猪的肠道微生物与宿主营养代谢

肠道中栖息着数量庞大复杂多样的微生物菌群,肠道微生物在宿主健康中发挥着重要作用,既影响着饲料消化、营养物质吸收和能量供应,又调控着宿主正常生理功能及疾病的发生与发展。动物胃肠道不仅是消化器官,还是感应器官,肠道对营养物质的感应可以通过脑肠轴调节机体生理活动。肠道微生物还能代谢蛋白质产生宿主细胞不能合成的肽类物质,并通过小肠上皮的肽类转运系统影响机体代谢,因此可能存在微生物-肠道-大脑轴。肠道微生物还可以与机体形成宿主-微生物代谢轴,对动物机体营养物质代谢和免疫稳态起重要作用。饲粮对宿主代谢的改变,常伴随有肠道微生物区系的变化,肠道微生物的代谢可能通过微生物-肠道-大脑轴以及宿主-微生物代谢轴调节宿主很多生理过程,进而影响机体整体代谢。本文概述了猪肠道微生物区系与宿主肠道营养物质代谢的关系,以加深关于肠道微生物对机体代谢贡献的认识。

FAT/CD36融合蛋白的表达及其对鸡腹脂沉积的特异性调控

【目的】脂肪酸转位酶(fatty acid translocase,FAT/CD36)是介导脂肪酸跨膜转运和脂肪细胞聚脂的重要载体蛋白。本试验采用主动免疫法研究FAT/CD36在鸡脂肪沉积调控中的作用。【方法】将FAT/CD36膜外区抗原表位基因片段克隆入表达载体pET-32a(+),并转化在大肠杆菌BL21(DE3),构建FAT/CD36融合蛋白表达载体。主动免疫试验选取22日龄黄羽肉鸡60只,按公、母各随机分为2组,共4组。公鸡和母鸡的试验组分别在第34、49、和63天肌肉注射1mg重组鸡FAT/CD36融合蛋白,以牛血清白蛋白(bovineserumalbumin,BSA)为对照。【结果】重组菌表达分子量约为29kD的鸡FAT/CD36融合蛋白,在0.1mmol·L-1IPTG诱导6h后,目的蛋白表达量占菌体总蛋白的32%。表达产物主要以包涵体的形式存在,经纯化并透析复性后得到高纯度的FAT/CD36融合蛋白。主动免疫后,公鸡和母鸡试验组的血清抗FAT/CD36抗体水平逐渐升高,并在首次免疫后显著高于各自对照组。主动免疫FAT/CD36能特异性降低公鸡的腹脂率,但对母鸡无显著性影响。试验组与对照组皮下脂肪厚度差异不显著。【结论】FAT/CD36对鸡脂肪调控具有典型的性别特异性和部位差异。试验结果为进一步阐明禽类脂肪组织特异性沉积的分子机制提供理论依据。

肠道内分泌与营养素感应系统

动物肠道内消化代谢产生的各种营养素或其他化学物质,能够通过肠道内分泌和营养素感应系统发挥生理效应。作为肠道内分泌和营养素感应系统重要的组成部分,肠道内分泌细胞通过表面的感应受体(氨基酸感应受体、脂肪酸感应受体和葡萄糖感应受体等),识别感应肠道内各类营养素,不仅调节营养素吸收和代谢,同时能够分泌脑肠肽(胰高血糖素样肽-1、酪酪肽、胆囊收缩素等)。脑肠肽通过由中枢神经系统、自主神经系统以及肠神经系统构成的脑肠神经网络,参与调控机体摄食行为及其他生理功能。本文就动物肠道内分泌系统、脑肠轴以及营养素感应受体等方面研究进展进行综述。

