论文部分内容阅读
在鸡生产中,如何促进鸡生长性能来提高养鸡生产效益至关重要。肠道微生物与宿主和谐共存,在宿主营养代谢、免疫和生长发育中发挥重要调节作用。脂肪代谢在维持动物机体健康、促进动物机体生长性能中发挥重要作用。肠道微生物可通过影响宿主脂肪代谢相关基因的表达,调节宿主脂肪代谢,从而影响动物机体生长性能。然而,目前有关于鸡不同肠段内容物中微生物与脂肪代谢相关性的研究还鲜有报道。因此,本试验采用高通量测序技术,分析高低体重鸡不同肠道内容物细菌16S r RNA V4区基因序列,运用免疫组织化学染色、荧光定量PCR及Western Blot技术验证脂肪代谢相关基因的表达,并进行关联分析,从而探讨肠道微生物通过调节脂肪代谢影响鸡生长性能的机理。主要的研究内容和结果如下:1.生长性能相关指标检测结果高低体重鸡体重存在极显著差异(P<0.01),高体重鸡胸肌指数显著大于低体重鸡(P<0.05),腿肌指数极显著大于低体重鸡(P<0.01),胸肌和腿肌肌纤维横截面积显著大于低体重鸡(P<0.05)。研究结果提示,高低体重鸡生长性能存在显著差异。2.脂肪代谢相关指标检测结果2.1血液生化指标检测结果分别对高低体重鸡血清中甘油三酯(triglyceride,TG)、总胆固醇(total cholesterol,TC)、高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)的浓度进行检测。高体重鸡HDL-C浓度显著高于低体重鸡(P<0.05),LDL-C浓度显著低于低体重鸡(P<0.05),TG和TC浓度在高低体重鸡血清中差异不显著。研究结果提示,高低体重鸡脂肪代谢存在显著差异。2.2腹脂形态结构特点对腹脂组织进行冰冻切片,HE染色结果显示,脂肪细胞呈空泡状,高体重鸡脂肪细胞数量显著多于低体重鸡(P<0.05),脂肪细胞的平均直径极显著小于低体重鸡(P<0.01)。研究结果提示,低体重鸡腹部沉积了更多的脂肪。2.3肝脏中脂肪分布特点高体重鸡肝脏指数显著小于低体重鸡(P<0.05)。HE染色结果显示,高体重鸡肝脏中空泡状脂肪含量更多。研究结果提示,高体重鸡肝脏中沉积了更多的脂肪。2.4脂肪代谢相关基因表达规律采用Q-PCR技术检测了脂肪合成、脂肪转运、脂肪分解和脂肪细胞分化相关基因在肝脏、腹脂、胸肌和腿肌中的表达变化,采用免疫组织化学染色技术检测了磷酸化腺苷酸活化蛋白激酶(phospho-adenosine monophosphate activated protein kinase,P-AMPK)在肝脏、胸肌和腿肌中的分布及蛋白表达水平,同时采用Western Blot技术检测了腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine monophosphate activated protein kinase,AMPK)和P-AMPK在肝脏、胸肌和腿肌中的蛋白表达水平。结果显示,高体重鸡肝脏中脂肪合成相关基因脂肪酸去饱和酶1(recombinant fatty acid desaturase1,FADS1)、细胞色素P 450 2C45(cytochrome P450 2C45,CYP2C45)、长链脂酰Co A合成酶1(Acyl-Co A synthetase long chain family member 1,ACSL1)、脂肪转运相关基因载脂蛋白AI(apolipoprotein AI,Apo AI)、脂肪分解相关基因过氧化物酶体增殖剂激活受体α(peroxisome proliferators-activated receptorα,PPARα)、肉毒碱棕榈酰转移酶1(carnitine palmitoyltransferase I,CPT-1)和禁食诱导脂肪因子(fasting-induced adipose factor,fiaf)的表达量显著高于低体重鸡(P<0.05);高体重鸡腹脂中脂肪细胞分化相关基因胆固醇调节元件结合蛋白1(sterol regulatory element-binding protein 1,SREBP1)和脂联素(adiponetin)的表达量显著低于低体重鸡(P<0.05);高体重鸡胸肌中脂肪转运相关基因脂肪细胞脂肪酸结合蛋白(adipocyte fatty acid binding protein,A-FABP)的表达量极显著低于低体重鸡(P<0.01),胸肌和腿肌中脂肪分解相关基因CPT-1的表达量显著高于低体重鸡(P<0.05);P-AMPK主要分布在肝脏中肝细胞胞质和胞核,胸肌和腿肌结缔组织中,高体重鸡肝脏、胸肌和腿肌中P-AMPK的蛋白表达量显著高于低体重鸡(P<0.05)。