2020年12月28日下午两点,第七十七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四位硕士研究生——张涛、亓王盼、梅士俊、王绿阳分别做出汇报。
硕士生张涛对文献《Stochasticity constrained by deterministic effects of diet and age drive rumen microbiome assembly Dynamics》——《随机因素影响日粮和年龄驱动瘤胃微生物发育的效应》进行了汇报。本研究探究了推动奶牛整个生命周期瘤胃微生物群组的力量,并强调了随机因素和确定性因素之间的平衡。利用16S-rRNA测序分析了从出生到成年的瘤胃微生物发育的过程,发现一些核心微生物,这些微生物很早就出现于瘤胃内并持续到成年。除年龄和饮食等决定性因素外,早期存在的微生物具有较强的优先效应,晚期微生物的发育依赖于早期生命阶段的微生物组成。优先效应还表现为剖腹产与自然分娩动物的微生物群发育动态发生了巨大变化,前者更容易受到外源微生物的入侵,微生物群发育速度更快。总之,研究结果表明,加上饮食和年龄的强烈确定性限制,早期生命出现的随机因素对动物微生物群的发育具有长久的影响。
硕士生亓王盼对文献《Microbiome and Metabolome Analyses of Milk From Dairy Cows With Subclinical Streptococcus agalactiae Mastitis—Potential Biomarkers》——《对亚临床无乳链球菌乳腺炎奶中微生物和代谢组分析寻求潜在生物标记物》进行了汇报。本研究鉴定了亚临床无乳链球菌乳腺炎奶牛(GBS)牛奶中的细菌种类并测量了相对数量,并将这些信息与健康奶牛牛奶中的信息进行了比较。通过测定代谢谱,研究健康奶牛和GBS奶牛的乳微生物群和代谢因子之间的相关性。6份来自GBS奶牛和6份健康奶牛的牛奶样本采用高通量测序进行16S rRNA基因测序,以鉴定微生物种类。用气相色谱对乳汁中的代谢物进行了鉴定。分析表明,两组乳汁样品中的代谢物显著分开。GBS显著改变了微生物多样性,GBS组变形菌门、放线菌门和酸杆菌门显著少于CON组,厚壁菌门相对丰度显著高于CON组。链球菌等几种细菌属在GBS组牛奶中的含量显著高于CON组牛奶。GBS组的5种乳代谢产物苯丙酮酸、黑尿酸与4-羟基苯丙酮酸、黄嘌呤与鸟嘌呤、尿苷和甘油水平均显著高于CON组。不同代谢产物的代谢途径分析表明:两组均富集半乳糖代谢;戊糖与葡萄糖醛酸的相互转化;淀粉和蔗糖代谢;丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢;精氨酸生物合成;柠檬酸循环(TCA循环);d -谷氨酰胺和d -谷氨酸代谢;以及新霉素,卡那霉素和庆大霉素的生物合成途径。上述结果表明,两组奶牛乳中的微生物群和代谢产物谱存在显著差异,这就提出了与牛乳腺相关的微生物群是否与乳腺健康有关等一系列问题。
研究生梅士俊对文献《Liquid molasses interacts with buffers to affect ruminal fermentation, milk fatty acid profile, and milk fat synthesis in dairy cows fed high-concentrate diets》——《高精料模式下添加液态糖蜜和缓冲剂对泌乳期奶牛瘤胃发酵、奶中脂肪酸组成以及乳脂合成的影响》进行了汇报。本研究旨在研究同时添加液态糖蜜与缓冲剂是否能改善高精料条件下的泌乳期奶牛瘤胃环境,提高奶牛的生产性能。试验设计如下,8头平均体重630±24kg,泌乳天数165±12 d,的经产荷斯坦奶牛(4头进行瘤胃瘘管),采用4×4拉丁方重复试验设计和2×2因子处理。随机分为四组:(1)不添加糖蜜和缓冲剂(CTRL);(2)添加糖蜜不添加缓冲剂(M);(3)添加缓冲剂不添加糖蜜(B);(4)添加糖蜜和缓冲剂(MB)。试验分为四个周期。每个周期21天,分为14天的预饲期和7天的采样期。记录采样期每天的采食量以及产奶量并收集相关样本。瘤胃液样本在每个周期的最后三天晨饲后3小时采集。瘤胃pH通过内置于瘤胃中的pH检测仪,在每周期的第18,19,20天进行连续检测。所有数据通过SAS 9.2软件的PROC MIXED模型进行统计分析。结果表明:添加糖蜜、缓冲剂以及糖蜜缓冲剂混合物均可以显著降低瘤胃pH小于5.8的时间。单独添加糖蜜可显著提高乙酸浓度,单独添加缓冲剂可显著提高乙酸浓度,显著降低丙酸浓度,提高乙丙比。添加糖蜜可显著提高牛奶中碳十、碳十四、短链脂肪酸以及中链脂肪酸的浓度。添加糖蜜、缓冲剂以及糖蜜缓冲剂混合物可显著降低牛奶中反-10十八碳一烯酸的浓度以及总反式脂肪酸浓度。综上所述,单独添加糖蜜或缓冲剂相较于混合添加方式,可以更有效的降低瘤胃pH小于5.8的时间,同时还可降低牛奶中反-10十八碳一烯酸的浓度,提高乳脂产量量。
硕士生王绿阳对文献《Lactobacillus gasseri in the Upper Small Intestine Impacts an ACSL3-Dependent Fatty Acid-Sensing Pathway Regulating Whole-Body Glucose Homeostasis》——《小肠前部的加氏乳酸杆菌通过ACSL3依赖的脂肪感应通路,调节全身葡萄糖稳态》进行了汇报。本研究首先了解到长链酰基辅酶A合成酶(ACSL)依赖的小肠前部脂肪感应途径能够调节机体代糖稳态,但小肠前部微生物的变化是否参与该过程是未知的。因此,本研究首先发现小肠前部灌注脂肪、油酸或亚油酸可提高大鼠机体的葡萄糖耐受,降低葡萄糖的生成。而高脂日粮破坏脂肪酸,降低了小肠加氏乳杆菌的水平和ACSL3的表达。将健康大鼠小肠前部微生物移植到高脂日粮大鼠体内,可以通过增加ACSL3的表达,恢复小肠脂肪感应;同时,直接给高脂日粮大鼠小肠上部灌注加氏乳杆菌,则足以恢复小肠ACSL3的表达和脂肪感应。综上所述,该研究揭示了小肠L. gasseri通过影响ACSL3依赖的脂肪感应通路调节机体糖稳态。
本期动物消化道营养精品学术沙龙中,每个汇报人对自己研究方向上的文献进行了详细的解读,在实验室的各位老师建议和指导下,汇报人和各位同学更加明确了阅读文献时应注意的问题和方向,并鼓励同学们在学习上要多思考提问。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也起到了重要推进作用。