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学术沙龙 | 国际联合研究中心第四十六期动物消化道营养精品学术沙龙成功举办
2019年05月13日 作者: 阅读次数:

2019年5月13日下午2:00,第四十六期动物消化道营养精品学术沙龙在逸夫楼2064举办。此期学术沙龙由消化道微生物实验室的三位硕士生——梅士俊、亓王盼、张涛分别介绍了三篇文章。

硕士生梅士俊分享的文章是《Effects of repeated subacute ruminal acidosis challenges  on the adaptation of the rumen bacterial community  in Holstein bulls》,该文章研究了反复性亚急性瘤胃酸中毒(SARA)对瘤pH、发酵功能和细菌群落的影响。作者用4头瘤胃中空荷斯坦牛分别饲喂高草料饲粮7天(HF期)和高谷物粮7天(HG期)。连续进行了四次SARA干预。实验过程中连续测量瘤胃pH值,分别于各饲养期最后几天的8h、14h、20h收集第一次第四次饲养时的瘤胃流体样本进行分析;测定挥发性脂肪酸组分、NH3-N和乳酸浓度。在每个周期的头几天和最后几天分别对细菌群落结构进行分析。在HF饲粮向HG日粮过渡的过程中,瘤周24小时平均pH值呈下降趋势,且在HF和HG期表现出不同的变化趋势。HG期间,瘤胃pH <5.6在第一和第二干预期(分别为350和405 min/d)中维持的时间比第三和第四挑战(均为120 min/d)更长。在后期,总挥发性脂肪酸和NH3-N浓度显著增加。此外,HG期乙酸和丁酸的比例分别低于HF期和高于HF期。所有样本中共发现37个核心细菌属;然而,在HF和HG期(Prevotella、Ruminococcus. Eubacterium和Oscilibacter)以及第一和第四个干预期之间,几个属的相对丰度有显著差异(真杆菌和未分类梭状芽孢杆菌科)。HG期与HF期相比,Prevotella、Eubacterium、Oscillibacter相对丰度较低,Ruminococcus相对丰度较高。第1个处理组真核细菌和未分类梭状芽胞杆菌的相对丰度低于第4个处理组。细菌多样性在HF期大于HG期,在第四个干预期大于第一个干预期。有趣的是,第四个挑战的HG期多样性指数高于第个挑战的HF期。这些结果表明,荷斯坦牛瘤胃发酵可以通过减少瘤胃pH值的不利变化来适应反复的SARA挑战,而且瘤胃细菌群落的组成和多样性可能受到瘤胃pH值的影响,反之亦然。

 


硕士生亓王盼分享的文章是《Changes in the Rumen Epithelial Microbiota of Cattle and Host Gene Expression in Response to Alterations in Dietary Carbohydrate Composition》.,该文章介绍了高品质干草(HQH)代替浓缩物的加入改变了饮食中碳水化合物的摄入量,然而这些改变对瘤胃壁外微生物群和上皮基因表达的影响程度尚未得到评估。作者采用8头瘤胃中空的不泌乳荷斯坦奶牛用于4×4拉丁方设计的复制试验中,其中4种饮食处理含有HQH,分别为0%浓缩/100% HQH (100HQH)、25%浓缩/75% HQH (75HQH)或40%浓缩/60% HQH (60HQH)。第四组(对照组[CON])饲喂60%的普通富纤维干草和40%的精料。数据显示,瘤胃壁外群体的多样性指标,特别是Shannon (P 0.004)和Simpson (P 0.003)指数,随着饮食中HQH水平的增加而降低。HQH的摄食使硬膜外种群由主要的厚壁菌门转变为变形菌门。系统发育分析显示,HQH喂养显著地改变了弯曲杆菌的丰度,从7.8%到33.5% (P 0.001),而在HQH饮食中摄入更多的蛋白质(r 0.63)和糖(r 0.65)是导致这一变化的原因。无论碳水化合物来源如何,针对瘤胃上皮细胞内pH调节、屏障功能和营养摄取的基因表达均保持稳定。总之,这些数据表明,随着饮食营养模式的改变,瘤胃壁外微生物群发生了强烈的变化。进一步的研究需要在转录水平上评估这些显著的微生物变化对牛瘤胃健康和食品安全方面的长期影响。



硕士生张涛分享的文章是《Supplementing phytogenic compounds or autolyzed yeast modulates ruminal biogenic amines and plasma metabolome in dry cows experiencing subacute ruminal acidosis》,有文献表明亚急性瘤胃酸中毒(SARA)引起瘤胃的异常生长,从而增加了牛全身代谢紊乱的风险。文章作者发现,添加植物源化合物(PHY)或自溶酵母(AY)可以通过改善瘤胃pH值和微生物群来抵消SARA的负面影响。本文探讨间歇性SARA刺激对瘤胃生物胺(BA)和脂多糖(LPS)浓度的影响,以及对血液代谢组的影响。作者还评估了PHY和AY对后两个变量的影响。采用不完全4×3拉丁方阵设计的8头瘤胃中空不泌乳荷斯坦奶牛,4次实验运行,3个处理组。在每次跑步过程中,将奶牛从全饲喂饲料(基线)转换为间歇性的饲喂饲料浓度挑战饲料:饲喂饲料的浓度比为35:65(干物质基础),诱导SARA进行1周(SARA1)或2周(SARA2),间隔为1周的纯饲喂。对照组、对照组、AY组均无统计学意义。收集SARA1和SARA2瘤胃流体样本,进行BA和LPS分析。在基线和SARA1期间采集血样用于靶向代谢组学方法。与基线相比,高浓缩饲料使SARA1期间瘤胃LPS增加9倍,SARA2增加11倍。在两个SARA期瘤胃BA的浓度都有所升高,组胺在SARA1期表现出最强的增加。此外,在SARA1期间检测到血液中磷脂酰胆碱、溶血磷脂酰胆碱、鞘磷脂和几种AA的减少。补充PHY降低了SARA1和SARA2中LPS(- 43%)、组胺(- 66%)、吡咯烷酮(- 38%)和精胺(- 54%)的浓度(- 50%)。此外,与对照组相比,接受PHY治疗的奶牛SARA1中胆固醇(+26%)、几种AA和磷脂酰胆碱的浓度更高。AY在SARA1中观察到瘤胃乙醇胺(- 21%)、甲胺(- 52%)、组胺(- 54%)、精胺(- 44%)和精胺(- 80%)减少,而在血液中色氨酸增加。因此文章表明,SARA与瘤胃液中LPS和BA浓度的显著升高以及血浆代谢组的不良变化有关。补充PHY和AY可以抵消其中一些变化,因此可能有助于减轻高浓缩饲料对奶牛的负面影响。

 


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