饲粮中添加蛋白酶对猪生长性能、营养物质消化率和血清生化指标影响的Meta分析

研究采用Meta分析,旨在评价饲粮中添加蛋白酶对猪生长性能、营养物质消化率和血清生化指标的影响。通过检索中国知网、PubMed和Web of Science数据库,筛选饲粮中添加蛋白酶对猪生长性能、营养物质消化率和血清生化指标影响的随机对照试验。自2013至2023年,筛选获得22篇文献纳入研究,所纳入总样本1818例,使用R包(Meta)进行相关数据分析。选择标准化均数差(SMD)作为效应指标。结果表明:相较于对照组,饲粮中添加蛋白酶显著提高了猪的平均日采食量(SMD=0.11,95%CI=0.01~0.21)和平均日增重(SMD=0.43,95%CI=0.28~0.57),降低了料重比(SMD=-0.33,95%CI=-0.48~-0.18),提高了饲粮中干物质(SMD=0.27,95%CI=0.15~0.39)和粗蛋白(SMD=0.42,95%CI=0.32~0.53)的消化率,降低了血清中尿素氮含量(SMD=-0.17,95%CI=-0.28~-0.05)。综上,饲粮中添加蛋白酶可以改善猪的生长性能,提高营养物质消化率,降低血清中尿素氮水平。

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.

不同水平蛋白质底物对猪结肠微生物体外发酵特性和菌体合成能力的影响

本试验旨在体外条件下,探究不同水平蛋白质底物对猪结肠微生物发酵特性的影响,了解猪结肠微生物对蛋白质的利用规律。以成年猪结肠内容物为微生物接种物,在结肠微生物发酵液中分别添加0(C组)、0.10(L组)、0.25 g/L(H组)酪蛋白水解物,厌氧发酵不同时间点(3、6、9、12、18、24 h),分别测定累积产气量、p H及微生物蛋白、氨态氮、挥发性脂肪酸浓度。结果显示:1)发酵3、6 h时,L组和H组p H显著低于C组(P<0.05)。2)L组和H组累积产气量均高于C组。3)L组和H组各时间点微生物蛋白浓度均显著高于C组(P<0.05),6 h时H组又显著高于L组(P<0.05)。3)L组和H组各时间点氨态氮浓度均显著高于C组(P<0.05)。4)短链脂肪酸和支链脂肪酸浓度随着发酵时间延长而增加,同时随着蛋白质水平增加而增加。由此可见,蛋白质底物的添加促进了肠道微生物菌体合成,但是过多的蛋白质底物水平并不能进一步提高微生物蛋白浓度;随着蛋白质水平增加,肠道微生物发酵特性进一步提高。

不同蛋白源日粮添加乳酸链球菌素对育肥湖羊瘤胃发酵及微生物菌群结构的影响

本试验旨在探究不同蛋白源日粮条件下添加乳酸链球菌素(nisin)对育肥湖羊瘤胃发酵及微生物菌群结构的影响。试验采用2×2因子设计,两因子分别为蛋白源[豆粕(SBM)、干玉米酒精糟及其可溶物(DDGS)]和nisin(添加水平为0或30.5 mg·kg^(-1) DM),两两组合,配制4种等氮等能日粮。选取32只体重(23±2)kg的断奶湖羊公羔,按照随机区组设计,根据体重分为2个区组(低体重组,16只;高体重组,16只),每个区组的湖羊随机分配到4个组并分别饲喂对应日粮,单栏饲喂。试验预饲期1周,正式期9周,试验期结束时每组从高、低体重区组中各随机选取3只湖羊(共24只)进行屠宰,采集瘤胃内容物,提取微生物基因组DNA,利用Illumina MiSeq测序和Real-time qPCR方法分析瘤胃微生物菌群结构。研究结果表明,除Ruminococcaceae NK4A214 group和Unclassified Bacteroidetes相对丰度外,日粮蛋白源与nisin对其他所有测定指标(瘤胃发酵参数、瘤胃菌群数量、瘤胃细菌多样性及相对丰度等)均不存在交互作用(P>0.05)。日粮添加nisin对所有测定指标均无显著影响(P>0.05)。与饲喂豆粕湖羊相比,饲喂DDGS湖羊瘤胃乙酸、氨态氮浓度及总支链脂肪酸(BCVFA)浓度显著降低(P<0.05)。qPCR结果显示,饲喂不同蛋白源日粮湖羊瘤胃总菌、真菌及甲烷菌数量均无显著差异(P≥0.053),但相对于饲喂豆粕湖羊而言,饲喂DDGS湖羊瘤胃内原虫和嗜氨梭菌(C.aminophilum)数量显著降低(P<0.05)。Illumina-MiSeq测序结果表明,饲喂DDGS湖羊瘤胃内细菌Chao1指数和ACE指数显著升高(P<0.05)。不同日粮处理组在门水平上的优势菌门均为Bacteroidetes及Firmicutes;在属水平各处理组的主要优势菌属为Prevotella 1、Christensenellaceae R-7 group和Ruminococcaceae NK4A214 group。饲喂不同蛋白源湖羊瘤胃细菌在门水平上并未产生显著影响(P≥0.14);在属水平上,饲喂DDGS湖羊瘤胃Pseudobutyrivibrio和Roseburia丰度均显著高于饲喂豆粕湖羊(P<0.05),而Butyrivibrio 2以及Ruminococcaceae UCG-005的相对丰度显著低于饲喂豆粕湖羊(P<0.05)。综上所述,使用DDGS作为日粮蛋白源改变了湖羊瘤胃发酵参数及微生物菌群结构,原虫和C.aminophilum数量的降低可能是导致瘤胃氨态氮浓度显著降低的主要原因;日粮添加30.5 mg·kg^(-1) DM的nisin对育肥期湖羊瘤胃发酵参数及微生物菌群结构均无显著影响。