丙酸钠对IPEC-J2细胞紧密连接及炎症细胞因子的影响

[目的]本文以猪肠道上皮IPEC-J2细胞为模型,探究不同水平丙酸钠对细胞紧密连接和炎症细胞因子的影响。[方法]分别用1和10 mmol·L^(-1)丙酸钠处理IPEC-J2细胞,以不加丙酸钠处理IPEC-J2细胞为对照组,分别处理12 h和24 h后测定各组细胞活力、跨膜电阻(TEER)值、紧密连接相关蛋白及炎症细胞因子基因表达和细胞上清液中炎症因子浓度。[结果]丙酸钠处理24 h后,处理组细胞活力显著下降(P<0.05),细胞的TEER值则显著上升(P<0.05)。RT-qPCR结果显示,紧密连接相关蛋白Claudin中,不同浓度丙酸钠处理12和24 h后,显著下调Claudin-1 mRNA的表达(P<0.05),但显著上调Claudin-2、Claudin-3和Claudin-4 mRNA的表达(P<0.05)。紧密连接相关蛋白ZO中,处理12和24 h时,1和10 mmol·L^(-1)丙酸钠分别显著上调ZO-2 mRNA和ZO-1 mRNA的表达(P<0.05),但10 mmol·L^(-1)丙酸钠则显著下调ZO-2 mRNA的表达(P<0.05)。不同浓度丙酸钠处理12和24 h均显著上调炎症细胞因子IL-8、IL-18和TNF-αmRNA的表达(P<0.05),显著下调IL-6 mRNA的表达(P<0.05)。ELISA测定结果表明,丙酸钠显著刺激IL-8和TNF-α的分泌(P<0.05),对IL-18和IL-6的分泌则无显著影响(P>0.05)。[结论]丙酸钠选择性上调紧密连接蛋白家族相关基因的表达,一定程度上维护小肠上皮细胞屏障功能的完整性,同时调节细胞炎症反应,揭示丙酸在调节小肠上皮细胞屏障功能以及炎症反应过程中发挥重要作用。

母乳微生物种类和来源及其对新生子代作用的研究进展

母乳历来被认为是无菌的,但是最新的研究表明,母乳可为婴儿持续提供能够定植于婴儿肠道的益生菌如乳酸乳球菌和发酵乳杆菌,这些细菌可以促使婴儿肠道发育及免疫系统的成熟,以提高自身对病原菌的抵抗能力.本文就母乳中细菌的种类、来源及其对新生子代肠道菌群及免疫作用进行了综述,以期为母乳微生物的研究和利用提供参考.

盲肠灌注丙酸对生长猪结肠黏膜基因表达的影响

本试验旨在通过盲肠灌注丙酸,利用转录组测序,探究丙酸对生长猪结肠黏膜基因表达的影响。试验选取16头杜×长×大阉公猪,随机分成对照组和试验组,每组8头。试验期内,通过盲肠瘘管给对照组和试验组试验猪分别灌注等量的生理盐水及用生理盐水配制的丙酸溶液,共灌注28 d。试验期结束后屠宰,采集结肠黏膜进行转录组测序分析。结果显示:灌注丙酸后,在生长猪结肠黏膜中共检测出121个差异表达基因[差异倍数(FC)≥2,P<0.05],其中78个基因上调,43个基因下调。其中,丙酸显著提高了酪酪肽(PYY)、胰岛素样生长因子结合蛋白7(IG FBR7)、果糖二磷酸醛缩酶(ALDOB)、ATP合成酶5I(ATP5I)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸脱氢酶亚基4L(ND4L)、细胞色素P450(CYP39A1)等糖代谢和能量代谢相关基因的表达(P<0.05),显著促进了闭锁蛋白-1(Occludin-1)、生长抑素(SST)、G蛋白偶联受体5A(G PRC5A)等免疫相关基因的表达(P<0.05)。经GO与KEGG pathway分析发现,上调基因显著富集的GO term主要包括糖基化合物代谢、糖类衍生物代谢等,显著富集的通路有氧化磷酸化、糖胺聚糖生物合成等。下调基因显著富集的GO term主要有心腔发育、干细胞群维持等,显著富集的通路包括牛磺酸和亚牛磺酸代谢、叶酸生物合成等。综上所述,盲肠灌注丙酸改变了结肠糖代谢和能量代谢,以及肠道屏障与免疫功能相关基因的表达,表明丙酸对结肠代谢及机体健康有一定的调节作用。

