0~56日龄成都麻羊羔羊肠道微生物的定植与变化规律

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:SOMNUS1
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胃肠道微生物的定植是幼龄哺乳动物肠道发育的重要组成部分,而成功定植的“有益”肠道微生物参与到各类营养物质的消化与吸收,从而影响肠道正常的生理功能。本研究共采集了7个日龄组的(第0、7、14、21、28、42和56日龄)成都麻羊羔羊(n=11)肠道和母羊(n=9)身体不同部位的微生物样本。利用16S r RNA基因测序探究羔羊肠道微生物群落的来源、定植及其发育变化规律。主要结果如下:本研究把母羊(羔羊母亲)乳汁、粪便、产道和口腔共4个部位的微生物作为羔羊肠道微生物的潜在来源。结果表明,产道和母乳微生物对羔羊肠道微生物的平均贡献度分别为40.81%、17.12%;此外,随着羔羊日龄的增长,母乳和产道微生物对羔羊肠道微生物的贡献度总体上呈下降趋势(母乳:21%~9.10%、产道:58.15%~17.78%);而母体粪便微生物的贡献度在羔羊第28~56日龄有明显增高的趋势(1.05%~21.02%)。另外,未知来源微生物的比例随羔羊生长呈现逐渐升高的趋势(12.58%~51.18%)。Alpha多样性分析表明,羔羊肠道菌群的均匀性(Shannon:3.52~6.94)和丰富度(Chao1:157~591)随着年龄增长总体呈现显著性增加的趋势。基于unweighted Unifrac的PCo A分析结果表明,依据第一、二主坐标(32.28%和16.60%的总变异),将不同日龄的羔羊肠道菌群主要聚成两大簇:羔羊第0、7、14和21日龄;第28、42和56日龄。另外,基于多样性分析及前人的研究报道,我们将本研究羔羊划分为3个阶段:新生羔羊(Newborn):第0日龄;非反刍阶段(Non-rumination):第7~21日龄;过渡阶段(Transition):第28~56日龄。在0~56日龄羔羊肠道中,共鉴定到21个细菌门。优势细菌门主要包括厚壁菌门(Firmicutes,49.90%)、拟杆菌门(Bacteroidetes,27.73%)和变形菌门(Proteobacteria,19.76%)。而优势菌属为拟杆菌门中的拟杆菌属(Bacteroides,16.9%)和副拟杆菌属(Parabacteroides,4.4%),厚壁菌门中的乳酸菌属(Lactobacillus,4.95%)、Ruminococcaceae UCG-005(4.01%)、丁酸梭菌属(Butyricicoccus,3.93%)和Ruminococcaceae UCG-014(2.53%),以及变形菌门中的大肠杆菌志贺氏菌属(Escherichia-Shigella,13.27%)和脱硫弧菌属(Desulfovibrio,2.05%)等。基于LEf Se分析(LDA值>3,P<0.05),在3个不同发育阶段的羔羊肠道中共鉴定到49个微生物标志物。其中,在新生羔羊(第0日龄)肠道中共鉴定到肠杆菌科(Enterobacteriaceae)和大肠杆菌志贺氏菌属(Escherichia-Shigella)等9个微生物标志物。在非反刍阶段(第7~21日龄),有8个微生物标志物属于厚壁菌门(Lactobacillaceae、Lactobacillus和Butyricicoccus),有7个属于厚壁菌门(Bacteroidaceae、Bacteroides和Alistipes)。在过渡阶段(第28~56日龄),除了厚壁菌门和它的13个成员外,也包括拟杆菌门中的普雷沃属科(Prevotellaceae)和Muribaculaceae,以及拟杆菌门中的Succinivibrionaceae和Succinivibrio。对山羊肠道中的49个微生物标志物和挥发性脂肪酸(VFAs)进行Spearman相关性分析,有33个微生物标志物和VFAs呈显著相关(P<0.05)。羔羊肠道中乙酸相对含量主要与拟杆菌门及拟杆菌属等11个微生物标志物呈现显著负相关(ρ<-0.17)。丙酸相对含量与拟杆菌门及其分类下的拟杆菌目、理研菌科、Muribaculaceae和另枝菌属(Alistipes)等呈现显著正相关(ρ>0.17),而与厚壁菌门及其分类下的梭菌目、柠檬杆菌属(Citrobacter)呈现显著负相关(ρ<-0.16)。丁酸相对含量与厚壁菌门及其分类下乳酸菌属之间呈现显著正相关(ρ>0.12),而与普雷沃氏菌科和理研菌科呈现显著负相关(ρ<-0.08)。异丁酸相对含量与12个微生物标志物与表现出显著正相关(ρ>0.17)。第56日龄羔羊及母羊瘤胃中的优势菌主要包括拟杆菌门(Bacteroidetes,47.90%和52.44%)和厚壁菌门(Firmicutes,47.03%和42.14%)。在属水平上,羔羊和母羊瘤胃中优势菌主要包括普雷沃氏菌属(Prevotella)、Rikenellaceae RC9 gut group、Christensenellaceae R-7 group、Ruminococcaceae NK4A214 group,其相对丰度分别为20.00%和24.21%、9.73%和12.19%、6.49%和4.83%、5.01%和4.06%。此外,对VFAs分析结果表明,除丁酸和戊酸外,56日龄羔羊和母羊瘤胃的总VFAs浓度和其它VFAs相对含量均无显著性差异(P<0.05)。综上所述,母羊产道和母乳微生物是羔羊肠道微生物的主要来源;不同日龄羔羊肠道微生物菌群结构可能是由不同生长阶段的饮食和肠道生理阶段决定;虽然第56日龄羔羊瘤胃与母羊瘤胃微生物群落结构存在一定差异,但是优势菌群的组成比较相似。
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