摘要
食淀粉乳杆菌（Lactobacillus amylovorus）是家猪肠道一类具有S层蛋白的优势乳杆菌，它与肠道健康和营养代谢密切相关，在猪肠道扮演着重要角色。目前普遍认为共生菌发挥生理功能具有菌株特异性，然而，有关猪肠道L.amylovorus菌株群结构及其与宿主共发育关系的认识仍然未知，限制了对其功能的认识和理解。在生长发育过程中，肠道微生物受多种因素的影响呈现动态变化，其中饮食和进化被认为是主要的驱动因素。野猪与家猪具有相似的遗传背景，是进行肠道共生菌与宿主协同进化研究的模型，通过比较野猪和家猪肠道L.amylovorus的差异，对于揭示在不同环境和生活方式下肠道微生物群落的适应和演化具有重要意义。因此，本研究建立了靶向猪肠道L.amylovorus菌株的高通量筛选方法，对哺乳期（1d、7d、14d）和生长育肥期（22d、29d、36d、52d、83d、152d）其中共9个时间点的“杜长大”猪肠道L.amylovorus的丰度和种内差异菌株进行了探究。同时，还分析了不同环境中生存的野猪肠道L.amylovorus的分布情况。主要试验结果如下： 1.猪肠道L.amylovorus菌株高通量筛选方法的建立 经大量形态学观察，本试验首先建立了猪肠道乳酸菌菌落形态和显微菌体形态的联系。通过高通量SDS-PAGE筛选出具有S层蛋白的乳杆菌，利用L.amylovorus菌种特异性引物对其进行鉴定从而获得目标菌株。基于此本研究建立了靶向猪肠道L.amylovorus菌株的高通量筛选系统，与传统随机挑菌方式相比，该方法对L.amylovorus的筛选效率提高了近六倍。 2.不同发育阶段“杜长大”猪肠道L.amylovorus菌株的动态变化规律 本试验从不同发育阶段“杜长大”猪肠道中共获得了1719株L.amylovorus菌株，发现其在不同阶段的分布存在差异。哺乳期仔猪肠道只在14日龄出现了零星的L.amylovorus，其菌株类型与断奶后完全不同。断奶后，29日龄时L.amylovorus丰度升高，尽管在不同阶段呈现波动变化，但29日龄至83日龄猪肠道L.amylovorus菌株类型均保持一致。随着生长发育，在出栏时（152日龄）肠道微生物多样性增加，导致L.amylovorus相对丰度有所下降，但是其菌株多样性增加了两倍。 3.野猪肠道L.amylovorus的周期性涌现 本试验对不同环境中生存的野猪肠道中的L.amylovorus进行了分析。结果显示，不同野猪肠道L.amylovorus的丰度和菌株多样性存在巨大差异。其中冬春季节野猪肠道未检测到L.amylovorus；在玉米成熟季节，野猪肠道出现了高丰度的L.amylovorus；而在圈养野猪肠道只检测到低丰度的菌株。此外，玉米成熟季节野猪肠道高丰度的L.amylovorus菌株多样性反而低于圈养野猪，这与摄入的食物类型和能量摄入量密切相关。另外，可能受遗传背景的影响，两种野猪肠道间L.amylovorus的差异菌株重合程度高于野猪和“杜长大”猪。 研究结论：本研究通过建立靶向猪肠道L.amylovorus菌株的高通量筛选方法，从菌株水平深入探究了不同发育阶段“杜长大”猪肠道中L.amylovorus的动态演替规律，揭示了生长发育和能量摄入等因素对肠道优势菌的影响，有助于深入理解猪肠道微生物的动态变化，为进一步阐明猪肠道共生菌与宿主互作提供了重要基础。同时，本研究通过比较野猪和“杜长大”猪肠道L.amylovorus的差异，揭示了能量组成和遗传背景对肠道共生菌的影响。这些发现为进一步研究猪肠道微生物群落的适应性演化和驯化过程提供了重要依据。
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