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学术沙龙 | 国际联合研究中心第八十八期动物消化道营养精品学术沙龙成功举办
2021年05月21日 作者:崔巧荣 阅读次数:

2021年5月18日下午两点,第八十八期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姜君、安东,周雅琦,吴佳庆,亓王盼,毛明雨六位硕士生和博士生柳思强,分别做出汇报。

硕士生姜君对其硕士毕业论文——《S乳酸链球菌素替代抗生素对育肥湖羊瘤胃和结肠发酵及微生物区系的影响》进行汇报。由于反刍动物胃肠道微生物代谢的作用,饲料能量中大约2~12%以甲烷形式损失,同时反刍动物氮素利用率仅为25%左右,其余氮素随粪尿排出体外造成严重环境污染,因此调控反刍动物胃肠道发酵代谢进程,减少能量及氮素浪费对于提升实际生产中经济效应和环境保护有着重大意义。我们前期体外研究初步揭示了乳酸链球菌素(nisin, NIS)替代抗生素调控瘤胃发酵的微生物机制,但进一步动物试验却并未发现日粮添加低剂量NIS对湖羊育肥效果及瘤胃发酵造成影响。因此,本论文选定更高剂量的NIS进行动物试验来对其营养调控作用有效性做进一步验证,并增设实际生产中常用的莫能菌素(monensin, MON)为阳性对照组,探究NIS替代抗生素对湖羊育肥效果、胃肠道发酵及微生物区系的的影响。结果表明日粮添加NIS与MON降低了湖羊EE消化率,升高了瘤胃部分纤维降解菌的相对丰度,抑制了结肠中总挥发性脂肪酸及乙酸的浓度,且均不影响育肥湖羊育肥效果及健康状况。日粮添加NIS不影响湖羊瘤胃发酵参数,降低了瘤胃中总菌和真菌的数量;日粮添加MON改变了湖羊瘤胃的发酵模式,对瘤胃中总菌、真菌、原虫及甲烷菌的数量无影响。NIS对湖羊结肠微生物区系无影响,但降低了结肠中丙酸浓度;MON的添加升高了湖羊结肠中丙酸浓度,降低了总菌的数量及Ruminococcaceae sp.的相对丰度,但升高了部分复杂糖代谢及脂代谢菌属的相对丰度。

硕士生安冬对其硕士毕业论文——《体外研究高粱单宁提取物对高粱养分降解效率的影响及聚乙二醇络合单宁的应用效果》进行汇报。高粱饲用资源的开发与应用具有迫切的现实意义。本研究通过体外方法模拟猪前肠道消化酶(胃蛋白酶和胃蛋白酶-胰液素)和后肠道微生物的消化过程,解析高粱单宁提取物对养分降解效率的影响及聚乙二醇(PEG)络合单宁的应用效果。首先,通过在低单宁高粱中添加不同比例高粱单宁提取物,探究其负面影响养分酶解效率的最低剂量(试验一);在此剂量基础上,探究高粱单宁提取物对养分的酶解效率和微生物发酵参数的的影响(试验二)。其次,在高单宁高粱中添加不同比例PEG,探究PEG络合高粱单宁而影响养分酶解效率的最适剂量(试验三);在此剂量基础上,探究PEG通过络合高粱单宁而对养分酶解效率和微生物发酵参数的影响(试验四)。结果表明高粱单宁提取物 < 1%对高粱养分的体外酶解效率无负面影响;3%高粱单宁提取物显著降低了高粱养分的体外胃蛋白酶-胰液素的酶解效率,同时降低了酶解残渣和猪回肠末端食糜的体外微生物降解效率和发酵参数,并改变菌群多样性。聚乙二醇(PEG:高粱单宁为0.5 - 5:1)可以显著提高养分的酶解消失率。聚乙二醇(PEG:高粱单宁 = 1:1)提高高粱养分的体外胃蛋白酶-胰液素的酶解效率,同时提高了酶解残渣和猪回肠末端食糜的体外微生物降解效率和发酵参数,并改变菌群多样性。

   

