复合益生菌对肉鸡肠道结构、微生物组成和应激引起的脂肪肝的缓解作用研究

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在家禽集约化养殖模式下,动物不可避免地会受到各种环境因素的影响,包括饲养密度高、噪音、冷热应激等。益生菌作为添加剂在人类和动物健康方面已显示出积极的生物学效应。实际上,由于其具有改善肠道微生态系统、促进肉鸡肠道健康而改善生长性能等有益作用而被广泛应用于饲料、农业、医药保健和食品等领域。然而,益生菌对于肉鸡高温应激和脂肪肝综合征的保护作用的相关报道较少,特别是在肉鸡生长早期添加益生菌显示的效用。本研究分为三部分:第一部分在肉鸡生长早期添加益生菌,探讨益生菌对肉鸡肠道细菌早期定植和肠上皮发育的影响;第二部分探讨添加益生菌对高温应激下肉鸡肠道健康的保护作用;第三部分用连续注射皮质酮(Corticosterone,CORT)方法建立肉鸡脂肪肝疾病模型,探讨早期添加益生菌对肉鸡脂肪肝保护作用。1、益生菌对肉鸡盲肠微生物区系及生长性能的影响试验选用144只1日龄健康青脚麻鸡,随机分为3组,分别为对照组(Control,CON),低剂量(50mg/只/天)益生菌组(Low-dose Probiotic,LP)和高剂量(100 mg/只/天)益生菌组(High-dose Probiotic,HP),每组6个重复,每个重复8只鸡,从1日龄开始在饮水中添加益生菌,连续添加2周,此后按此饲养标准统一饲养至35日龄。试验期间记录采食量和体重,14日龄时屠宰采样,采集肠道组织检测其形态结构及紧密连接相关基因表达,16S rRNA测序分析盲肠内容物微生物组成。研究结果显示,与CON组相比,HP组肉鸡在35日龄时体重显著增加(P<0.05),1-7日龄间平均日采食量和料重比显著下降(P<0.05)。添加益生菌显著降低肉仔鸡小肠上皮隐窝深度,增加绒毛高度及绒毛高度与隐窝深度的比值。与CON组相比,HP组回肠黏膜闭锁小带蛋白 1(Zonulaoccludens-1,ZO1)和闭合蛋白(Occludin,OCLN)mRNA 表达显著上调(P<0.05),盲肠黏膜中ZO-1和紧密连接蛋白1(Claudin 1,CLDN1)mRNA表达水平显著升高(P<0.05);LP组盲肠黏膜中黏蛋白2(Mucin2,MUC2)mRNA表达显著上调(P<0.05)。与LP组相比,HP组十二指肠、回肠和盲肠黏膜上皮ZO-1表达水平显著上调(P<0.05)。16S rRNA高通量测序结果表明,与CON组相比,LP组盲肠中Sellimonas和Intestinimonas属的丰度显著增加(P<0.05),HP组Akkermansiaceae科的丰度显著增加(P<0.01)。以上结果表明,早期饲喂复合益生菌可促进肉仔鸡小肠上皮组织中紧密连接相关基因的表达、绒毛的生长和发育;促进肠道中某些有益菌的定植,从而潜在地提高肉鸡的生长性能。2、益生菌对于高温应激下肉鸡肠道健康的保护作用夏季高温应激对肉鸡养殖造成了严重的影响,有研究报道维生素C对缓解肉鸡热应激损伤具有积极作用。本章旨在比较研究维生素C和益生菌添加对高温热应激下肉鸡肠道损伤的缓解作用。本试验选用120只24日龄健康三黄肉鸡,随机分为3组,分别为对照组(CON),益生菌组(PB)和维生素C组(VC),每组8个重复,每个重复5只鸡。益生菌和维生素C均为饮水添加,益生菌添加剂量为100mg/只/天,维生素C添加剂量为200 μg/g。试验期从2019年7月16日至8月4日。试验期间每天分三个点(室内东、西和中心)测定鸡舍内温度,每日于8:00、12:00和17:00记录鸡舍内温度,计算每天平均温度。于45日龄时屠宰采样,收集血液和十二指肠样品进行分析。试验结果显示,与CON组相比,PB组肉鸡在41日龄时体重显著增加(P<0.05),24~39日龄PB和VC组肉鸡平均日采食量显著增加(P<0.05),39~45日龄VC组料重比显著下降(P<0.05),24-40日龄PB组肉鸡相对生长速度显著增加(P<0.05)。十二指肠HE切片结果表明,PB和VC组肉鸡十二指肠绒毛高度/隐窝深度比值极显著高于对照组(P<0.01)。