2020年11月3日下午两点,由动物消化道微生物实验室举办的第七十期动物消化道营养精品学术沙龙在逸夫楼2064举办。本期的学术沙龙由消化道微生物实验室的五位硕士研究生——雷铭康、周雅琦、徐尧、李盼盼、安东和博士生经语佳分别做出汇报。
硕士生雷铭康对文献《Dietary garcinol supplementation improves diarrhea and intestinal barrier function associated with its modulation of gut microbiota in weaned piglets》—《膳食中的山竹醇补充剂可改善断奶仔猪的肠道微生物群,从而改善腹泻和肠屏障功能》进行了汇报。该研究选择来自16头的144只断奶仔猪(Duroc×Yorkshire×Landrace)(每只仔猪9头)随机分为四个处理组:对照组(CON)或补充200 mg / kg(低),400 mg / kg的那些(MID)或600 mg / kg(高)的饮食中的山竹醇。经过14天的试验,每只猪选择了3只仔猪来收集血浆、肠组织和结肠消化物样品。研究证明,由于平均日采食量(ADFI)的增加和饲料/增重比(F / G)的降低,山竹醇能促进生长性能,减少腹泻的发生率(P <0.05);抗氧化能力增强(P <0.05)。此外,山竹醇改善了肠屏障功能障碍,因为绒毛高度与隐窝深度之比增加,空肠和回肠中小带闭合蛋白和claudin-1表达增加(P <0.05),肠通透性降低(P <0.05); 空肠和回肠粘膜中细胞因子白介素IL-6,IL-10,IL-1β和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的水平降低以及NF-κBp65易位(P <0.05)。此外,山竹醇抑制了肠道中大多数有害细菌的生长,尤其是大肠杆菌,并增加了有益细菌乳杆菌的生长。总之,这项研究为将来开发具有山竹醇功能的食品提供了基础,该食品用于改善断奶仔猪的腹泻和肠屏障功能,并有助于理解山竹醇的生物学作用及其作为功能性饲料添加剂的潜力。
硕士生周雅琦对文献《Rumen fermentation, intramuscular fat fatty acid profiles and related rumen bacterial populations of Holstein bulls fed diets with different energy levels》—《不同能量水平日粮的荷斯坦公牛瘤胃发酵、肌内脂肪脂肪酸谱及相关瘤胃细菌种群》进行了汇报。这项研究的目的是比较不同日粮能量水平下荷斯坦公牛的IMF FA(肌肉脂肪酸)概况,并使用高通量测序分析瘤胃细菌的变化情况。该研究选用了18头荷斯坦公牛,随机分为三个能量日粮组,每组重复六次。通过使用16S rRNA高通量测序和气相色谱法研究了饲喂不同能量日粮的荷斯坦公牛的瘤胃细菌和瘤胃发酵参数与肌内脂肪(IMF)FA谱之间的相关性。结果表明,日粮能量的提高增加了瘤胃内丙酸,异丁酸和异戊酸的浓度,降低了乙酸的浓度和乙酸/丙酸的比率。日粮能量的提高改善了牛肉中IMF的含量,对蒸煮损失,剪切力,系水力和滴水损失没有影响。提高日粮能量也降低了C18:0,C18:1 trans,C22:0,C20:3n-3,C22:6n-3以及饱和脂肪酸的含量,并增加C18:1 cis-9,C18:2n-6 trans和单不饱和脂肪酸的含量。16S rRNA高通量测序分析表明,日粮能量对瘤胃中大多数主要门和属的α多样性没有影响。但是日粮能量的提高降低了Firmicutes、Tenericutes和RC9_gut_group的丰度,增加了Prevotellaceae_UCG-004、Phocaeicola、Acetitomaculum、Lachnoclostridium_1、 Prevotellaceae_UCG-003以及 Anaerovibrio在属水平上的丰度。相关分析显示瘤胃细菌与发酵参数/ IMF FA谱之间具有高度相关性。总体而言,数据表明饮食能量会影响瘤胃微生物群,并进一步影响瘤胃发酵和IMF FA组成。
