益生菌是指对宿主有益的活的微生物,它与营养、健康、疾病和免疫息息相关。近年来发现,益生菌通过肠道菌群有效预防或减轻高脂饮食引起的认知障碍和焦虑,通过肠道菌群影响胎盘的形态发生、营养转运和胎儿生长。因此,研究肠道菌群结构及代谢产物的变化及规律,可为益生菌的开发利用提供理论支撑。类肠膜魏斯氏菌(Weisellasparamesenteroides)属于厚壁菌门,芽孢菌纲,乳杆菌目,明串珠菌科,能在生物肠道中定植,是一类分布于果蔬、奶酪、泡菜和酒曲等中的乳酸菌。类肠膜魏斯氏菌具有产细菌素的特性,通过蜕皮激素和胰岛素信号通路调节果蝇的蜕化及发育;通过抑制促炎细胞因子和诱导抗炎介质来调节免疫,预防、治疗鼠伤寒沙门氏菌感染疾病。类肠膜魏斯氏菌产广谱抗性物质,具有良好的处理鱼下脚料的应用效果,参与乙醇的生产,且是酮向醇转化过程中的重要生物催化剂。
Pabari等发现类肠膜魏斯氏菌可以产细菌素和胞外多糖。食窦魏斯氏菌具有提高爱拔益加(AA)肉鸡空肠、回肠和盲肠绒毛长度、促进体重增长、抑制有害菌生长和促进乳酸菌生长的生物学功能。魏斯氏菌可产生β-葡糖苷酶,促进纤维素降解。有研究报道,魏斯氏菌能提高生长猪的生长性能和免疫应答。目前已发表的研究,主要集中在抗菌和产细菌素及胞外产物等方面,试验动物多为果蝇、鸡和小白鼠等,有关该菌对大型试验动物,如猪的生长、粪菌多样性和代谢产物的影响的研究报道较少。因此,为了更好地研究和利用云南省地方猪,进一步明确类肠膜魏斯氏菌在动物体内的试验效果,本研究选用含迪庆藏猪血缘50%的地方猪杂交猪为试验对象,旨在探究类肠膜魏斯氏菌在地方猪杂交猪体内的生物学特征,明确其对猪的生长性能、粪便中代谢产物和粪菌结构变化的影响,以期为类肠膜魏斯氏菌的应用提供理论依据。
1材料与方法
1.1试验材料
试验所用类肠膜魏斯氏菌由本实验室从迪庆藏猪消化道中筛选分离所得,经过菌落形态学和16S rDNA鉴定为类肠膜魏斯氏菌。
1.2试验动物及设计
试验以杂交选育猪(含杜洛克25%、迪庆藏猪50%和太湖猪25%的血缘)为试验动物,选取(228±2)日龄、体重为(95.84±10.05)kg的去势育肥猪20头,按照完全随机区组设计,随机分为2组(试验组和对照组),每组2个重复,每个重复5头猪。
1.3试验饲粮及饲养管理
基础饲粮组成及营养水平参考本课题组前期研究,动物饲养试验在云南省种猪质量检验测试中心测定舍内进行,试验开始前打扫与消毒空舍,饲养全过程采用自由采食和自由饮水,其他按照管理程序进行。对照组饲喂基础饲粮,试验组饲喂在基础饲粮中添加类肠魏斯氏菌的试验饲粮(添加量为107CFU/g),添加量参考乳酸菌类其他学者研究结果。预试期7 d,正试期22 d。
1.4样品采集
正试期开始和结束当日进行称重(禁食12 h),猪全自动采食测定系统(ACEMO64)用于记录试验猪只采食情况。试验结束后计算平均日增重、平均日采食量和料重比,在试验结束当天每个重复随机选择3头猪,采集刚排泄猪粪便的中间部分,迅速放入液氮中,-80℃保存,用于后续分析。
1.5 16S rRNA PCR扩增、高通量测序和数据分析
采用试剂盒提取法提取样品的总DNA(Omega Bio-Tek,Norcross,美国),使用NanoDrop2000检测总DNA样品的浓度和纯度,PCR扩增V3~V4可变区[引物338F(5′-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3′)和806R(5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′)],2%琼脂糖凝胶电泳检测PCR产物,纯化,QuantusTMFluorometer检测定量,采用Illumina公司的Miseq PE300平台测序、质控和拼接后,构建文库。通过I-Sanger云平台数据库进行分析。
1.6代谢组学分析
样品处理后,通过液质联用技术(LC-MS,ABSCIEX,UPLC-TripleTOF)进行检测,通过Progenesis QI(Waters corporation,Milford,美国)软件进行代谢物注释,最终获得代谢物列表和数据矩阵,结合t检验和通过正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)筛选差异变量(VIP),从而筛选出差异的目标代谢物,并对其生物学信息进行挖掘。
1.7数据分析
采用SPSS 17.0统计软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA),P<0.05为差异显著,P<0.01为差异极显著。数据以平均值±标准差表示。
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