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《中国农业科学院》 2017年
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枯草芽孢杆菌对蛋鸡益生作用机制的研究

郭军蕊  
【摘要】:枯草芽孢杆菌可以促进动物生长发育,提高生产性能等有益作用已在许多研究中被证明,但其作用机理尚不清楚。为了进一步阐明枯草芽孢杆菌的有益作用及其机理,本试验首先观察了蛋鸡日粮中添加枯草芽孢杆菌CGMCC 1.921对生产性能、蛋品质及血液指标的影响,并通过用传统培养法、16S rRNA基因测序技术和转录组学方法对粪及肠道微生物数量和盲肠菌群、回肠粘膜基因表达进行分析,从肠道菌群及基因表达水平两方面探讨枯草芽孢杆菌CGMCC 1.921提高蛋鸡生产性能的潜在机制。360只27周龄海兰褐壳蛋鸡随机分为5组,1~5组在基础日粮中分别添加0、1.0×10~5、1.0×10~6、1.0×10~7、1.0×10~8 CFU/g枯草芽孢杆菌CGMCC 1.921。每天记录产蛋数、蛋重、死淘数,每周结料称重,统计生产性能;并分别于0、1、2、3、4、8、12、16、20、24周对蛋品质、血液指标进行测定。同时对粪中大肠杆菌数量进行计数;试验第24周,对空、回、盲肠内容物的乳酸菌、双歧杆菌、大肠杆菌、弯曲杆菌、肠球菌、产气荚膜梭菌进行计数;将对照组(T0)和10~8 CFU/g枯草芽孢杆菌CGMCC 1.921组(T1)盲肠内容物进行16S rRNA基因测序,用于微生物菌群分析。将T0和T1组回肠粘膜利用Illumina高通量测序(HiSeqTM4000)进行转录组学分析,用于研究对肠粘膜基因表达的影响。结果如下:1、添加枯草芽孢杆菌CGMCC 1.921改善了料蛋比和蛋壳强度。不同添加水平枯草芽孢杆菌CGMCC 1.921降低了8~16和17~24周料蛋比(P0.05),且试验2、4、5组(1~24周)料蛋比低于对照组(P0.05);试验2(8、16、20、24周)、3(20、24周)、4(8、16、20、24周)组蛋壳强度显著提高(P0.05);添加枯草芽孢杆菌CGMCC 1.921升高了血清GLU(2、3、12、16、20周)含量(P0.05),提高了血液WBC(1、3、4、8、12、16、20、24周)、LYM(2、3、4、8、12、16、20、24周)数目和IgG(1、4周)、IgM(2、4、8、16周)水平(P0.05)。2、添加枯草芽孢杆菌CGMCC 1.921减少了粪中大肠杆菌数量,改善了盲肠微生物菌群。试验第12周开始粪中大肠杆菌数量显著降低(P0.05);升高了盲肠乳酸菌(2、4、5组)和双歧杆菌(2、3、4、5组)数量(P0.05),降低了大肠杆菌(3、5组)和产气荚膜梭菌(4、5组)数量(P0.05),各试验组大肠杆菌/乳酸菌显著降低(P0.05);升高了空、回肠双歧杆菌(4、5组)及空肠乳酸菌(5组)数量(P0.05);添加枯草芽孢杆菌CGMCC 1.921显著升高了Shannon指数(P0.05),增加了盲肠微生物多样性;并显著升高了门水平的Tenericutes,科水平的Peptococcaceae,Erysipelotrichaceae,Family XIII,Bacillaceae,Firmicutes bacterium CAG822,Oxalobacteraceae和属水平Alistipes,Subdoligranulum,Ruminococcaceae UCG-014,Anaerotruncus,Ruminiclostridium 5,Ruminococcaceae UCG-010,Erysipelatoclostridium,Ruminococcaceae UCG-009,Family XIII AD3011 group,Bacillus,Faecalicoccus,Firmicutes bacterium CAG822,Oxalobacter,Dielma相对丰度。3、添加枯草芽孢杆菌CGMCC 1.921上调了与碳水化合物代谢、氨基酸代谢、脂类消化和肠道吸收等过程相关的重要差异基因,且与淀粉和蔗糖代谢(SI、MGAM、ENPP3、PYGB、G6PC、HK1、GYS2)、半乳糖代谢(LCT、G6PC、SI、MGAM、AKR1B10、HK1)、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢(SRRL、GCSH、GLYCTK、GLDC、MAOA、PSAT1、SDSL、AMT)通路相关的差异基因得到显著富集,说明枯草芽孢杆菌CGMCC 1.921增强了机体的物质代谢能力。综上,枯草芽孢杆菌CGMCC 1.921对蛋鸡生产性能有一定益生作用,盲肠微生物菌群多样性的提高、肠道微生态环境的改善以及增强与物质代谢相关基因的表达可能在改善生产性能中起重要作用,从肠道菌群和转录组水平两方面揭示了枯草芽孢杆菌对蛋鸡的益生机制。
【学位授予单位】:中国农业科学院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S831.5

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