硕士生周雅琦对其硕士毕业论文——《生物发酵稻秸对湖羊机体代谢与瘤胃微生物的动态影响》进行汇报。作为反刍动物生长发育所必需的营养和能量来源,粗饲料的饲喂效果将会直接影响畜牧业的生产效益。优质的粗饲料能够为动物提供大量营养物质,促进动物健康快速生长,但是存在着供应不足且价格昂贵的缺点。我国有大量的粗饲料产品,但是存在着适口性差且难以在瘤胃中降解的缺点,限制了在反刍动物中的利用。前期的研究工作发现,使用生物发酵技术对稻秸进行发酵处理饲喂湖羊,可以达到与优质苜蓿干草一样的饲喂效果。本研究在前期工作的基础上进一步探究饲喂生物发酵稻秸后湖羊机体以及瘤胃发酵参数、微生物群落与功能的动态变化情况,为生物发酵稻秸的综合利用提供科学依据。结果表明饲喂稻秸显著降低了湖羊的采食量与日增重等生长性能;增加了肌肉中饱和脂肪酸的含量,降低了单不饱和脂肪酸脂肪酸的含量;并且使得血液中与机体健康相关的生化因子及与脂类代谢、氨基酸代谢相关的产物显著下调;此外,饲喂稻秸后,瘤胃中为机体提供能量及营养物质的含量显著降低,Prevotella的相对丰度也显著下降;经过生物发酵,改善了稻秸的饲料效率,显著提高了湖羊的生长性能、肉产品品质与肌肉营养价值,并显著降低了饲喂成本;饲喂生物发酵稻秸显著提高了血液中与机体健康相关的生化因子及与脂类代谢、氨基酸代谢相关产物的含量;此外,饲喂生物发酵稻秸显著提高了瘤胃中的能量与营养物质,提高了瘤胃中Prevotella和Unclassified-Muribaculaceae以及多个代谢通路的相关丰度,更加有益于机体健康。

   

硕士生吴佳庆对其硕士毕业论文——《百里香酚和迷迭香酸组合对LPS攻毒大鼠大肠的屏障功能、菌群结构及炎症反应的影响》进行汇报。前人研究表明,百里香酚和迷迭香酸作为植物提取物具有抑菌、抗氧化和抗炎等效果。在畜牧生产上也发现单一组分的百里香酚和迷迭香酸具有调节肠道菌群结构、缓解炎症反应和改善肠道健康状况等作用。肠道微生物菌群的稳态对宿主健康具有重要作用,肠道菌群失调会使肠道屏障功能紊乱,进而引发肠道炎症等疾病,从而危害宿主健康。然而目前关于百里香酚和迷迭香酸组合对动物肠道健康的相关研究还未见报导。因此,本试验通过LPS诱导的大鼠肠道炎症模型,研究百里香酚和迷迭香酸组合对大鼠大肠屏障功能、菌群结构及炎症反应的影响,为其在缓解肠道炎症,改善动物肠道健康等方面提供参考。结果表明百里香酚和迷迭香酸组合具有较强的体外抑菌效果和抗氧化能力。百里香酚和迷迭香酸组合能改善大肠形态结构,并通过调节大肠微生物组成,提高短链脂肪酸浓度来改善大肠菌群结构。百里香酚和迷迭香酸组合能提高大肠屏障功能和抗氧化能力,缓解大肠炎症反应,改善大肠健康状况。

   

硕士生亓王盼对其硕士毕业论文——《亚急性瘤胃酸中毒对瘤胃、奶微生物组及瘤胃、血液和奶中代谢组的影响研究》进行汇报。亚急性瘤胃酸中毒(Subacute ruminal acidosis,SARA)是反刍动物生产中常见的一种营养代谢疾病,易造成反刍动物瘤胃微生物区系及瘤胃消化代谢紊乱以及采食量、产奶量的下降,并引发腹泻、瘤胃炎、蹄叶炎及肝脓肿等疾病,对我国奶牛生产造成重大经济损失。本项目探讨了SARA对奶牛瘤胃代谢、机体代谢以及对乳品质的影响。结果表明饲喂高精料日粮使瘤胃pH降低,瘤胃发酵模式发生改变。饲喂高精料日粮显著降低了Fibrobacter、 unclassfied Christensenellaceae及Treponema等纤维降解菌的相对丰度。同时,SARA会引起瘤胃内代谢产物发生改变,氨基酸合成减少,脂肪酸类物质及细菌降解产物发生改变,并引起苯甲酸等有毒有害或促炎物质增多,从而影响瘤胃健康。饲喂高精料日粮使血浆中甘油三酯、胆汁酸类物质、12(13)Ep-9-KODE、12,13-DHOME和L-天冬酰胺等物质含量升高,而BHBA、十一烷二酸、十六烷二酸、PGE2、L-精氨酸、L-色氨酸、L-苏氨酸、6-磷酸-2-脱氢-D-葡萄糖酸酯和马尿酸等物质含量降低。SARA导致奶牛机体脂代谢、氨基酸代谢和糖代谢均受到了不同程度的影响。奶中的优势菌门主要为Proteobacteria、Actinobacteria、Bacteroidetes和 Firmicutes,饲喂高精料日粮导致奶中Labrys菌属的相对丰度显著升高。同时发现奶中的微生物大多来自于外部环境。此外,饲喂高精料日粮导致奶中多种代谢物水平发生变化,表明SARA影响乳腺健康并导致乳品质降低。

