复合维生素B对生长期山羊消化道微生物组成及生长性能的影响研究

来源 :南京农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xuyixinsiboy
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随着人们生活水平的提高,对动物产品品质的要求也逐渐上升。在集约化养殖情况下,常在动物日粮中添加一些饲料添加剂以提高动物的生产性能和产品品质。B族维生素是水溶性维生素,包括维生素B1、B2、B6、B12等多种维生素,在机体内彼此协同,共同调节机体的代谢活动,是促进动物生长发育所必需的营养物质。早期的研究资料显示,反刍动物瘤胃中的微生物可合成B族维生素,因此在饲养过程中不需要额外添加。但近年来的研究表明,幼龄反刍动物因瘤胃发育不全,瘤胃微生物区系尚不成熟,合成维生素B的能力受限,因此在日粮中补充一定量的B族维生素可以更好地满足其代谢和快速生长的需求。然而,此方面的研究资料甚少,有关维生素B在日粮中的适宜添加剂量及对反刍动物生长性能的影响研究较少。本研究以生长期山羊为动物模型,通过日粮添加不同剂量的复合维生素B,探究其在生长期山羊日粮中的适宜添加量及对生长性能的影响,并从消化道微生物区系和骨骼肌生长发育的角度探索维生素B影响山羊生长的机理。1复合维生素B对山羊生长性能的影响及其适宜添加量试验一,选取24只3-4月龄(16.78±1.52 kg)的波杂雌山羊作为试验动物,随机分为4组,每组6只,试验开始前预饲两周,精饲料和粗饲料的比例为40:60。在基础日粮中分别添加0mg/kg复合维生素B(对照组,C),低剂量复合维生素B 组(含1.2mg/kg 维生素 B1、2.4mg/kg 维生素 B2、2.4mg/kg 维生素 B3、2.4mg/kg维生素B5、1.2 mg/kg维生素B6、8μg/kg维生素B12)(低剂量组,L),中剂量复合维生素B组(各维生素B添加剂量为低剂量组的5倍)(中剂量组,M),高剂量复合维生素B组(各维生素B添加剂量为低剂量组的10倍)(高剂量组,H)。正式试验期为56d,在整个试验期间所有动物自由采食、饮水,每日于8:00和16:00时饲喂。试验结束后采集粪便和颈静脉血液进行生理生化指标和16S rRNA高通量测序分析。试验结果表明:与C组相比,复合维生素B处理56d后,H组山羊的增重显著增加(P<0.05),而料重比显著降低(P<0.05),但L和M组山羊体重无显著变化。血浆生化指标结果显示,H组血液生化指标中总蛋白(TP)和球蛋白(GLOB)含量与C组相比显著降低(P<0.05),但L和M组无显著变化(P>0.05)。采用液相色谱HPLC法检测了血浆中VB1和VB2的浓度,结果显示H组山羊血浆中的VB1和VB2含量相比C组有所升高,但未达显著性差异(P>0.05)。采用ELISA方法检测血浆中总的维生素B的浓度,结果显示H和M组山羊血浆中总维生素B的浓度显著高于对照组(P<0.05)。应用16S rRNA高通量测序法对粪便中微生物组成进行检测,结果表明厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为山羊粪便中的优势菌门,H组α-多样性物种相对丰度和ACE指数均显著低于C组(P<0.05),但C和M组的α多样性分析无显著差异(P>0.05)。普雷沃氏菌(Prevotella copri)和多形拟杆菌(Bacteroides thetaiotaomicron)等有益菌在H组均显著高于C组(P<0.05),M组则无显著变化(P>0.05),而M和H组瘤胃球菌(Ruminococcusbromii)和大肠杆菌(Escherichiacoli)的相对丰度均显著低于C组(P<0.05)。以上结果表明,日粮中补充复合维生素B可提高波杂山羊的生长性能,高剂量组复合维生素B效果较好,其促进山羊生长性能可能与肠道中普雷沃氏菌和多型拟杆菌等有益菌的丰度增加而有害菌丰度的减少有关。2高剂量复合维生素B对山羊生长性能和肌肉生长的影响试验二,试验选取10只3~4月龄(16.78±1.52kg)的波杂雌山羊作为试验动物,随机分为对照组(CON)和试验组(VB),每组5只山羊。VB组维生素B添加剂量为试验一中H组添加量,试验期为77d。试验结果显示,与CON组相比,饲喂70d时体重显著升高(P<0.05)。