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益生菌能够改善人类和动物的健康,给宿主带来诸多益处,如抑制病原微生物的生长、调节免疫和代谢、改善肠道屏障功能等。然而,益生菌对不同年龄宿主的作用是否相同却鲜有报道。有研究发现犬的肠道菌群与人的相似性较高,是研究人肠道微生物良好的动物模型,因此,研究益生菌干预犬的肠道菌群既可以了解益生菌在动物养殖中的作用,也可以为人类益生菌和肠道菌群的研究提供一个新的视角。为了探讨益生菌对犬健康的影响,监测了 90只不同年龄的犬在益牛菌饲喂第0天、30天、60天和停止饲喂第15大时的生理指标、每日采食量、体重增长量、腹泻率和免疫因子等的变化,并采用单分子实时测序技术(Pacific Biosciences single-molecule,real-time sequencing technology,PacBio SMRT)在全面解析不同年龄犬肠道菌群分类学组成和结构的基础上,深入研究益生菌对不同年龄段犬肠道菌群的影响,同时还采用宏基因组学技术分析了益生菌如何影响腹泻犬的肠道微生物组成和功能。研究结果如下:(1)犬肠道中细菌多样性非常丰富,最为优势且核心的细菌隶属于厚壁菌门、拟杆菌门、梭杆菌门、变形菌门和放线菌门,包括梭菌属、Alloprevotella、拟杆菌属、梭杆菌属、普雷沃氏菌属、瘤胃球菌属、真杆菌属等17个菌属。不同年龄的犬肠道菌群的组成和结构存在显著性差异。(2)饲喂益生菌能够显著增加老年犬的每日采食量,促进老年犬、训练犬和幼犬的体重增长,显著降低腹泻率,显著增加血清中IgG(P<0.001)、IFN-oα(P<0.05)和粪便中SIgA(P<0.001)的含量,显著减少TNF-α(P<0.05)的含量。(3)益生菌的使用显著改变了老年犬肠道微生物的结构,显著增加了柔嫩梭菌等有益细菌的相对含量,降低了萨特氏菌等条件致病菌的相对含量。其中,老年犬对益生菌十预的应答最强烈,表明益生菌的作用效果可能与宿主的年龄有关。(4)柔嫩梭菌、动物乳杆菌等益生菌干预后显著增加的细菌与SIgA、IgG、每日采食量、体重显著正相关,与TNF-α、IL-6显著负相关;相反,布劳特氏菌、萨特氏菌等显著减少的细菌与TNF-α显著正相关,与SIgA、IgG、每日采食量和体重显著负相关,表明益生菌通过调节肠道菌群来改善犬的健康。(5)基于随机森林模型分析,发现在益生菌饲喂第60大时,老年犬的肠道菌群年龄指数向着训练火的靠近,表明益生菌的干预促使老年犬肠道菌群向着更年轻的状态转变。(6)基于宏基因组测序分析,发现益生菌是通过调节肠道菌群组成、改善细菌之间的相互关系,上调氨基酸代谢、辅酶因子和维生互代谢、次级代谢产物的合成、细胞复制和修复等代谢途径,下调细胞运动、细胞加工和信号功能代谢途径来改善犬的腹泻。本研究在全面解析犬肠道菌群的组成和结构的基础上,深入研究了益生菌对犬的健康、免疫和肠道菌群的影响,揭示了益生菌对宿主的作用效果和宿主年龄有关,发现该益生菌复合制剂对老年犬的作用最明显,为个性化益生菌的开发和利用奠定数据基础。