肠道噬菌体与细菌和宿主互作及其对动物机体健康影响的研究进展

近年来肠道病毒组功能研究日益受到关注,其中肠道噬菌体作为肠道病毒组的主要组成,更是成为了研究热点。大量研究表明,肠道噬菌体种类和数量不仅直接影响肠道微生物菌群区系,还与动物机体存在着密切联系,因此对动物机体健康发挥着重要作用。本文就肠道噬菌体研究进展进行总结,从肠道噬菌体、噬菌体与细菌互作、噬菌体与动物宿主互作以及肠道噬菌体与肠道炎症性疾病、代谢性疾病等疾病的联系等方面进行综述,为深入研究肠道噬菌体对机体健康的影响及其机制提供理论参考和新的思路。

丁酸调控幼龄反刍动物瘤胃上皮发育研究进展

瘤胃是反刍动物营养物质消化吸收和代谢的重要器官,其发育状态直接影响反刍动物生产性能和健康。初生犊牛和羔羊,瘤胃功能尚未发育完全,不能够充分消化和吸收固体饲料。因此,在幼龄时期,通过营养调控手段促进反刍动物的瘤胃发育对维持动物健康及提高生产性能具有重要意义。丁酸是瘤胃微生物降解植物性饲料的主要产物,也是瘤胃上皮及宿主的重要能量来源。丁酸调控幼龄反刍动物瘤胃上皮发育是一个历久弥新的话题。主要介绍了幼龄反刍动物瘤胃上皮形态及功能的发育以及丁酸调控幼龄反刍动物瘤胃上皮发育的研究进展。

1株感染多种致病性大肠杆菌噬菌体的生物学特性研究

旨在测定此前从断奶前仔猪粪样中分离得到的1株大肠杆菌噬菌体C6在致病性大肠杆菌上的生物学特性,并比较该噬菌体在不同致病菌上的感染特性。利用电镜形态观察和基因组测序确定其分类,用点滴法和双层平板法测定其在致病性大肠杆菌上的宿主谱,通过噬菌斑形态、最佳感染复数(MOI)、成斑率(EOP)、吸附率、一步生长曲线以及抑菌曲线等来评价噬菌体在多株致病菌上的感染特性。结果显示:噬菌体C6可感染1株非致病性大肠杆菌和4株致病性大肠杆菌,包括大肠杆菌O157(E.coli W1)、2株产志贺毒素大肠杆菌(STEC W3、STEC W5)和1株肠致病性大肠杆菌(EPEC 143)。通过比较噬菌体C6在4株致病菌上的各项感染特性指标发现:噬菌斑大小和成斑率E.coli W1>EPEC 143>STEC W3>STEC W5;吸附率E.coli W1>EPEC 143、STEC W3、STEC W5;最佳MOI EPEC 143、STEC W3、STEC W5>E.coli W1;液体LB中生长能力和抑菌能力E.coli W1>STEC W3>EPEC 143、STEC W5。噬菌体C6为T4样噬菌体,可感染多株致病性大肠杆菌,在不同致病菌上的感染特性存在差异,但均能显著抑制致病菌的生长。