Real-time PCR结果显示,与CON组相比,PB和VC处理均显著降低了十二指肠黏膜热休克蛋白70(Heat shock protein 70,HSP70)的基因表达(P<0.05);PB组肉鸡十二指肠黏膜钙黏附蛋白1(Cadherin 1,CDH1)基因表达水平显著上调(P<0.05),且有增加MUC2和连接黏附分子(Junctional adhesionmolecule,JAM)基因表达的趋势(0.05<P<0.1);VC组肉鸡十二指肠黏膜MUC2基因表达显著上调(P<0.05)。蛋白检测结果表明,与CON组相比,PB组肉鸡十二指肠黏膜ZO1和OCLN蛋白表达显著上调(P<0.05),VC组肉鸡十二指肠OCLN蛋白表达显著提高(P<0.01)。以上结果表明,益生菌和维生素C可在一定程度上缓解肉鸡高温应激,其机制可能通过促进肠道发育和增强肠道黏膜屏障来实现。3、早期添加益生菌对肉鸡脂肪肝的保护作用研究本试验选用96只1日龄健康青脚麻鸡,随机分为2组,分别为对照组(CON)和益生菌组(PB)。益生菌通过饮水添加,剂量为100 mg/只/天,连续饲喂两周。28日龄时,从CON组挑选16只体重相近的健康肉鸡,将其分为对照组(CON)和皮质酮组(CORT),从PB组挑选16只体重相近的健康肉鸡,将其分为益生菌组(PB)、益生菌和皮质酮共同处理组(PB&CORT)。CORT组和PB&CORT组进行皮质酮处理建立脂肪肝疾病模型,按照4 mg/kg体重对肉鸡进行颈部皮下注射,连续注射7天,CON和PB组注射等量的15%的无水乙醇溶剂。36日龄时宰杀采样,采集血浆、肝脏组织和盲肠内容物等样品。结果显示,CORT处理显著降低肉鸡体重(P<0.01),而PB处理显著升高肉鸡体重(P<0.05)。CORT处理能显著增加肉鸡肝脏重和肝脏指数(P<0.01)以及血浆和肝脏中甘油三酯(Triglyceride,TG)的含量(P<0.01),PB处理则有降低肝脏TG含量的趋势(P=0.055),且与CORT组相比,CORT&PB组肉鸡肝脏TG含量显著下降(P<0.05)。肝脏组织HE染色和油红染色切片显示,CORT处理极显著增加了肝脏脂肪变性评分(P<0.01),而PB处理有降低肝脏HE染色脂肪变性评分的趋势(0.05<P<0.1),且显著降低了肝脏油红染色脂肪变性评分(P<0.05)。Real-time PCR结果显示CORT处理极显著升高了肉鸡肝脏中乙酰辅酶A羧化酶(Acetyl-CoA carboxylase,ACC)和固醇类调控元件结合蛋白 1(Sterolregulatory element-bindingprotein1,SREBP1)的基因表达水平(P<0.01),而PB处理极显著降低了其表达(P<0.01),且CORT与PB之间有明显的互作效应(P<0.05)。蛋白表达结果表明CORT处理显著升高了肝脏中脂肪酸合酶(Fattyacidsynthase,FASN)和ACC的蛋白表达(P<0.01),且PB与CORT之间对于ACC蛋白表达有明显的互作效应(P<0.05)。对肝脏ACC酶活含量检测结果表明,CORT处理极显著升高了肝脏ACC酶活的水平(P<0.01),且PB与CORT共同处理对肝脏ACC酶活有互作趋势(P=0.073)。对肝脏中ACC基因启动子区甲基化水平的检测结果表明,与CORT组相比,CORT&PB组ACC基因启动子区甲基化水平有升高的趋势(P=0.071)。16S rRNA高通量测序结果表明,与CON组相比,CORT组的群落丰富度和多样性指数降低但差异不显著(P>0.05);而与CORT组相比,CORT&PB组的群落丰度和多样性升高但差异不显著(P>0.05)。Beta多样性分析结果表明,与CON组相比,PB组Beta多样性显著升高(P<0.05)。在属水平上,与CORT组相比,CORT&PB组的和Intestinimonas的丰度显著增加(P<0.05)。以上结果表明:连续CORT注射引起肉鸡严重的脂肪肝疾病,而早期添加益生菌可通过抑制肝脏脂肪合成途径和增加肉鸡肠道菌群的多样性以及增加有益菌的定植来有效缓解肉鸡脂肪肝的发生。
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