论文部分内容阅读
乳酸菌因具有改善宿主肠道菌群、促进宿主健康和替代抗生素等优势,被广泛应用于食品、药品、动物养殖和植物种植等领域,成为了传统产业中的新兴生产力,并驱动着相关产业向健康、绿色方面转型。L.plantarum P-8是从内蒙古自治区自然发酵酸牛乳样品中分离到的一株具有优良益生特性的植物乳杆菌,本文对L.plantarL.P-8在肉鸡养殖中的养殖效果、抗生素残留、抗生素抗性基因、肠道微生物和肠道菌群发育成熟度等方面进行了研究,主要研究结果如下:以L.plantarum P-8喂饲18万只AA肉鸡,试验分为抗生素组(林可霉素)、益生菌组1(林可霉素+ L.plantarum P-8)和益生菌组2(林可霉素(50%添加量)+L.plantarum P-8)。试验结果证明:与抗生素组相比,益生菌组1肉鸡成活率、出栏均重和耗水量方面均显著较高(p<0.05);料肉比和粪便中pH、粪臭素、吲哚及蛋白质残留量均显著较低(p<0.05);肌肉剪切力和失水率等屠宰指标均显著较低(p<0.05);腹脂率显著较低(p<0.05);脾脏发育程度显著较高(p<0.05),胸腺、法氏囊发育程度无差异(p>0.05);新城疫抗体效价显著较高(p<0.05);益生菌组1肌肉中林可霉素残留量显著低于抗生素组(p<0.05),其中腿肌中含量分别为0.330μg/kg和0.797μg/kg,胸肌中含量分别为0.177μg/kg和0.523μg/kg。益生菌组2与益生菌组1在上述养殖效果方面无显著差异(p>0.05)。肉鸡肠道微生物研究表明,抗生素组和益生菌组1肉鸡粪便微生物主要由硬壁菌门、变形菌门、拟杆菌门和软壁菌门组成(占测序总数99.5%),且抗生素组硬壁菌门与拟杆菌门比值显著高于益生菌组1(p<0.05)。在属的水平上,两组样品中微生物主要由、Lactobacillus、Enterococcus、Corynebacterium、Bacteroides、Trichococcus、Erysipelothrix、Facklamia、Oligella和Ignatzschineria等构成(占测序总数58.34%),益生菌组1中Lactobacillus、Enterococcus和Oligella显著高于抗生素组(p<0.05),而Corynebacterium、T和 Gallicola显著低于抗生素组(p<0.05)。抗生素组抗性基因含量显著高于益生菌组(p<0.01)。各组蛋白序列通过与COG和KEGG数据库比对,结果表明,在23个功能大类中的L(复制、重组与修复)、E(氨基酸转运代谢)和G(碳水化合物转运与代谢)主要存在于各组样品中,益生菌组1功能大类P(无机粒子运输和转运)、C(能量生产和转换)、N(细胞修饰)和A(RNA处理与修饰)方面相对含量显著高于抗生素组(P、N和A:p<0.05;C:p<0.01)。此外,在25个有差异的代谢通路中,益生菌组1在鞭毛组装(KO 02040)和细菌分泌系统(KO 03070)代谢通路中的代谢活性显著高于抗生素组(p<0.05)。为了探明L.plantarum P-8在大规模肉鸡养殖中的益生机制,进一步以L.plantarum P-8喂饲270只Cobb500肉鸡,试验分为对照组、益生菌组(L.plantarum P-8)及抗生素组(盐霉素和金霉素),试验期42天,利用宏基因组测序分析技术对肉鸡肠道微生物进行了研究。基于Meta-Storm的PERMANOVA和Spearman相关系数分析结果表明,添加剂组(L.plantarum P-8和抗生素)、养殖时间和个体差异对肉鸡肠道菌群结构都有显著影响,而添加剂组对肉鸡肠道菌群的影响显著大于肉鸡养殖时间和试验肉鸡个体间的差异。将肉鸡的肠道菌群分成29个发育阶段,选择丰度较高的16个菌属建立肠道菌群成熟指数(IMMI)模型,益生菌(IMMI=15)较对照组(IMMI=30)和抗生素组(IMMI=40)有显著提前(p<0.05),同时益生菌组各菌属丰度也较抗生素组有显著提高(p<0.05)。L.plantarum P-8的摄入会增强各菌属之间的相关性,对照组、抗生素组和益生菌组的网络集中度分别为为0.315、0.28和0.375,并促进肠道菌群提前进入稳定期,而抗生素组恰好相反。根据本研究结果,可以推断益生菌在肉鸡养殖中的益生机制如下:1.L plantarum P-8导致肉鸡肠道中肠道菌群提前进入稳定期,稳定的肠道菌群提高了饲料消化利用率和营养物质的合成效率,促进了机体各生理器官(尤其是脾脏等免疫器官)的发育,使得肉鸡在养殖过程中具有较低的料肉比、粪臭素、吲哚和粪便蛋白质残留量。2.良好发育的生理器官可以提高机体免疫水平并加快代谢速度,提高了饮水消耗量,降低了死淘率和肌肉中林可霉素残留量。3.前后两次试验中除益生菌种类及其添加量(饮水中添加L.plantarum P-8 2.0×106CFU/mL)相同外,涉及的肉鸡品种、基础日粮配方、养殖规模和抗生素种类均不相同,但两次试验结果均表明益生菌组在养殖效果上优于对照组和抗生素组,即L.plantarum P-8的优良养殖效果是有效可重现的。本论文首次在肉鸡养殖领域提出了 "肠道菌群成熟指数(Intestinal Microbiota Maturation Index,IMMI)"模型,即反映肉鸡肠道菌群中贡献率之和超过5 0%菌属提前达到稳定状态的时间。L.plantarum P-8促进了肉鸡肠道、免疫器官及其它生理器官的发育,在肉鸡养殖过程中推进了经济效益与生态效益的协同发展,为益生乳酸菌替代抗生素养殖提供了理论依据与应用基础。