动物宿主——肠道微生物代谢轴研究进展

肠道中栖息着数量庞大且复杂多样的微生物菌群,在维持宿主肠道微环境稳态中发挥重要作用。微生物菌群可以利用宿主肠道的营养素,发酵产生代谢产物,与宿主机体形成宿主—微生物代谢轴(host-microbe metabolic axis)。该代谢轴既能影响营养素吸收和能量代谢,又可调控宿主各项生理过程。本文主要阐述宿主-肠道微生物代谢轴的概念、肠-肝轴、肠-脑轴、肠道微生物与宿主肠道代谢轴的互作以及对机体健康的影响。

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。

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。

微生物-肠-脑轴的研究进展

肠道微生物群能够调节宿主肠道稳态,同时参与调节宿主神经系统功能和行为。肠道菌群失调可能导致宿主神经系统功能障碍,从而引发神经退行性疾病。因此,研究微生物在肠-脑轴中发挥的作用及其机制,靶向调控肠道微生物菌群结构和功能,将为神经系统疾病的诊断与治疗提供新的手段。近年来,有关肠道微生物与机体神经系统间的互作研究受到了广泛关注,然而其具体的调控机制还未明晰。因此,本文综述了肠道微生物对宿主神经健康的调节作用,以及肠道微生物与宿主间的互作在调节神经功能、行为的潜力等研究进展,为更好地了解肠道微生物在调控宿主神经系统功能和行为的作用机制提供参考。

机体胆汁酸肠-肝轴的研究进展

机体肠道与肝脏间的交互作用形成肠-肝轴,后者的紊乱是肝脏疾病发生的重要原因,而良好的肠道稳态和肝脏的保护对维持机体内环境的稳定起着重要作用。胆汁酸(胆盐)作为肠-肝轴循环中的重要组成成分,不仅参与了机体营养物质的消化代谢,还作为一种信号分子和代谢调节因子,能够激活核受体和G蛋白偶联受体(GPCR)信号通路参与调节肝脏脂质、葡萄糖和能量平衡,维持机体代谢平衡。本文将结合近年来有关胆汁酸的研究进展,从胆汁酸的来源、在肠-肝轴中的循环以及胆汁酸在机体中的作用等方面进行综述,以加深对肠-肝轴重要性的理解。

反刍动物瘤胃高效产氨菌菌群结构、功能及其调控

对于反刍动物来说,氮的平均利用效率仅为25%左右,绝大部分无效氮随粪尿排出体外。氮素的大量流失不仅造成饲料蛋白质资源浪费,而且加剧环境污染。而反刍动物瘤胃中高效产氨菌(HAB)产氨速率过快,是导致反刍动物氮利用率低的主要原因之一。影响瘤胃内HAB菌群结构与功能的因素有很多,离子载体、植物提取物、细菌分泌的细菌素、饲粮类型等因素均可对瘤胃HAB菌群结构与功能产生影响。本文对瘤胃HAB菌群结构、功能及其调控手段进行了综述,以期为提高反刍动物氮利用效率提供科学依据。

微生物介导反刍动物瘤胃氨生成及其对瘤胃功能的影响

反刍动物瘤胃中栖息着丰富多样的微生物,其在瘤胃内氨生成过程中发挥了重要的作用。微生物介导的氨基酸脱氨基作用和非蛋白氮水解作用是瘤胃内氨生成的主要途径。微生物介导了瘤胃内氨的生成,同时瘤胃内产生的氨也会反馈影响微生物菌群结构及瘤胃上皮功能,进而影响瘤胃发酵及宿主健康。本文主要综述了瘤胃微生物在介导氨生成中的作用和氨对瘤胃消化及瘤胃上皮功能的影响,以期对后续研究有所启发。