食物主要成分与动物肠道微生物组成及其代谢的关系

动物胃肠道中寄居有大量微生物,这些微生物的存在与宿主免疫、营养以及其他生命活动紧密相关.经过长期进化,肠道菌群与宿主形成了相对稳定的共生体系,但饮食等环境因素能够改变肠道菌群组成及其代谢活性,进而影响机体健康.另一方面,肠道菌群携带着与宿主截然不同的遗传信息,并具有比宿主更多元的代谢功能,包括从食物中摄取能量的能力,比如分解和利用不能被宿主消化的多糖.本文综述碳水化合物、蛋白质和脂类三大主要营养成分对肠道菌群及其代谢的影响,并探讨菌群变化和菌群代谢对动物健康的影响.

琥珀酸对产肠毒素大肠杆菌K88感染小鼠肠道炎症的影响及其机制研究

本试验旨在研究琥珀酸对产肠毒素大肠杆菌(ETEC)K88感染小鼠肠道炎症的影响及其机制。选取40只7周龄C57BL/6J雄性小鼠,随机分成4组(每组10只):正常对照组(NC组)、琥珀酸组(SUC组)、大肠杆菌组(ETEC组)和琥珀酸+大肠杆菌组(SUC+ETEC组)。4组小鼠均饮用去离子水,SUC组和SUC+ETEC组小鼠在饮水中添加20 mmol/L的琥珀酸。试验第4天,ETEC组和SUC+ETEC组每天灌胃浓度1×10^(10)CFU/mL的ETEC K88菌液0.2 mL,持续3 d,恢复1 d。适应期7 d,试验期8 d。结果表明:1)与NC组相比,ETEC组造模后体重显著降低(P<0.05);与ETEC组相比,SUC+ETEC组造模后体重以及空肠绒毛高度和绒毛高度/隐窝深度显著升高(P<0.05)。2)与NC组相比,ETEC组血浆和空肠中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白细胞介素-6(IL-6)浓度显著升高(P <0.05),白细胞介素-10(IL-10)和白细胞介素-4(IL-4)浓度显著降低(P<0.05);与ETEC组相比,SUC+ETEC组血浆中IL-6浓度显著降低(P<0.05),空肠中TNF-α和IL-6浓度显著降低(P<0.05),空肠中IL-10浓度显著升高(P<0.05)。3)与NC组相比,ETEC组血浆中内毒素、二胺氧化酶(DAO)和D-乳酸(D-LA)浓度显著升高(P<0.05);与ETEC组相比,SUC+ETEC组血浆中内毒素和D-LA浓度显著降低(P<0.05)。4)与NC组相比,ETEC组空肠中密封蛋白-1(Claudin-1)和咬合蛋白(Occludin)的表达水平显著降低(P<0.05);与ETEC组相比,SUC+ETEC组空肠中Claudin-1和Occludin的表达水平显著升高(P<0.05)。综上所述,饮水添加琥珀酸可增强小鼠空肠紧密连接相关蛋白表达,改善肠道通透性,调节炎症因子分泌,缓解ETEC K88感染引起的肠道炎症。

果蔬籽实在动物饲料中的应用潜力

我国是一个饲料资源短缺的国家,新饲料资源开发是目前动物营养研究的热点。我国果蔬籽实资源丰富,这些果蔬籽实中不仅含有大量的蛋白质和脂肪,而且还含有丰富的维生素和矿物质,开发其资源对养殖业发展具有重要意义。文章就果蔬籽实的营养成分及其在动物生产中的应用作以简述。

