岩藻多糖调控断奶羔羊瘤胃代谢及肠道屏障功能的研究

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断奶是羔羊生长的关键阶段,由于母幼分离、饲粮和饲养环境的改变,对羔羊生长、免疫、胃肠道发育等带来负面影响。岩藻多糖是来自海藻的天然海洋植物提取物,其被证实具有多种生物学功能,并应用于人类保健、小鼠以及仔猪等动物生产中,但在反刍动物营养调控中则鲜有报道。因此本研究以断奶羔羊为试验动物研究岩藻多糖对断奶羔羊瘤胃代谢及肠道屏障功能的影响。选择2月龄人工断奶、健康且体重相近(12.5±0.5 kg)的去势公羔60只,随机分为4组,对照组(CON)饲喂基础饲粮、试验组在基础饲粮中分别补充0.1%、0.3%和0.5%岩藻多糖,记为F1、F2和F3组。预饲期7 d,正式试验期30 d。试验的内容和结果如下:第一部分:饲粮补充岩藻多糖对断奶后羔羊生长性能、器官指数和血液指标的影响。本试验结果表明:1)与CON相比,岩藻多糖显著提高试验第16-30天和1-30天羔羊平均日增重(ADG)和平均日采食量(ADFI)(P<0.05),显著降低料重比(FCR)(P<0.05)。2)试验第15天,与CON相比,饲粮中添加岩藻多糖显著提高羔羊血清中过氧化氢酶(CAT)的活性(P<0.05),显著降低葡萄糖(GLU)的含量和乳酸脱氢酶(LDH)的活性(P<0.05);与CON相比,F2和F3显著提高羔羊血清中谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和总超氧化物歧化酶(T-SOD)的活性(P<0.05)。试验第30天,与CON相比,岩藻多糖显著提高羔羊血清总蛋白(TP)、免疫球蛋白G(Ig G)的含量和GSH-Px的活性(P<0.05),显著降低谷草转氨酶(AST)的活性和MDA、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)和白细胞介素-6(IL-6)的含量(P<0.05);与CON相比,F2和F3显著提高羔羊血清中白细胞介素-2(IL-2)、白细胞介素-10(IL-10)的含量(P<0.05),显著降低LDH的活性(P<0.05)。第二部分:岩藻多糖对断奶后羔羊肠道通透性、小肠屏障功能和盲肠微生物菌群的影响。本试验结果表明:1)与CON相比,岩藻多糖显著降低羔羊血清D-乳酸(D-LA)的含量与二胺氧化酶(DAO)的活性(P<0.05)。2)小肠组织HE染色观察结果显示,与CON相比,岩藻多糖显著提高羔羊十二指肠的绒毛高度(VH)(P<0.05);F2和F3显著提高空肠和回肠的VH(P<0.05),显著降低回肠的隐窝深度(CD)(P<0.05)。3)与CON相比,岩藻多糖显著提高十二指肠粘膜CAT活性和分泌型免疫球蛋白A(s Ig A)的含量(P<0.05);F2和F3显著降低十二指肠、空肠和回肠粘膜MDA及十二指肠粘膜过氧化氢(H2O2)的含量(P<0.05),显著提高空肠、回肠粘膜T-SOD和回肠CAT的活性(P<0.05),显著提高空肠粘膜s Ig A的含量(P<0.05)。4)与CON相比,岩藻多糖显著提高羔羊十二指肠Claudin-1和回肠Occludin m RNA的表达量(P<0.05);与CON相比,F2和F3显著提高十二指肠ZO-1、空肠ZO-1、Occludin、Claudin-1和回肠ZO-1、Claudin-1 m RNA表达量(P<0.05)。5)盲肠内容物16s r RNA高通量测序结果发现,岩藻多糖显著提高盲肠Simpson指数(P<0.05)。门水平上,岩藻多糖显著影响羔羊盲肠中Fibrobacteres、Bacteroidetes、Tenericutes、Proteobacteria和TM7的丰度(P<0.05);属水平上,岩藻多糖显著影响羔羊盲肠中Unspecified_Bacteroidales、Akkermansia、Unspecified_Lachnospiraceae、Unspecified_Ruminococcaceae和Unspecified_Clostridiales的丰度(P<0.05)。第三部分:岩藻多糖对断奶后羔羊瘤胃发酵参数、微生物菌群和代谢的影响。结果显示:1)与CON相比,饲粮中添加岩藻多糖显著提高断奶后羔羊瘤胃中乙酸、丁酸和异丁酸的含量与乙丙比(P<0.05),F2和F3显著提高断奶后羔羊瘤胃中丙酸的含量(P<0.05)。2)16s r RNA高通量测序结果表明岩藻多糖对瘤胃微生物多样性无显著影响(P>0.05);门水平上,岩藻多糖显著影响羔羊瘤胃中Bacteroidetes、Verrucomicrobia、Unspecified_Baacteria、Fibrobacteres和Euryarchaeota的丰度(P<0.05),属水平上,岩藻多糖显著影响羔羊瘤胃中Bacteroidales_RF16_group_unclassified、Ruminococcus、Prevotella-1、Bacteroidales_unclassified和F16_unclassified的丰度(P<0.05)。3)LC-MS代谢组学结果显示,正离子模式下,在组间差异较大的15种显著差异代谢物中,与CON相比,Maltotetraose、D-Glucosamine 6-phosphate、ethyl 4-amino-2-methylsulfanyl-1,3-thiazole-5-carboxylate、D-Glucose和Glucose 1-phosphate,其余显著差异代谢物均上调;负离子模式下,在组间差异较大的15种显著差异代谢物中,与CON相比,下调的代谢物有Inositol和6-Hydroxycaproic acid,其余显著差异代谢物均上调。第四部分:饲粮中添加岩藻多糖对断奶后羔羊瘤胃微生物和代谢物相关性的研究。对瘤胃显著差异微生物和代谢物进行Spearman相关性分析,结果表明,菌群与代谢物之间有相关性,并达到显著(P<0.05)水平。综合以上结果,岩藻多糖对断奶后羔羊生长性能、血清抗氧化和免疫功能、小肠屏障功能和瘤胃代谢均有一定的积极作用,有望成为新一代替抗产品。同时,通过影响瘤胃微生物群落及其代谢产物调控瘤胃代谢和动物生长。
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