血浆生化指标显示,与CON相比,饲喂VB显著降低了第28d时山羊血浆内总蛋白(TP)和球蛋白(GLOB)的含量(P<0.05)。对组织中VB含量的检测发现,与对照组相比,血浆和瘤胃上皮中VB含量显著升高(P<0.05),瘤胃液中VB含量有升高趋势但差异不显著(0.05<P<0.1)。背最长肌HE染色结果显示,VB组肌纤维横截面积相比CON组有升高的趋势(0.05<P<0.1)。实时荧光定量PCR法检测背最长肌生肌相关因子和AMPK/m-TOR信号通路相关基因的表达,结果表明饲喂复合维生素B显著下调Myf5基因的表达(P<0.05),IGF1、AMPK、P-AMPK和S6K1基因表达显著下调(P<0.05),PAX7的基因表达量显著升高(P<0.05);FOXO信号通路相关基因的检测结果显示,与CON组相比,VB组山羊背最长肌中FoxO1基因和蛋白表达显著下调(P<0.05),同时FoxO3和FoxO4基因的表达极显著下调(P<0.01);泛素蛋白酶体系统相关基因的检测结果发现,与CON组相比,VB组背最长肌中Atrogin和NF-Kb基因的表达显著下调(P<0.05),Myostatin和MuRF1基因的表达极显著下调(P<0.01);自噬溶酶体通路中,LC3B、ATG5、ATG7、ATG9、ATG12和ATG16L基因表达水平在VB组显著下调(P<0.01),但LC3B蛋白的表达量无显著差异(P>0.05)。以上结果提示,日粮中添加复合维生素B可以显著提高山羊生长,骨骼肌中AMPK/m-TOR和FOXO信号通路的抑制,进而抑制泛素蛋白酶体系统和自噬-溶酶体途径进而起到抑制蛋白质降解的作用,可能是肌肉生长和体重增加的原因。3高剂量复合维生素B对肠道上皮形态结构和消化道微生物区系的影响试验设计同第二章。试验结果显示,山羊瘤胃菌群门水平物种相对丰度在日粮饲喂复合维生素B后无显著变化(P>0.05),瘤胃液中微生物α多样性分析显示,与 CON 组相比,VB 组 Observed species、Chao 1、ACE 和 PD whole tree 各项指数均无显著差异(P>0.05)。山羊瘤胃内容物细菌属水平菌群丰度均无明显变化(P>0.05)。对肠道上皮形态结构和内容物菌群组成进行分析,结果显示,与CON组相比,VB组空肠的肠绒毛高度极显著增加(P<0.01),隐窝深度和V/C比值都显著增加(P<0.05);回肠的绒毛高度和V/C比值无显著变化(P>0.05),隐窝深度显著降低(P<0.05)。山羊盲肠和结肠内容物中菌群门水平的相对丰度结果显示,厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)的占比例最大,与对照组相比,VB组盲肠厚壁菌门/拟杆菌门的比值有降低的趋势(0.05<P<0.1),而拟杆菌门的丰度有升高的趋势(0.05<P<0.1)。但是,结肠内容物厚壁菌门/拟杆菌门的比例则无显著变化(P>0.05)。与对照组相比,VB组盲肠内容物菌群的ACE、Chao1和Shannon index都有一定程度降低,但无显著变化(P>0.05)。盲肠内容物菌群属水平的结果显示,与对照组相比,VB组Unidentified Christensenellaceae 属的丰度有降低的趋势(0.05<P<0.1),而Intestinimonas属细菌的丰度则呈升高趋势(0.05<P<0.1),其他几种菌群的丰度均无显著变化(P>0.05)。结肠内容物菌群的ACE、Chao1和Shannon index指数均无显著变化(P>0.05)。结肠内容物细菌属水平的结果显示,VB组Unidentified Christensenellaceae属的丰度相比对照组显著降低(P<0.05)。盲肠和结肠基因和蛋白的检测结果发现,和对照组相比,VB组盲肠紧密连接相关基因表达均无显著变化(P>0.05),但结肠EGFR、Occludin、MKI67和CCND的基因表达显著上调(P<0.05),ZO-1的蛋白表达也显著上调(P<0.05)。以上结果提示,日粮饲喂复合维生素B可以在一定程度上提高山羊瘤胃菌群的丰度,降低盲肠内厚壁菌门/拟杆菌门的比值,在提高盲肠和结肠中有益于提高生长性能的有益菌丰度的同时,降低致病菌的丰度,同时对结肠紧密连接相关基因和蛋白的表达均具有促进作用。
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