鸡生长性能,达到了抗生素类似效果,适合作为抗生素生长促进剂的替代品。


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