猪不同肠段微生物体外培养对蛋氨酸的代谢特性

【目的】旨在通过微生物体外发酵技术,以回肠微生物为参照,研究猪盲肠及结肠微生物对在小肠微生物中代谢率较低的蛋氨酸的代谢特性。【方法】采集4头健康100 kg左右杜×长×大杂交猪的盲肠、结肠与回肠食糜作为接种物,分别接种于10 mmol/L蛋氨酸的培养基中,37°C体外培养24 h。分别设含蛋基酸溶液和含各肠段食糜接种物的空白对照组。【结果】(1)不同肠段微生物以蛋氨酸为底物体外发酵,盲肠组蛋氨酸消失率(21.9%)显著高于结肠组(16.7%)与回肠组(16.3%)(P<0.05)。盲肠组总SCFA量显著高于结肠与回肠组(P<0.05),伴随着p H值下降程度最高;盲肠组MCP产量也显著高于结肠与回肠组(P<0.05);在产气量与NH3-N浓度上,盲肠组与结肠组均显著低于回肠组(P<0.05)。(2)以蛋氨酸为底物体外发酵,门水平上,总菌、厚壁菌门含量在各肠段组间无显著差异(P>0.05),拟杆菌门含量在盲肠组最高;与不加蛋氨酸底物的对照组比较,三个肠段试验组总菌、厚壁菌门含量均显著高于对照组(P<0.05),而拟杆菌门含量在试验组与对照组间差异不显著(P>0.05)。属水平上,盲肠组和结肠组大肠杆菌属数量显著低于回肠组(P<0.05),而柔嫩梭菌属和梭菌XIV属数量在盲肠组和结肠组均高于回肠组;各肠段组间双歧杆菌数量无显著差异(P>0.05)。【结论】以蛋氨酸为底物,体外培养猪盲肠微生物对蛋氨酸代谢率高于回肠微生物,伴随着其他发酵参数的变化,并且发酵产生更多的菌体蛋白。相比于回肠微生物发酵,大肠微生物发酵后,柔嫩梭菌属和梭菌XIV属数量较高,而大肠杆菌属数量较低。

不同规模猪场饲料粗蛋白水平及赖氨酸添加量的研究

为了解生猪养殖各阶段饲料粗蛋白水平及氨基酸添加情况,从而为低蛋白日粮研究提供实际生产数据,本文对55个不同规模猪场各阶段饲料中粗蛋白水平及氨基酸添加情况进行了调研。结果表明:猪场各阶段饲料粗蛋白水平、赖氨酸添加量等于或高于NRC标准;在育肥期阶段,各猪场饲料粗蛋白水平均高出NRC标准2百分点,2/3猪场赖氨酸添加量高出NRC标准01百分点。不同规模猪场间比较,在保育前、后期以及生长期,大、中、小型猪场饲料粗蛋白水平无显著差异(P>005)。而在育肥期,大型猪场饲料粗蛋白水平显著低于中、小型猪场(P<005);中、小型猪场间饲料粗蛋白水平差异不显著(P>005)。在保育前、后期,不同规模猪场饲料赖氨酸添加量无显著差异(P>005);而在生长期和育肥期,大、中、小型猪场饲料赖氨酸添加量依次下降,其中,在生长期大型猪场饲料赖氨酸添加量显著低于小型猪场(P<005),在育肥期显著低于中、小型猪场(P<005)。结果提示,我国猪场使用的饲料蛋白质水平普遍较NRC标准高;与中小猪场相比,大型猪场在生长育肥期使用较低的粗蛋白水平饲料。

