2021年6月8日下午两点,第九十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陈圣蕾、陈露、沈睿、徐凯文四位硕士生和博士生王红玉,分别做出汇报。
硕士生陈圣蕾对文献《Positive effffects of a Clostridium butyricum-based compound probiotic on growth performance, immune responses, intestinal morphology, hypothalamic neurotransmitters, and colonic microbiota in weaned piglets》——《以丁酸梭菌为基础的复合益生菌对断奶仔猪生长性能、免疫反应、肠道形态、下丘脑神经递质和结肠微生物群的积极影响》进行汇报。本研究旨在研究益生菌(一种潜在的抗生素替代品)对断奶仔猪生长性能、血清生化参数、肠道形态、黏膜免疫、下丘脑神经递质和结肠菌群的影响。36头断奶仔猪分别饲喂基础饲粮、添加硫酸黏菌素抗生素和添加丁酸梭菌、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌等益生菌的饲粮。益生菌显著提高了料重比,提高了第1~28天的平均日增重,降低了腹泻指数。与对照组相比,益生菌也降低了14天血清AST、ALT和ALP的浓度,并降低了28天血清ALT的浓度。补充益生菌可减少回肠凋亡细胞。第28天血清和回肠TNF-α和IL-1β浓度显著降低,第14和28天血清IL-6浓度显著降低。饲喂益生菌的仔猪在第28天下丘脑血清5-羟色胺、多巴胺和血清γ-氨基丁酸含量均较高,结肠中丁酸和戊酸盐浓度也较高。高通量测序结果显示,所有类群中有972个核心操作分类单元,其中48个是益生菌处理组特有的。益生菌仔猪中芽孢杆菌属和芽孢杆菌种的相对丰度较高;通过重建未观察到的状态对群落进行系统发育研究发现,氨基酸代谢、DNA修复、复制和重组蛋白以及分泌系统中富含益生菌。综上所述,丁酸梭菌基益生菌改善了断奶仔猪生长性能,改善了肠道形态,改变了下丘脑神经递质,调节了结肠菌群。
硕士生陈露对文献《Lycium ruthenicum Anthocyanins Attenuate High-Fat Diet-Induced Colonic Barrier Dysfunction and Inflflammation in Mice by Modulating the Gut Microbiota》——《枸杞花青素通过调节肠道微生物群减轻高脂饮食诱导的小鼠结肠屏障功能障碍和炎症》进行汇报。本研究旨在探究肠道屏障功能障碍和炎症源自肠道微生物失调(GM)与高脂肪饮食(HFD)的相关关系。枸杞花青素(ACs)通过调节肠道微生物失调发挥抗肥胖作用,但ACs与GM之间的关联机制尚不清楚。方法与结果:以50、100、200 mg/kg剂量的高脂饲料喂养小鼠,观察ACs对结肠屏障功能障碍和炎症的改善作用。添加AC可降低体重增加,丰富短链脂肪酸(SCFA)、产生细菌,减少内毒素产生细菌(如Helicobacter和Desulfovibrionaceae),降低内毒素(如:脂多糖)的水平。在高脂肪饮食诱导的小鼠中,SCFAs显著激活G蛋白偶联受体(GPRs),抑制组蛋白去乙酰化酶(HDAC),提高肠道紧密连接mRNA和蛋白表达水平,降低肠道通透性,保护肠道屏障完整性。这些影响减轻肠道炎症通过抑制LPS/NF-kB/TLR4通路。
硕士生沈睿对文献《Residue cornstalk derived biochar promotes direct bio-hydrogen production from anaerobic fermentation of cornstalk 》——《秸秆残渣生物炭促进玉米秸秆厌氧发酵直接生物制氢》进行汇报。本研究在实施玉米秸秆厌氧生物制氢残渣生物炭的基础上,提出了一种提高玉米秸秆厌氧发酵直接生物制氢的新途径。添加RCA-生物炭后,玉米秸秆的生物制氢潜力和最大生物制氢速率分别从156.2~286.1mLH2/g底物和3.5~5.7mL H2/g底物/h提高到15.0g/L和17.9~33.7%,木质素含量提高了20.3~42.8%,纤维素和半纤维素的含量分别降低了17.9~33.7%和14.4~25.2%,木质素含量提高了20.3~42.8%,生物制氢潜力和最大生物产氢速率分别从2.5mL/g基质和3.5mL H2/g基质/h提高到了3.5mL/g基质/g基质和5.7mL H2/g基质/h。经过厌氧发酵96h后,RCA-生物炭浓度为2.5~15.0g/L,进一步分析表明,RCA-生物炭不仅为产氢菌提供了更大的比表面积,而且提高了纤维素酶的活性,从而提高了底物转化为生物氢的能力。本研究结果可能为今后木质纤维素生物制氢的高效、可持续发展提供支持。
硕士生徐凯文对文献《Dynamic microbial diversity and fermentation quality of the mixed silage of corn and soybean grown in strip intercropping system》——《带状间作玉米大豆混合青贮的微生物多样性及发酵品质研究》进行汇报。本研究研究了玉米和大豆混合青贮在带状间作条件下的发酵品质和微生物群落。与100%大豆(S)青贮相比,玉米和大豆混合青贮提高了乳酸含量,降低了氨氮含量,与100%玉米(C)青贮相比,降低了氨氮含量。真菌乳酸菌在大豆混合青贮鲜料中最多。青贮期间,以魏氏菌和乳酸菌为主的青贮,混合青贮的乳酸菌相对丰度高于同品种的大豆青贮。有氧暴露(AE)后,低相对丰度菌群在青贮60 d和AE 7d时存在与氨氮含量和pH相关的协同效应。综上所述,玉米和大豆混合青贮改善了微生物群落结构,提高了发酵品质。
博士生王红玉对文献《Arrhythmic Gut Microbiome Signatures Predict Risk of Type 2 Diabetes》——《根据心律失常的肠道微生物群特征预测二型糖尿病的风险》进行汇报。生活方式、肥胖和肠道微生物是代谢紊乱的重要因素。研究发现特定微生物菌群的相对丰度在24小时内呈现节律性波动,且糖尿病患者的微生物菌群节律出现紊乱。进一步研究者们鉴定出2型糖尿病(T2D)患者中有13个OTUs节律出现紊乱。基于这些节律紊乱的肠道微生物研究者们建立了可以区分2型糖尿病(T2D)的预测模型。与BMI指标联用时,这些预测模型分类及预测效果最佳。研究者们通过宏基因组学方法鉴定出与T2D和肠道细菌节律变化相关的菌群代谢通路,涉及氨基酸、芳香族化合物和脂肪酸的代谢功能等。这些发现提示肠道菌群组成的昼夜震荡及其相关的节律性功能,可能是代谢疾病发生发展中不可忽视的因素,其特征或可用于T2D的辅助诊断和预测。