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养殖环境声音对雏鸡肠道物理屏障和肠道菌群的影响

李纯

养殖环境声音对雏鸡肠道物理屏障和肠道菌群的影响

李纯1
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作者信息

  • 1. 东北农业大学
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摘要

噪声是畜牧养殖中潜在却不可忽视的环境因素。噪声被描述为不需要的声音,鸡有复杂的认知,养殖环境声音是否为噪声取决于鸡的主观观念,养殖环境声音是否会对畜禽产生负面影响需要深入研究。本试验从雏鸡肠道物理屏障和肠道菌群的角度研究养殖环境声音对雏鸡的影响,选择1日龄罗曼白雏鸡为研究对象。336只雏鸡分为三组:对照组(无额外声音添加,环境声音小于40dB),低强度声音组(LIS,65-75dB),高强度声音组(HIS,85-95dB),分别饲养在三个隔音的饲养室内。雏鸡1日龄起使用当地蛋鸡养殖场录制的声音对处理组进行持续4周的间歇式刺激,间隔1h声音播放1h,每天6h。每周采集雏鸡十二指肠、空肠、回肠组织和盲肠内容物,通过HE染色观察回肠组织形态结构变化,免疫荧光检测回肠组织紧密连接蛋白和黏蛋白的表达水平,实时荧光定量PCR检测十二指肠、空肠、回肠肠道组织中紧密连接蛋白和黏蛋白、热休克蛋白、免疫球蛋白A、炎症相关因子和Toll样受体的mRNA表达水平,通过16sRNA测序并分析盲肠肠道菌群结构,进而揭示养殖环境声音对雏鸡肠道屏障和肠道菌群的影响。 肠道紧密连接蛋白和黏蛋白的基因表达分析结果显示,养殖环境声音刺激1周后,低强度声音提高了回肠Claudin-1、E-cadherin、Occludin、Mucin2、ZO-2的mRNA的表达水平(P<0.05),高强度声音提高了十二指肠Claudin-1、Claudin-4、E-cadherin、ZO-1的mRNA表达水平(P<0.05)。声音刺激2周后高强度声音增加了回肠Claudin-4、Occludin、ZO-1和ZO-2的mRNA表达(P<0.05)。声音刺激3周后,低强度声音组十二指肠Occludin的表达显著上升(P<0.05),E-cadherin、Mucin2、ZO-1和ZO-2的mRNA表达水平有上升趋势(P>0.05),高、低强度声音降低了回肠Claudin-1、Claudin-4、E-cadherin、Occludin、Mucin2、ZO-1和ZO-2的mRNA表达(P<0.05),高、低强度声音组之间没有显著差异(P>0.05)。声音刺激4周后,高、低强度声音组降低了十二指肠Claudin-4、回肠紧密连接蛋白和黏蛋白的mRNA的表达水平(P<0.05),且两组之间无显著差异(P>0.05)。 回肠组织病理切片显示,高、低强度声音组回肠组织在声音刺激1周后炎性细胞浸润减少,2周后肠绒毛数量增多,绒毛高度增加。免疫荧光结果显示声音刺激在1周后增加了Occludin、Mucin2、ZO-1的蛋白表达(P<0.05)。低强度声音刺激2周后Occludin、Mucin2、ZO-1的蛋白表达增加(P<0.05)。声音刺激3周和4周后Occludin、Mucin2、ZO-1蛋白表达均减少(P<0.05),且刺激4周的高强度声音组显著低于低强度声音组(P<0.05)。 HSPs的mRNA表达结果显示,低强度声音刺激1周后,十二指肠HSP40、HSP60、HSP90和回肠HSP40、HSP60的mRNA表达无显著变化(P>0.05),十二指肠HSP70和回肠中HSP70和HSP90的mRNA表达水平显著降低(P<0.05)。高强度声音刺激1周后十二指肠和回肠组织HSPs的mRNA表达水平均显著降低,且低于低强度声音组。声音刺激2周后十二指肠和回肠HSPs的表达无显著变化(P>0.05)。声音刺激3周后,高、低强度声音降低了十二指肠HSP90的mRNA表达水平(P<0.05),高强度声音增加了回肠HSP40和HSP60的mRNA表达水平(P<0.05),但HSP70和HSP90的表达水平无显著变化(P>0.05)。声音刺激4周后,高、低强度声音降低了十二指肠中HSP70和HSP90、回肠中HSPs的mRNA表达水平(P<0.05),其中高强度声音组回肠中HSP70和HSP90的mRNA表达水平低于低强度声音组(P<0.05)。 十二指肠和回肠的前炎性因子和炎症因子的结果显示,低强度声音刺激1周后,回肠NF-κB、PTGES、COX-2、iNOS、IL-1β、IFN-γ、TNF-α的mRNA表达水平显著提高(P<0.05);高强度声音刺激1周后,十二指肠TLR4、NF-κB、PTGES、COX-2、iNOS和回肠中NF-κB、PTGES、COX-2、iNOS、IL-1β、TNF-α的mRNA表达水平显著提高(P<0.05)。高强度声音刺激2周后,回肠NF-κB、PTGES、COX-2、iNOS、IFN-γ、TNF-α的mRNA表达水平显著提高(P<0.05)。低强度声音刺激3周后,回肠TLR4、NF-κB、PTGES、iNOS、IL-1β、IFN-γ的mRNA表达水平显著降低(P<0.05);高强度声音刺激3周后,十二指中NF-κB、PTGES、iNOS和回肠TLR4、NF-κB、PTGES、iNOS、IL-1β的mRNA表达水平显著降低(P<0.05)。高、低强度声音刺激4周后十二指肠NF-κB、PTGES、COX-2、iNOS、IL-1β、TNF-α和回肠TLR4、NF-κB、PTGES、COX-2、iNOS、IL-1β、IFN-γ、TNF-α的表达水平显著降低(P<0.05)。 然而,空肠组织紧密连接蛋白、黏蛋白、HSPs及炎症相关因子的mRNA表达水平对养殖环境声音刺激的反应不明显,结果均差异不显著(P>0.05)。 盲肠内容物经16s测序,通过α多样性和β多样性分析发现,养殖环境声音对雏鸡肠道菌群的丰富性和多样性影响不显著,声音处理1、2、3、4周Chao1指数、Shannon指数无显著差异,PCoA结果显示三组之间无明显分离。物种注释信息发现,门水平上声音处理1周和2周均降低了放线菌门的丰度(P<0.05),声音处理3周和4周,无壁菌门丰度有所增加(P<0.05)。另一方面,养殖环境声音暴露增加了肠球菌属,Subdoligranulum、毛螺菌属丰度(P<0.05)。 本试验得出结论,养殖环境声音能够促进雏鸡肠道屏障的发育和有益菌群的定植,65-75dB和85-95dB不同强度声音作用效果差异不显著,养殖环境声音对肠道组织的作用效果有肠段组织特异性,十二指肠和回肠的反应较为明显,而空肠受到的影响较小。

关键词

/养殖环境声音/肠道物理屏障/肠道菌群

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授予学位

硕士

学科专业

生物学;动物学

导师

包军

学位年度

2021

学位授予单位

东北农业大学

语种

中文

中图分类号

S8
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