丁酸梭菌对鲤生长、免疫及肠道微生态的影响

来源 :河南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zyh20070901
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鲤(Cyprinus carpio L.)属于杂食性底栖鱼类,其具有适应性强,耐寒、耐缺氧,且味甘、性平、无毒和养殖范围广等优点,为我国重要的经济养殖鱼类。但随着高密度养殖技术的飞速发展,养殖环境的恶化,水产疾病也呈现出爆发式增长,阻碍了水产养殖产业的健康发展。丁酸梭菌作为益生菌的一种,在人类及畜禽动物中已被证明具有提高动物生长性能、提升动物免疫力、治疗肠道炎症等功能,但其对于鱼类生长性能、免疫水平及肠道菌群结构的影响尚不完全清楚。基于此,本研究选择360尾健康的鲤(89.89±0.77 g)为研究对象,并随机分为3组,每组4个重复,每个重复30尾鱼,按照质量分数为0%(NC,空白对照),0.125%(LCB),0.5%(HCB)于基础饲料组中添加丁酸梭菌冻干粉制备饲料,养殖60天。实验结束后,分别进行酶活测定、组织HE染色、组织AB-PAS染色、组织电镜观察、实时荧光定量、气相色谱及肠道菌群16S rRNA测序等检测,以探讨丁酸梭菌对鲤生长性能、血清生化指标、肠道组织完整性、短链脂肪酸的含量以及肠道菌群丰度与多样性的影响,为丁酸梭菌在水产饲料中的应用提供理论支撑。结果如下:(1)丁酸梭菌对鲤生长性能、血清生化指标及酶活的影响与对照组相比,实验组增重率(WGR)、特定生长率(SGR)、饲料系数(FCR)、肥满度(CF)、脾脏体指数(SI)变化均不显著(P>0.05);血清碱性磷酸酶(ALP)、丙二醛(MDA)的活性无显著性差异(P>0.05);血清中总抗氧化酶(T-AOC)、过氧化氢酶(CAT)、溶菌酶(LZM)活性显著增高(P<0.05),但总蛋白(TP)、白蛋白(Alb)、球蛋白(GLB)、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)等差异均不显著(P>0.05)。(2)丁酸梭菌对鲤肠道免疫相关酶活性及组织形态的影响与NC组相比,HCB组中CAT、LZM活性显著性增高(P<0.05)。MDA随着丁酸梭菌的添加及浓度的增加降低,但差异不显著(P>0.05)。与对照组相比,实验组肠道绒毛高度提高、肌层厚度增加,但无显著性差异(P>0.05)。通过测定pH值发现随着丁酸梭菌的添加及浓度的增高,肠道pH呈现下降趋势,但差异不显著(P>0.05)。扫描电镜观察结果显示,与NC组相比,LCB组中肠道微绒毛损伤较为明显;HCB组中肠道微绒毛更为平滑。(3)丁酸梭菌对鲤头肾、肝脏、脾脏及肠组织免疫基因表达的影响鲤头肾组织中,与NC组相比,与NC组相比,HCB组中IL-1β表达水平显著降低(P<0.05),IL-10,GPx基因的mRNA表达水平显著升高(P<0.05);肝脏组织中,GPx、GST、TGF-β基因mRNA表达水平在各组之间差异不显著(P>0.05),但与NC组相比,HCB组中IL-1β表达水平降低但差异不显著(P>0.05),IL-10表达水平升高且差异不显著(P>0.05);脾脏组织中,与NC组相比,实验组中促炎因子IL-1β、TGF-β表达水平降低但差异不显著(P>0.05);肠道组织中,与NC组相比,HCB组中IL-10、TLR-2、MyD-88表达水平升高且差异显著(P<0.05),实验组中鲤肠道ZO-1、Occludin表达水平显著升高(P<0.05)。(4)丁酸梭菌对鲤肠道菌群及短链脂肪酸含量的影响饲料中添加丁酸梭菌提高了鲤肠道菌群的丰富及多样性。与NC组相比,门水平上,实验组中梭杆菌门(Fusobacteria)丰度显著下降(P<0.05),拟杆菌门(Bacteroidetes)丰度显著增加(P<0.05);属水平上,实验组中norank_f__Porphyromonadaceae、拟杆菌属(Bacteroides)丰度显著升高(P<0.05),鲸杆菌属(Cetobacterium)丰度显著下降(P<0.05)。添加丁酸梭菌促进了短链脂肪酸中丙酸、正丁酸的产生,但各组之间总短链脂肪酸含量没有显著性变化(P>0.05)。肠道中抑炎因子IL-10的表达水平与拟杆菌门(Bacteroidetes)、拟杆菌属(Bacteroides)、norank_f__Porphyromonadaceae的丰度呈正相关关系,梭杆菌门(Fusobacteria)、鲸杆菌属(Cetobacterium)与促炎因子IL-1β的表达水平呈负相关关系,表明丁酸梭菌可能通过调节肠道菌群结构来增强宿主免疫水平。综上所述,饲料中适宜浓度的丁酸梭菌可以改善鲤机体免疫力,调节肠道菌群结构,抑制有害菌增殖,促进有益菌的定植,增加短链脂肪酸的含量,增强肠道黏膜屏障功能。
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