肠道微生物调控宿主食欲的研究进展

肠道微生物与宿主代谢相互作用,可调节机体的生理功能。宿主机体中存在"微生物-肠道-大脑轴",肠道菌群可通过多种途径影响中枢神经系统,进而对宿主摄食等行为产生影响。食物中不易被宿主消化吸收的膳食纤维等营养物质,被肠道微生物发酵可产生多种代谢产物,这些代谢产物作为信号分子可通过不同途径介导中枢神经系统,进而调控宿主食欲。本文主要综述了肠道微生物及其代谢产物对中枢神经系统与宿主食欲的影响及其可能的调控途径与机制,以加深肠道微生物在调控宿主食欲方面的新认识。

微生物群系与动物消化道营养

消化道包括口腔、胃和肠道,是机体消耗能量的主要场所;消化道内营养素的消化、代谢和吸收是保障胃肠道结构功能的基础,也是动物机体生长和发育的前提.胃肠道内食物、微生物和肠壁互作,保障了肠道上皮细胞营养和肠道微生物营养,构成了动态的消化道营养系统.消化道特别是肠道的肠腔和肠黏膜存在丰富的微生物群落,包括细菌、真菌、古菌、病毒等,共同构成了肠道微生物群系.肠道微生物群系参与代谢机体摄入的营养素和非营养素类物质,通过调节消化道内营养素的转化、吸收和排出等过程,影响机体内的营养分配.本文主要聚焦胃肠道,综述了微生物群系与动物消化道营养的研究进展,为研究微生物群系和营养互作提供参考.

体外法探究不同氨基酸形式酪蛋白水解物对猪小肠微生物的影响

【目的】通过体外法探究猪小肠不同肠段肠腔微生物和肠壁微生物对两种不同氨基酸形式的酪蛋白水解物的发酵特性。【方法】以生长猪的十二指肠、空肠、回肠肠腔食糜或者肠壁微生物为接种物,分别以酸水解酪蛋白(以游离氨基酸为主)和酶水解酪蛋白(以小肽为主)为底物,37°C厌氧培养发酵,于0、3、6、12 h采样,测定微生物蛋白(MCP)以及用real time-PCR进行菌群分析。【结果】(1)肠腔微生物发酵不同酪蛋白水解物:十二指肠和回肠酶水解酪蛋白组MCP的含量显著高于酸水解酪蛋白组(P<0.05)。十二指肠酶水解酪蛋白组总菌、Firmicutes数量显著高于酸水解酪蛋白组(P<0.05)。回肠发酵6 h后,酶水解酪蛋白组Escherichia coli和Firmicutes的数量显著高于酸水解酪蛋白组(P<0.05);发酵12 h后,酶水解酪蛋白组总菌、Lactobacillus、E.coli的数量均显著高于酸水解酪蛋白组(P<0.05)。(2)肠壁微生物发酵不同酪蛋白水解物:发酵12 h后,十二指肠和回肠酶水解酪蛋白组MCP含量显著高于酸水解酪蛋白组(P<0.05)。十二指肠酶水解酪蛋白组Lactobacillus、Firmicutes数量分别极显著、显著高于酸水解酪蛋白组;回肠Firmicutes数量在酶水解酪蛋白组显著高于酸水解酪蛋白组(P<0.05)。【结论】十二指肠和回肠的肠腔和肠壁微生物都能够利用小肽,且在一定程度上对小肽的利用更具优势。

葡萄籽营养价值及其在动物饲料中的应用

新饲料资源开发是目前动物营养研究的热点。文章就葡萄籽的营养成分及其在动物生产中的应用作一简述。

猪源乳杆菌Lactobacillus reuteri strain DSM和Lactobacillus taiwanensis strain BCRC对肠道炎症的影响

