论文部分内容阅读
目前很多研究已证实芽孢杆菌能提高动物的生产性能,但大部分研究主要集中在宏观层面分析其益生作用,很少有研究就其益生机制进行深入系统的研究。芽孢杆菌对蛋鸡产蛋性能的改善主要与机体的激素水平、免疫功能、氧化应激反应、肠道屏障功能、肠道菌群结构、营养物质吸收、以及益生菌的次生代谢产物密切相关。本研究以海兰褐蛋鸡为研究对象,首先分析不同添加剂量的解淀粉芽孢杆菌BLCC1-0238对其产蛋性能和蛋品质的影响,然后从蛋鸡的生理生化指标、肠道屏障功能、盲肠菌群基因组学、回肠黏膜转录组学、以及解淀粉芽孢杆菌功能基因组学五个角度系统地阐述其对蛋鸡的益生机制。240只健康的海兰褐产蛋鸡（28周龄）随机分为4组,每组3个重复,每个重复20只蛋鸡。对照组给予基础日粮,3个试验组在基础日粮中分别添加0.01%、0.03%、0.06%解淀粉芽孢杆菌BLCC1-0238(2×1010cfu/g),连续饲喂10周。在深入分析解淀粉芽孢杆菌BLCC1-0238对产蛋性能影响的基础上,从上述五个角度探讨其改善蛋鸡产蛋性能的益生机制。本研究试验内容分为六部分,具体试验结果如下:1.解淀粉芽孢杆菌BLCC1-0238对蛋鸡产蛋性能的影响。与对照组相比,添加不同水平的解淀粉芽孢杆菌BLCC1-0238能显著提高鸡产蛋率和日产蛋量,试验组和对照组相比,在采食量、蛋重、饲料转化率方面无显著差异;添加不同水平的解淀粉芽孢杆菌BLCC1-0238能显著提高蛋壳强度和厚度。该结果表明,日粮中添加解淀粉芽孢杆菌BLCC1-0238可改善蛋鸡的产蛋性能和蛋品质,而且呈现出剂量依赖性。2.解淀粉芽孢杆菌BLCC1-0238对蛋鸡生理生化指标的影响。与对照组相比,添加解淀粉芽孢杆菌BLCC1-0238能显著降低蛋鸡血清中促肾上腺皮质激素（ACTH）水平,提高雌二醇（E2）和促卵泡激素（FSH）的分泌;在解淀粉芽孢杆菌0.03%和0.06%添加组中,血清中谷胱甘肽S-转移酶（GST）浓度显著增加,而IL-1和IL-6水平显著降低。该结果表明,解淀粉芽孢杆菌BLCC1-0238通过降低应激反应、提高生殖激素水平、提高蛋鸡免疫功能等途径来提高蛋鸡的产蛋性能。3.解淀粉芽孢杆菌BLCC1-0238对蛋鸡肠道屏障功能的影响。与对照组相比,解淀粉芽孢杆菌BLCC1-0238能够显著降低蛋鸡血清中D-乳酸和二胺氧化酶含量,能显著提高肠道绒毛长度、降低隐窝深度,显著提高紧密连接蛋白（闭合蛋白、闭锁蛋白、闭锁小带）和肠黏蛋白的表达以及肠道s Ig A的浓度。这些结果表明,解淀粉芽孢杆菌BLCC1-0238的添加改善肠道屏障功能,从而保护肠道的正常生理功能。基于试验前三部分的预试结果,后续的肠道基因组学和转录组学试验部分,选择对照组和0.06%解淀粉芽孢杆菌BLCC1-0238添加组为研究对象进行分析。4.解淀粉芽孢杆菌BLCC1-0238对蛋鸡盲肠微生物菌群的影响。与对照组相比,饲料中添加解淀粉芽孢杆菌BLCC1-0238可以显著地增加蛋鸡盲肠微生物菌群的Chao1和shannon指数。在门的水平上,益生菌的添加显著提高厚壁菌门（Firmicutes）的相对丰度,拟杆菌门（Bacteroidetes）的相对丰度显著降低,同时降低梭杆菌门（Fusobacteria）的相对丰度（P=0.74）;在属的水平上,Ruminococcaceae UCG-014、Anaerotruncus、Phascolarctobacterium、Ruminiclostridium 9和Lactobacillus等相对丰度增加。该结果表明,解淀粉芽孢杆菌BLCC1-0238的添加提高蛋鸡盲肠微生物菌群的多样性,增加有益菌群的比例,同时减少有害菌群的数量和种类。5.解淀粉芽孢杆菌BLCC1-0238对蛋鸡回肠转录组学的影响。与对照组相比,蛋鸡日粮中添加解淀粉芽孢杆菌BLCC1-0238会显著上调与碳水化合物代谢、氨基酸代谢、脂类消化、肠道吸收等过程相关的重要差异基因,而且淀粉和蔗糖代谢、半乳糖代谢、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢通路相关的差异基因也得到显著富集。试验5结果表明,日粮中添加解淀粉芽孢杆菌BLCC1-0238会通过改善机体的物质代谢能力来提高蛋鸡的产蛋性能。6.解淀粉芽孢杆菌BLCC1-0238功能基因组学分析。BLCC1-0238益生菌的全基因组有3.88 Mb,含有3941编码序列;含有8个基因簇参与非核糖体脂肽、聚酮类化合物和芽孢杆菌素的生物合成;BLCC1-0238益生菌还编码肽基脯氨酰异构酶的基因,该基因产物参与细菌的粘附过程;此外,12个基因与耐酸性相关,还有7个基因参与编码水解酶。该结果表明,解淀粉芽孢杆菌BLCC1-0238能在动物机体内发挥益生功效与8个基因簇参与非核糖体脂肽、聚酮类化合物、芽孢杆菌素的生物合成密切相关。综上所述,解淀粉芽孢杆菌BLCC1-0238的益生作用与改善机体免疫力和激素分泌水平、提高机体抗氧化能力和肠道屏障功能、增加盲肠菌群多样性、上调回肠黏膜物质代谢相关基因的表达以及益生菌携带的编码非核糖体脂肽、聚酮类化合物、芽孢杆菌素的生物合成相关基因密切相关。本课题研究为解淀粉芽孢杆菌BLCC1-0238在畜牧兽医上的应用提供较为全面的试验数据和科学依据。