基于微生物及代谢组学研究葡萄籽原花青素对鹅肠道健康的影响

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中文摘要：肠道是鹅身体健康的第一道防线，对鹅的机体健康至关重要。葡萄籽原花青素(GSPs)因其抗氧化、抗炎和调节微生物群的能力而众所周知。本研究基于16SrDNA测序和代谢组学方法，探讨饲粮中添加GSPs对鹅肠道组织形态、抗氧化功能、屏障功能、菌群及代谢产物的影响。选择体重相近的21日龄四川白鹅240只，随机分为4组,每组6个重复，每个重复10只(公母各5只)。对照组饲喂基础饲粮，三个试验组分别在基础饲粮中添加50、100和150mg/kg GSPs。预试期7天，试验期6周。在63日龄时，每个重复随机选取1只鹅(即每组6只)采血，屠宰，取盲肠组织、黏膜及内容物。通过HE染色法观察肠道组织形态，测定肠道抗氧化性能、血清参数及短链脂肪酸。通过16S rDNA测序技术测定肠道微生物，通过LC-MS非靶向代谢组技术测定肠道差异代谢物和KEGG富集通路。主要结果如下: (1)饲粮添加50mg/kg GSPs组盲肠绒毛高度显著高于对照组，不同浓度GSPs处理对盲肠隐窝深度及绒毛高度/隐窝深度比值无显著影响。 (2)不同浓度GSPs处理组盲肠黏膜总抗氧化力(T-AOC)和超氧化物歧化酶(SOD)活性均显著提高(P＜0.001);100 mg/kg GSPs组谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性显著提高(P＜0.001),50或150 mg/kg GSPs组GSH-Px活性显著降低(P＜0.001);50或100mg/kg GSPs组过氧化氢酶(CAT)活性显著高于对照组;50 mg/kg GSPs组盲肠黏膜丙二醛(MDA)含量显著降低，但100或150 mg/kg GSPs组MDA含量显著提高(P＜0.001)。 (3)不同浓度GSPs处理组鹅血清DAO和D-乳酸浓度均显著降低(P＜0.001),50或100 mg/kg GSPs添加组血清内毒素浓度显著降低(P＜0.05)。 (4)不同浓度GSPs处理组盲肠乙酸和丙酸浓度均显著提高(P＜0.001)。饲粮添加50或100 mg/kg GSPs可显著提高丁酸浓度(P＜0.05)。 (5)16S rDNA测序共发现5589个OTUs,不同浓度GSPs处理组盲肠菌群中Shannon、Simpson和Chao 1指数均显著提高(P＜0.05),在门水平上，不同浓度GSPs处理组盲肠菌群中厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度提高，拟杆菌门(Bacteroidetes)的相对丰度降低。100或150 mg/kg GSPs组变形菌门(Proteobacteria)和50 mg/kg GSPs组放线菌门(Actinobacteria)相对丰度降低，150 mg/kg GSPs处理组脱硫菌门丰度升高。在科水平上，不同浓度GSPs处理组均促进了盲肠Ruminococcaceae、Clostridia_UCG-014、Lachnospiraceae 和[Eubacterium]_coprostanoligenes_group 的增殖,抑制了 Oscillospiraceae、Rikenellaceae 和 Barnesiellaceae 的增殖。在属水平上，不同浓度GSPs提高了 Clostridia_UCG-014的相对丰度,降低了 Bacteroides的丰度。50或100 mg/kg GSPs 处理组增加了鹅盲肠中[Eubacterium]-coprostanoligenes_group 和Faecalibacterium 丰度,100 或 150 mg/kg GSPs 添加组则促进了 Romboutsia 的增殖。KEGG功能预测显示GSPs处理组香叶醇降解、近端小管碳酸氢盐再生、阿米巴病以及嘌呤核苷酸代谢降低，G蛋白偶联受体以及醚脂代谢功能升高。 (6)代谢组测定获得代谢物数量总计8885个，正离子模式5254个，负离子模式3631个。代谢物包括脂类及类脂分子、烃类、有机酸及其衍生物、有机氮化合物、有机氧化合物、苯丙类化合物、多酮类化合物等。50、100和150 mg/kg GSPs处理组对比对照组差异代谢物分别有28、229和250种。共有差异代谢物8种，7种上调，1种下调。与对照组相比，100和150 mg/kg GSPs添加组精胺和N-acetylputrescine下调，L-异亮氨酸(L-Isoleucine)、脱氧腺苷以及生育酸上调。KEGG代谢通路富集分析显示GSPs处理组主要通过D-精氨酸和D-鸟氨酸代谢、精氨酸生物合成、甘油磷脂代谢、精氨酸和脯氨酸代谢以及谷胱甘肽代谢、泛酸盐和辅酶A生物合成、Beta-丙氨酸代谢以及谷胱甘肽代谢等途径发挥作用。 (7)相关性分析结果显示Butyricicoccus与7种上调共有代谢物以及一种下调共有差异代谢物均呈现正相关关系(P＜0.05),Fournierella、Subdoligranulum和Anaerofilum与部分共有差异代谢物有正相关关系(P＜0.05)。Tuzzerella和Itestinimonas与上调的共有差异代谢物呈现负相关关系(P＜0.05)。综上所述，本研究采用16S rDNA与代谢组学的分析方法，结合组织形态学观察、抗氧化性能、肠道渗漏指标以及肠道短链脂肪酸指标，分析了鹅饲粮添加GSPs对鹅肠道健康水平的影响，研究结果表明，GSPs提高了盲肠抗氧化性能，保护了肠道屏障的完整性，改善了肠道菌群组成，促进了肠道健康。本研究为日粮添加GSPs改善鹅肠道健康提供了理论依据。

作者：

邓超

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关键词：

鹅饲料添加剂葡萄籽原花青素肠道健康微生物组成代谢组学

授予学位：

硕士

学科专业：

畜牧学

导师：

郝瑞荣；任继武

学位年度：

2023

学位授予单位：

山西农业大学

语种：

中文

中图分类号：