研究结果提示,高低体重鸡脂肪代谢相关基因的表达存在显著差异。3.肠道微生物组成谱多样性检测结果通过16S r RNA高通量测序分析高低体重鸡十二指肠、空肠、回肠和盲肠内容物中微生物群落的多样性和结构组成。结果显示:高低体重鸡四个肠段中,盲肠拥有更多样化和更丰富的微生物菌群;厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)是小肠的优势菌门,乳杆菌属(Lactobacillus)是小肠的优势菌属,厚壁菌门、拟杆菌门(Bacteroidetes)和变形菌门是盲肠的优势菌门,拟杆菌属(Bacteroides)是盲肠的优势菌属;高低体重鸡十二指肠、回肠和盲肠内容物微生物群落结构具有显著差异;高体重鸡十二指肠内容物中厚壁菌门与拟杆菌门的比值极显著低于低体重鸡(P<0.01),盲肠内容物中厚壁菌门与拟杆菌门的比值显著低于低体重鸡(P<0.05);线性判别分析效应大小(linear discriminant analysis effect size,LEf Se)分析显示,高体重鸡盲肠内容物中细杆菌属(Microbacterium)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)的相对丰度显著高于低体重鸡,斯拉克(Slackia)的相对丰度显著低于低体重鸡;通过重建未观察状态对群落进行系统发育研究预测菌群代谢功能(phylogenetic investigation of communities by reconstruction of unobserved states,PICRUSt)分析显示,高低体重鸡盲肠内容物中脂肪代谢相关通路Adipocytokine signaling pathway和PPAR signaling pathway存在显著差异。研究结果提示,高低体重鸡盲肠内容物中微生物结构和组成具有显著差异,与脂肪代谢密切相关。4.肠道微生物与生长性能的相关性分析为了探讨盲肠内容物中微生物与生长性能的相关性,进行斯皮尔曼相关性分析。结果显示,Sphingomonas与体重、胸肌重、胸肌肌纤维面积、腿肌重和腿肌肌纤维面积呈显著正相关;Microbacterium与体重、胸肌重、胸肌肌纤维面积和腿肌肌纤维面积显著正相关;Slackia与体重、胸肌重、胸肌肌纤维面积、腿肌重和腿肌肌纤维面积呈显著负相关。结果表明,Sphingomonas和Microbacterium可能是肠道微生物中的有益菌,有利于促进动物机体的生长发育,Slackia可能是肠道微生物中的有害菌,不利于动物机体的生长发育。5.肠道微生物与脂肪代谢的相关性分析为了探讨肠道微生物是否通过调节脂肪代谢影响鸡生长性能,将盲肠内容物中微生物与脂肪代谢相关指标进行斯皮尔曼相关性分析。结果显示:Sphingomonas与血清中HDL-C浓度,肝脏中CPT-1和胸肌中CPT-1、P-AMPK的表达呈显著正相关;Microbacterium与肝脏中CPT-1、P-AMPK,胸肌中CPT-1、P-AMPK和腿肌中CPT-1、P-AMPK的表达呈显著正相关;Slackia与血清中TC、HDL-C浓度,肝脏中P-AMPK,胸肌中CPT-1、P-AMPK和腿肌中P-AMPK的表达呈显著负相关。结果表明,Sphingomonas和Microbacterium与组织中脂肪酸的氧化分解呈正相关,产生能量促进动物机体的生长发育,Slackia与动物机体脂肪的沉积呈正相关,不利于宿主的生长发育。综合以上研究结果表明:盲肠内容物中Sphingomonas、Microbacterium和Slackia可通过调节脂肪代谢相关基因的表达调控肝脏、腹脂、胸肌和腿肌中脂肪代谢规律,从而影响鸡生长性能。