   

硕士生毛明雨对其硕士毕业论文——《猪源乳杆菌Lactobacillus reuteri strain DSM和Lactobacillus taiwanensis strain BCRC对肠道炎症的影响》进行汇报。随着畜牧业的发展,现代养殖模式也发生了较大改变,集约化和规模化养殖模式增加了各生长阶段的猪感染肠道疾病的风险,其中最主要的表现为腹泻。仔猪腹泻频发严重制约了养猪业的高效生产,因此,研究肠道炎症的防治措施对提高仔猪生长性能和实现高效生产具有重要意义。肠道微生物与肠道炎症的调节密切相关。乳酸杆菌是肠道中重要的益生菌,在调节肠道微环境稳态中具有重要作用。乳酸杆菌参与调节机体胃肠道功能,维持肠道内菌群平衡,形成生物屏障。乳酸杆菌还能参与影响肠道菌群组成,减轻肠道炎性病变。乳酸杆菌的生物学特性和功能研究受到广泛关注。本研究选择实验室前期从健康猪粪样中分离的两株乳酸杆菌属细菌,首先对其进行分子鉴定,通过体外培养试验,检测其代谢活性,评估其对大肠杆菌和沙门氏菌的抑菌效果;其次,利用葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导小鼠肠炎模型,研究该乳酸杆菌对肠道炎症的影响及其调节肠上皮屏障的机制;最后,研究了该乳酸杆菌在沙门氏菌感染模型中的作用,从而为其在猪生产中的应用提供参考依据和理论指导。本研究鉴定了两株乳酸杆菌:Lactobacillus reuteri和Lactobacillus taiwanensis,其在体外能抑制大肠杆菌和伤寒沙门氏菌生长。体内试验表明Lactobacillus reuteri和Lactobacillus taiwanensis能增强肠上皮屏障,降低促炎因子水平、增加抗炎因子水平,对DSS引起的肠道炎症起到了一定的缓解作用;其中,Lactobacillus taiwanensis对肠上皮屏障的保护效果更为明显。

   

博士生柳思强对文献《Impaired Aryl Hydrocarbon Receptor Ligand Production by the Gut Microbiota Is a Key Factor in Metabolic Syndrome》——《肠道菌群生成芳香烃受体配体受损是代谢综合征的关键因素》进行汇报。代谢综合征及其相关病症,例如肥胖,2型糖尿病(T2D),高血压(HBP)以及非酒精性脂肪肝是全世界关心的健康问题。代谢紊乱会导致肠道菌群组成的改变,但目前的研究对于代谢紊乱中肠道菌群功能的改变及其参与代谢紊乱的发病机制知之甚少。肠道菌群产生的色氨酸代谢物如吲哚是芳香烃受体(AhR)的配体,在肠道稳态中起到主要作用,并且参与炎症性肠病的发病机制。据报道AhR靶基因的激活在患有代谢综合征的小鼠中被改变,表明AhR可能参与了代谢综合征的发病机制;并且肠道菌群减少AhR配体色氨酸的产生参与了炎性肠病的病发。本研究确定具有代谢综合征患者的粪便样品显示较低的色氨酸代谢物水平及AhR活性降低,而在代谢综合征模型中也观察到类似的AhR配体的缺失。采用AhR激动剂治疗或者是补充能产生丰富AhR配体的肠道菌株可补偿受损的AhR信号传导,减少葡萄糖代谢障碍和肝脏脂肪变性且代谢紊乱的改善和肠屏障功能的恢复可能与肠促胰岛素的产生相关。

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