1株跨属感染猪霍乱沙门菌和大肠杆菌烈性噬菌体的分离及其生物学特性

从健康猪肠道内容物分离鉴定猪霍乱沙门菌(Salmonella choleraesuis,S.choleraesuis)的烈性噬菌体,并对其进行生物学特性分析。以S.choleraesuis 13122为宿主菌,用双层平板法从猪肠道黏膜和食糜样品中分离噬菌体,用电镜形态观察和基因组测序确定其分类,用点滴法和双层平板法测定其在大肠杆菌上的宿主谱,用浊度法测定其裂菌效力。分离到1株猪霍乱沙门菌噬菌体,命名为沙门菌噬菌体L6jm(Salmonella phage L6jm)。L6jm头部呈正多面体直径约75 nm,具有非收缩性的尾部,长约190 nm,其基因组无整合酶基因和细菌基因组,故判定为烈性噬菌体;L6jm可感染S.choleraesuis 13122并跨属感染1株大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)244,同时,可裂解9株大肠杆菌,包括1株产肠毒素大肠杆菌(ETEC);L6jm在S.choleraesuis 13122和E.coli 244上的最佳感染复数分别为0.01和0.001;潜伏期均为15 min,暴发期分别为145和125 min;L6jm在≤50℃,pH为3~11时稳定;L6jm在液体培养基中对S.choleraesuis 13122有显著(P<0.05)的抑菌效果,对ETEC104在MOI 100时也可产生显著(P<0.05)的抑菌效果。L6jm可跨属感染S.choleraesuis和E.coli,且能裂解1株ETEC,具有防治沙门菌和大肠杆菌感染的应用潜力。

1株C3样奇异变形杆菌烈性噬菌体的生物学特性及基因组分析

从仔猪粪样中分离鉴定奇异变形杆菌(Proteus mirabilis)的烈性噬菌体,并对其进行生物学特性分析和基因组分析。以Proteus mirabilis为宿主菌,用双层平板法从仔猪粪样中分离噬菌体。利用电子显微镜观察噬菌体大小和形态。提取噬菌体DNA,并使用Illumina Hiseq进行高通量测序,对基因组进行注释和分析。结果显示:分离到的奇异变形杆菌噬菌体命名为vB_PmiP_P59(Proteus mirabilis phage vB_PmiP_P59)。P59属于短尾噬菌体科,形态为C3形:头部为扁平的椭圆形,长152 nm,宽54 nm;尾部长约40 nm,宽12 nm。P59的最佳感染复数为0.001;潜伏期为30 min,爆发期为105 min,裂解量为2 754 PFU·cell^(-1);P59在不高于50℃,pH 5~10时稳定。P59噬菌体基因组全长90 187 bp,(G+C)%含量为34.65%,共编码136个ORF和4个tRNA,不携带抗生素抗性基因和毒力基因。蛋白质组分析表明,P59与C3样噬菌体phiEco32有30.47%的一致性。奇异变形杆菌噬菌体vB_PmiP_P59属于C3样烈性噬菌体,并对奇异变形杆菌有显著的抑菌效果。

噬菌体的跨黏膜转位以及噬菌体对机体免疫影响的研究进展

人与动物的微生物群落在黏膜器官分布最多。近年来的研究表明,噬菌体可黏附于黏膜表面从而抵抗病原菌的侵袭;同时,噬菌体还可跨黏膜转位进入机体,并随血液迁移至其他部位的组织器官,进一步引起机体的免疫反应,包括促炎和抗炎反应,从而对机体整体免疫产生影响。机体免疫系统可通过吞噬作用或产生特异性抗体来清除这些进入体内的噬菌体。目前,关于噬菌体转位及进入机体后与免疫系统互作的研究还比较缺乏。本文综述了近些年噬菌体黏附于黏膜并跨黏膜转位进入循环系统以及噬菌体进入机体后对整体免疫影响的研究进展,以期为今后更广泛深入地研究提供参考。