硕士生徐尧对文献《Proteome specialization of anaerobic fungi during ruminal degradation of recalcitrant plant fiber》—《顽固植物纤维瘤胃降解过程中厌氧真菌的蛋白质组学研究》进行了汇报。该研究解析了从牛瘤胃内尼龙袋中孵育48小时的柳枝草样品生成的以基因组为中心的宏蛋白质组和宏转录组数据集。在涵盖厌氧瘤胃细菌,真菌和病毒的基因目录中,检测到的蛋白质的很大一部分来自真菌种群。有趣的是,碳水化合物活性酶(CAZyme)谱表明存在其存在特定功能的结构域,细菌群体主要参与半纤维素的降解,而真菌则可以靶向破坏顽固性纤维素结构,在糖苷水解酶(GH)家族5、6、8和48的作用酶中,GH48家族的成员是最高含量的CAZymes之一,从该家族中检测到的代表还包括与真菌纤维素相关的dockerin域。真核生物来源的宏转录组进一步显示了未培养真菌在瘤胃难降解纤维瘤胃降解中的作用。这些发现阐明了原位难降解纤维解构的复杂网络,并且重要的是,表明厌氧瘤胃真菌贡献了一组特定的CAZymes,这些酶补充了由专门的植物细胞壁降解瘤胃细菌提供的酶库。
硕士生李盼盼对文献《Lactobacillus rhamnosus GG Attenuates Lipopolysaccharide-Induced Inflammation andBarrier Dysfunction by Regulating MAPK/NF-κB Signaling and Modulating Metabolome in the Piglet Intestine》—《鼠李糖乳杆菌GG通过调节MAPK /NF-κB信号和调节仔猪肠道代谢来减轻脂多糖诱导的炎症和屏障功能障碍》进行了汇报。这项研究的目的是阐明LGG对LPS诱导仔猪肠道炎症的缓解作用以及对肠道内容物代谢的调节作用及其潜在机制。该研究将28 d的仔猪(杜洛克×长白猪×大白猪,包括雄性和雌性; 8.6±1.1千克)分为3组(n = 6 /组):腹腔注射生理盐水之前口服接种PBS 2周或腹腔注射LPS前口服接种LGG 2周。LPS注射后4小时处死仔猪。实验结果表明与CON相比,LPS组显著降低了回肠中紧密链接蛋白ZO-1,Claudin-3,和Occludin的表达量。显著升高了血清中二胺氧化酶(73%),D-木糖(19%),TNF-α(43%)和IL-6(55%)浓度。提高了p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK; 85%),细胞外信号调节激酶(ERK; 96%)和NF-κBp65磷酸化(37%)(P <0.05)的表达。与LPS组相比,LGG预处理通过上调紧密连接蛋白的表达(ZO-1,73%; claudin-3,55%; occludin,67%)显著增强了肠道屏障功能,血清二胺氧化酶(26%)和D-木糖(28%)浓度的降低则维持了胃肠道的完整性,还降低了回肠p38 MAPK(79%),ERK(43%)和NF-κBp65(37%)磷酸化水平(P <0.05)。代谢组学分析表明,各组之间明显分开。LGG + LPS中辛酸[倍数变化(FC)= 2.39]、1-单油酸甘油酯(FC = 2.68)、赤藓糖醇(FC = 4.62)和乙醇胺(FC = 4.47)的浓度与LPS组比较显著增加(P <0.05)。这些数据表明LGG可减轻肠道炎症,改善肠屏障功能,并调节LPS攻毒仔猪肠道的代谢产物以及代谢途径。
硕士研究生安冬对研究《体外法研究聚乙二醇对高粱养分酶解效率和发酵参数的影响》进行了汇报,实验的目的是体外模拟高粱在猪消化道中消化过程,探究PEG对高粱养分利用效率的影响,通过体外发酵发现聚乙二醇通过络合高粱单宁,释放与单宁络合的高粱养分,增加消化酶与养分的接触,从而提高了高粱能量和氮素的体外酶解效率,还可通过与高粱单宁稳定络合(直接)或改变高粱的营养分配(间接)影响盲肠微生物发酵特性,使发酵趋向乙酸型发酵,PEG间接影响微生物多样性,变形菌门提高,梭杆菌门降低;梭杆菌属和琥珀酸弧菌属提高。进一步研究发现聚乙二醇可通过改变酶解效率,影响微生物发酵特性共同影响高粱养分利用效率。该研究对于缓解高粱单宁的抗营养特性,为高粱饲料的高效应用提供数据参考。
博士研究生经语佳对研究《Lactobacillus amylovorus对小肽和氨基酸的利用及其菌体氨基酸合成的影响》进行了汇报,汇报以关注仔猪小肠微生物对氮营养素利用的重要性为切入点, 从仔猪小肠中分离出的一株优势益生菌L.amylovorus,来探究这株菌对不同氮营养素形式(氨基酸和小肽)的利用,该研究用全基因预测和体外纯培养试验两种方法,分别从基因功能角度(预测氨基酸代谢转运和小肽转运蛋白结构)和实际营养需求角度(游离氨基酸和肽形式氨基酸的利用效率)共同探究L.amylovorus对氨基酸和肽的利用,最终提出了L.amylovorus对氨基酸的代谢转运模型。
本期动物消化道营养精品学术沙龙中,汇报人对自己研究方向上的一些前沿文章进行了详细的解读,在实验室各位老师的建议和指导下,汇报人和各位同学更加明确了阅读和汇报时需要注意的问题和方向,鼓励同学们在学习上多思考多交流,对今后的实验和学习提供了导向的作用。学术沙龙为科研学习提供了交流平台,对学院之后的研究工作起到了重要推进作用。