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《兰州大学》 2019年
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代乳粉饲喂量对羔羊生产性能和免疫功能的影响及机理研究

张千  
【摘要】:近年来幼龄反刍动物免疫功能和营养调控的研究越来越受到重视,早期营养策略可作为调控幼龄反刍动物断奶前后的生产性能和免疫功能的一种手段。本文通过对羔羊生长性能、养分消化的连续观察,以及对瘤胃发酵功能、消化酶活性和微生物区系检测,研究了代乳粉饲喂量和断奶日龄对羔羊生长性能和营养物质消化以及瘤胃功能的影响。进一步通过转录组测序技术研究了早期营养调控对羔羊肠道基因表达的影响,阐述了代乳粉饲喂量影响羔羊生长并建立断奶后生长优势的可能机理。此外,通过连续监测断奶后羔羊血液中激素水平、血细胞数量变化、急性期蛋白浓度和细胞因子基因表达量评估断奶应激对羔羊免疫功能的影响,并且进一步通过研究羔羊肠道组织形态学、细胞因子的基因表达、粘膜和食糜中微生物区系变化以及宿主和微生物之间的关系,解释了代乳粉饲喂量调控断奶羔羊的生理和免疫功能的可能机理。本文主要研究结果如下:1.代乳粉饲喂量和断奶日龄对羔羊生产性能和瘤胃功能的影响本研究选择32只日龄一致初生重接近的湖羊公羔,随机分为4组,分别接受4种处理:21 d断奶2%平均体重代乳粉饲喂量(21dC,n=8);21 d断奶4%平均体重代乳粉饲喂量(21dH,n=8);35 d断奶2%平均体重代乳粉饲喂量(35dC,n=8);35 d断奶4%平均体重代乳粉饲喂量(35dH,n=8)。结果表明,在50 d时,提高代乳粉饲喂量可降低中性洗涤纤维的消化率(P=0.001),其他营养物质消化率无显著差异(P0.05)。推迟到35 d断奶有利于羔羊的快速生长,羔羊平均日增重(P=0.001)、末体重(P=0.013)和胴体重(P=0.008)有明显优势。提高代乳粉饲喂量可促进羔羊快速生长,显著提高平均日增重(P=0.013)和胴体重(P=0.036),并可将生长发育的优势保持到50 d。2.代乳粉饲喂量对小肠形态学和功能的影响本研究选择试验1中生长优势明显的35 d断奶代乳粉饲喂量为2%或4%平均体重的2组羔羊(C,n=8;H,n=8),利用RNA-Seq技术对羔羊空肠的基因表达差异进行研究,结合空肠组织形态学、消化酶活性对早期营养影响羔羊生长性能、养分消化的调控通路和机制做进一步探讨。结果表明,提高代乳粉饲喂量可以显著提高羔羊空肠的乳糖酶(P0.001)、淀粉酶(P0.001)、脂肪酶(P=0.001)、胰蛋白酶(P=0.002)和糜蛋白酶(P0.001)活性,以及肠绒毛长度(P=0.001)和肌层厚度(P=0.007)。本研究共得到1179个差异表达基因,其中有882个基因显著上调(P0.05),有297个基因显著下调(P0.05)。GO富集分析结果表明,差异表达基因主要富集到了营养物质吸收和代谢通路。提高代乳粉饲喂量可通过调控羔羊空肠组织中AHSG、ACAT1、BCKDHB、FADS1、INSIG1、PCK1等基因的表达量来促进营养物质的吸收转运和代谢过程,从而提高营养物质的利用和沉积。3.断奶应激影响幼龄反刍动物免疫功能的Meta分析本研究通过筛选共纳入11篇文献,采用回归分析解释异质性来源,敏感性分析评估结果稳定性,使用漏斗图评估发表偏倚。结果表明,血浆中皮质醇浓度在断奶后1~3 d(P=0.046)和11~14 d(P=0.001)显著升高;血液中触珠蛋白和纤维蛋白原浓度在断奶后1~14 d显著升高(P0.01)。敏感性分析表明所有结果稳定可靠,漏斗图分析表明皮质醇、触珠蛋白和纤维蛋白原仅存在少量的发表偏倚。可将其作为潜在的生物标志物应用于今后反刍动物断奶应激的研究中。4.代乳粉饲喂量对断奶后羔羊免疫功能的影响本研究试验动物和饲养管理同试验1,分别对21 d和35 d两个断奶日龄下,代乳粉饲喂量为2%或4%平均体重的4组羔羊,在断奶后0、1、2、3、7、14和21 d的生理和免疫指标进行检测分析。结果表明血浆中皮质醇和TNFα浓度的升高可在3 d内恢复;CXCL8(P0.001)、IL1β(P0.001)和GRα(P0.001)等促炎性细胞因子的基因表达量在断奶后21 d仍高于断奶前水平,证明断奶应激可导致长期炎症反应。营养调控可使羔羊断奶后呈现完全不同的免疫状态,代乳粉饲喂量由平均体重的2%提高到平均体重的4%可降低断奶应激引起的免疫应答和炎症反应,保护羔羊的健康和动物福利。5.代乳粉饲喂量对羔羊空肠组织炎症反应和微生物区系的影响本研究选择试验4中断奶后免疫应答差异最明显的21 d断奶代乳粉饲喂量为2%或4%平均体重的2组羔羊(C,n=8;H,n=8),通过研究其空肠组织形态学、促炎性细胞因子的基因表达,以及空肠粘膜和食糜的微生物区系,对早期营养调控羔羊生理和免疫功能的作用机理进行研究。结果表明,提高代乳粉饲喂量可降低空肠组织TLR4和TNFα的表达量(P0.01),减轻肠道炎症反应保护肠道组织结构的完整性和屏障功能。提高代乳粉饲喂量可降低肠道中如:Plesiomonas(0.75%vs.0.18%,P=0.017)等致病微生物菌属的相对丰度,调节肠道内环境,影响微生物群落组成和优势菌群的稳定定植,从而长期保护羔羊的肠道健康,进而有益于其生理状态和免疫功能。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:S826.5

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