【目的】旨在以葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导小鼠肠炎模型研究猪源乳杆菌Lactobacillus reuteri strain DSM(LR)和Lactobacillus taiwanensis strain BCRC(LT)对肠道炎症的影响。【方法】选取24只8周龄体重相近的C57BL/6J雄性小鼠,随机分为4组(每组6个重复):正常对照组、DSS组、LR菌处理组(DSS+LR)和LT菌处理组(DSS+LT)。适应期7 d,试验期16 d,随后处死小鼠并采样。【结果】与正常对照组相比,DSS组小鼠体重、结肠长度显著降低,疾病活动指数(DAI)显著增加(P<0.05);与DSS组相比,LR、LT菌处理组小鼠体重下降的程度并没有显著缓解,但是,其DAI评分显著降低;并且,LT菌处理组结肠长度显著增加(P<0.05)。正常对照组和LT菌处理组结肠组织病理学评分显著低于DSS组和LR菌处理组(P<0.05)。结肠髓过氧化物酶(MPO)活性在正常对照组和LT菌处理组也显著低于DSS组(P<0.05),在LR菌处理组与DSS组无显著差异(P>0.05)。与正常对照组相比,DSS组结肠和血浆的促炎因子TNF-α、IL-1β、IL-6水平显著升高,而抗炎因子IL-10水平显著降低;相比于DSS组,LT菌处理组显著降低了结肠和血浆的TNF-α、IL-1β、IL-6水平,升高了IL-10水平;LR菌处理组显著降低了结肠TNF-α水平、血浆IL-1β水平,升高IL-10水平(P<0.05)。免疫组化和ELISA结果显示,相比于正常对照组,DSS组降低了结肠紧密连接蛋白Claudin-1、Occludin、ZO-1和黏蛋白Muc-2表达水平,而LR或LT菌的处理则上调了DSS影响下的屏障相关蛋白表达。16S rDNA测序技术检测结肠菌群组成,PCoA分析得出,正常对照组和DSS组显著分离,LT处理组菌群组成更接近于正常对照组。门水平上,变形菌门丰度在正常对照组显著低于DSS组(P<0.05);与DSS组相比,LT菌处理组也能降低变形菌门丰度,但未达显著水平(P>0.05)。属水平上,Muribaculaceae_norank属在正常对照组显著高于其他3组,Bacteroides在正常对照组显著低于其他3组(P<0.05);与DSS组相比,LR或LT菌的处理增加了Muribaculaceae_norank丰度,降低了Bacteroides菌丰度,但差异不显著(P>0.05)。【结论】乳杆菌Lactobacillus reuteri和Lactobacillus taiwanensis能增强肠上皮屏障,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。

福建海岸活力特性及其评价研究

全球气候变化背景下,海平面上升和风暴潮事件的频发给沿海地区带来严峻的挑战,如何保护海岸免受侵蚀,防止社会经济财产损失,维持海岸带生态系统平衡是海岸带持续发展不可忽视的问题。基于自然解决方案(nature-based solution,NbS)的活力海岸构建技术,采用近自然的生态修复和保护措施,在低能岸段以天然材料独立实现,高能岸段辅以人工措施,在实现海岸防灾减灾功能的同时,维持海岸带自然生态系统的稳定性,提升生态功能,挖掘海岸活力潜能。本研究采用熵权法,构建了福建省海岸活力评价体系,从防护安全、生态韧性和经济发展3个方面,结合福建海岸带2010年和2020年两期数据比较,开展海岸活力评价研究。结果显示,福建海岸活力呈现北低、中高、南较低的初始状态,活力值为0.20~0.67(数字越大活力越强);近十年海岸带生态修复工程的实施,使福建海岸活力整体趋势向好发展,高活力岸段明显增多,福建中部和南部活力海岸变优趋势整体优于北部。水体质量、气旋指数、生物岸线长度、湿地面积等因子对海岸活力特性的影响最为显著,基于NbS理念的海岸开发利用方式和丰富的软质护岸保护亦产生良好的生态效益和经济活力。海岸活力的提升应采用因地制宜的方式,合理、高效利用海岸带资源,结合区域生态价值和经济产值的优化,构建发展模式的海岸活力评价体系,为海岸防护能力、生态活力、经济潜力的可持续发展提供科学依据。