亚急性瘤胃酸中毒对泌乳奶牛血浆生化指标及代谢组的影响研究

本试验旨在探究亚急性瘤胃酸中毒(subacute rumen acidosis,SARA)对泌乳奶牛血液生化指标和血浆代谢组的影响。试验选用8头装有永久性瘤胃瘘管的泌乳中期奶牛,随机分成对照组(CON)(n=4)和处理组(SARA)(n=4),CON组与SARA组分别饲喂精粗比为4∶6和6∶4的全混合日粮,试验周期为3周。于试验期每周最后一天晨饲后0、2、4、6、8和12 h进行瘤胃pH的测定,同时在pH测定当天晨饲后6 h采集颈静脉血样,用于血液生化指标和代谢组的分析。结果表明,与CON组相比,SARA组的瘤胃pH显著降低(P=0.002),两组干物质采食量没有显著差异(P=0.524)。血浆生化指标结果显示,与CON组比较,SARA组奶牛的β-羟丁酸浓度显著降低(P=0.007),甘油三酯浓度显著升高(P=0.014)。采用液相-质谱(LC-MS)联用技术对血浆进行代谢组学分析,主成分分析(PCA)和偏最小二乘法分析(PLS-DA)结果显示,SARA组奶牛血浆代谢物组成较CON组发生明显变化,两组间共检测到26种差异代谢物(VIP>1&FDR<0.05),与CON组相比,SARA组奶牛血浆中的7-酮脱氧胆酸、脱氧胆酸、胆酸、12-酮脱氧胆酸、12(13)Ep-9-KODE、12,13-DHOME和L-天冬酰胺代谢物含量显著升高(FDR<0.05),而十一烷二酸、十六烷二酸、9-HODE、血氧烷B3、PGE2、L-精氨酸、L-色氨酸、L-苏氨酸、异丁酰甘氨酸、异戊酰甘氨酸、马尿酸、4-羟基马尿酸和6-磷酸-2-脱氢-D-葡萄糖酸酯等代谢物含量显著降低(FDR<0.05)。综上,与CON组比较,SARA组奶牛的脂代谢、氨基酸代谢和糖代谢发生显著变化,这些物质可作为SARA潜在的生物标志物。

基于转录组学研究日粮添加尿素对育肥湖羊肝组织氨代谢的影响

旨在通过转录组学方法探究日粮添加不同水平尿素对育肥湖羊肝组织氨代谢及相关代谢通路的影响。试验选择42只3月龄体重(24.3±1.7)kg的育肥公湖羊,随机分为3个处理组,即在饲喂基础日粮的基础上分别添加0(U0组)、10(U10组)和30 g·kg^(-1)(U30组)的尿素。试验预饲期1周,正试期10周。试验结束时每组随机选取6只羊进行屠宰取样,采集肝组织样品测定氨态氮和尿素氮浓度,提取肝组织RNA进行转录组学测序,基于|fold change|>2且P<0.05的筛选标准得到差异表达基因,并针对差异表达基因进行GO功能和KEGG通路富集分析。结果发现,日粮添加尿素提高了肝组织氨态氮浓度,其中U10组氨态氮浓度较U0组显著升高(P<0.05)。与U0和U10组相比,U30组肝组织尿素氮浓度显著升高(P<0.05)。转录组学测序技术结果显示,各组间两两比较获得546个差异表达基因(DEGs),其中与U0组相比,U10组和U30组分别各有85个上调基因以及95和108个下调基因;与U10组相比,U30组中有58个上调基因和115个下调基因。GO功能注释结果初步揭示,差异表达基因多数被注释到与胺代谢和分解、免疫系统等相关的GO条目上。KEGG富集分析结果显示,与U0组相比,U10组主要富集在脂质代谢、碳水化合物代谢、辅酶因子和维生素代谢、外源物质的生物降解和利用等与能量代谢相关的通路,其中多数基因显著上调。随着尿素剂量的进一步升高,U30组更多的富集到RIG-I型受体信号通路、胞质DNA感应通路、趋化因子信号通路等与免疫系统相关的信号通路。与U0组相比,尿素添加组使肝组织尿素生成和谷氨酰胺合成途径中精氨酸酶(arginase,ARG)和谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase,GLUL)等关键酶基因的表达量显著上调(P<0.05)。以上结果表明,日粮添加尿素通过上调精氨酸生物合成途径中关键酶基因的表达,促进肝组织尿素氮生成,从而影响肝组织氨代谢。

动物胃肠道氨基酸感应与转运

动物胃肠道中不同类型的内分泌细胞构成了"胃肠道内分泌系统"。饲粮中的蛋白质在动物胃肠道被分解为氨基酸后,能够被内分泌细胞膜上的氨基酸感应受体所识别,介导激素的分泌,调控胃肠道生理活动。位于肠上皮细胞的氨基酸转运载体通过哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1(mTORC1)和一般性调控阻遏蛋白激酶2(GCN2)信号通路调控细胞氨基酸代谢。本文就动物胃肠道内分泌系统、氨基酸感应受体与转运载体以及氨基酸感知信号通路等方面研究进展进行综述。