3讨论


3.1类肠膜魏斯氏菌对猪生长性能的影响


肠道菌群与机体的生长和代谢密切相关。故生产和科研工作中通过添加益生菌来改善生长和免疫等,如植物乳杆菌可通过N-乙酰基谷氨酰胺促进果蝇的生长。王蕾在AA肉鸡饲粮中添加类肠膜魏斯氏菌后,提高了试验鸡的生长性能。复合乳酸菌]和魏斯氏菌均能显著提高生长猪的生长性能。张阳等在生长育肥猪饲粮中添加复合益生菌(益生菌数量在105CFU/g以上),生长性能有提高趋势,但差异不显著。杨立杰等在生长育肥猪饲粮中添加植物乳杆菌等复合菌发酵的发酵饲料(益生菌数量在108CFU/g以上),发现其生长性能有提高趋势。本研究中,菌体添加量(107CFU/g)介于上述研究剂量之间,是参考其他学者和前期研究结果,综合实际生产效果设定的,益生菌的添加量并非越多越好。本研究采用育肥后期猪作为研究对象,发现其生长性能较对照组提高,但差异均不显著,这与部分学者研究结果一致,可能与试验动物选择育肥期、试验期较短、添加量不同等因素相关,还需后续进一步深入研究。

饲粮中添加类肠膜魏斯氏菌后,显著提高了粪便中产短链脂肪酸菌的相对丰度(梭菌目等)和脂肪酸及其衍生物(2-羟基十六烷酸、Avocadene acetate和2-羟基十四烷酸)的差异表达倍数。十六烷酸可通过激活脑血管生成因子1(BAI1)受体调节先天性免疫应答,Avocadene属于脂肪醇,其通过提高机体葡萄糖氧化和降低线粒体中的活性氧,改善葡萄糖利用率,提高胰岛素敏感性,进而影响采食。由此提示,添加类肠膜魏斯氏菌或具有潜在提高育肥后期猪生长性能的趋势,还有待进一步的证实。


3.2类肠膜魏斯氏菌对猪粪便中菌群的影响


肠道菌群与宿主体内营养代谢、免疫、健康与疾病息息相关。本研究采用刚排泄的粪便作为研究样品,采样过程避开屠宰和绑定后直肠采样带来的应激,更能真实地反映肠道菌群结构,并且有利于减少试验经费开支和进行长期跟踪试验,有利于开展科学研究工作,故而,越来越多的学者通过研究粪菌来关注肠道微生物。


在哺乳动物肠道中,厚壁菌门和拟杆菌门约占肠道菌群的90%以上,是最主要的优势菌群。肠道菌群多样性与拟杆菌门/厚壁菌门的比值呈非线性的强相关性;厚壁菌门/拟杆菌门比值与机体内脂肪的沉积呈正相关性,且与脂质代谢有互作作用;饲粮中添加大豆多糖和益生菌等能降低粪菌中厚壁菌门/拟杆菌门比值,高血压、辐射、脂肪肝的肠道内拟杆菌门/厚壁菌门比值则显著提高。梭菌科通过抑制参与脂质吸收的受体CD36的表达,调节宿主的脂质吸收能力。克里斯滕森菌科的相对丰度与炎症等代谢疾病呈显著负相关,如代谢综合征等,是动物肠道和肠黏膜中广泛存在的一种菌,宿主基因(如FUT2基因)影响克里斯滕森菌科的相对丰度(30%~60%的相对丰度差异),其在肠道内产生氢气作为史氏甲烷短杆菌产甲烷的底物,实现二者在肠道内的共生,共同促进健康作用。类肠膜魏斯氏菌具有增强肠道黏蛋白-2(MUC-2)的表达、促进肠上皮再生、提高血清中白蛋白含量等作用。本研究发现,添加类肠膜魏斯氏菌后,粪菌中厚壁菌门/拟杆菌门的比值提高,克里斯滕森菌科R-7群相对丰度提高,但差异均不显著,狭义梭菌属_1相对丰度显著上升,提示饲粮中添加类肠膜魏斯氏菌可能影响脂质的沉积,其与脂肪沉积和菌群多样性之间的关系还待进一步研究。


密螺旋体属是哺乳动物肠道内常见菌,其相对丰度与消化道内植源性食物中的复杂糖类密切相关,添加类肠膜魏斯氏菌后,粪菌中密螺旋体属_2的相对丰度极显著升高,提示添加类肠膜魏斯氏菌可能具有提高猪消化道对复杂糖类的消化能力,有助于提高地方猪对牧草的消化利用率。


短链脂肪酸在肠道内发挥清除致病菌、抗炎、提高免疫和调控基因表达等作用,在骨骼肌和肝脏的生理活动中发挥作用,其通过肠肝轴,降低炎症反应,调节免疫功能和糖脂代谢,通过抑制组蛋白去乙酰化酶(HDAC)的活性,上调B10细胞数量,实现免疫平衡。短链脂肪酸还是肥胖性脂肪肝的潜在治疗靶点,产生的质子降低细胞内pH和质子动力势(PMF),降低毒力基因T3SS-1表达水平。短链脂肪酸主要由肠道菌群(如拟杆菌属、梭菌属和粪杆菌属等)对肠道内物质(如益生元等)进行发酵而获得。本研究发现,添加类肠膜魏斯氏菌后,显著提高了狭义梭菌属_1和理研菌科的相对丰度,对抵抗炎症、维持机体免疫平衡具有潜在促进作用。


3.3类肠膜魏斯氏菌对猪粪便中代谢产物的影响


肠道微生物处于动态平衡中,微生物结构及相对丰度的差异性导致代谢产物也具有差异性。本研究显示,饲粮添加类肠膜魏斯氏菌后,提高了粪便中2-羟基十六烷酸、磷酸脱氧腺苷、2-羟基十四烷酸和Avocadene acetate等物质的差异表达倍数,降低了Corchorifatty acid F和2,3-丁炔前列腺素E1的差异表达倍数,其中2-羟基十六烷酸、Avocadene acetate和2-羟基十四烷酸是脂肪酸及其衍生物,说明添加类肠膜魏斯氏菌后,或具有潜在改变机体脂肪代谢的趋势。


前列腺素可通过肠平滑肌细胞中的前列腺素E受体信号通路引起结肠收缩,从而改变食糜在肠道中停留的时间,或对排便时间具有一定的调节作用,进而影响消化吸收。Avocadene通过改善葡萄糖利用率以及胰岛素敏感性,进而影响采食,本试验中,添加类肠膜魏斯氏菌后,平均日采食量和平均日增重提高,料重比降低,但差异均不显著。添加类肠膜魏斯氏菌后是否能通过2,3-丁炔前列腺素E1和Avocadene acetate间接影响饲粮的消化吸收,进而提高生长性能,还待进一步研究。


4结论


饲粮中添加类肠膜魏斯氏菌(107CFU/g),改变猪粪中主要菌群的结构和部分代谢产物差异表达倍数;提高短链脂肪酸产生菌的相对丰度,提高脂肪酸类物质的差异表达倍数,说明类肠膜魏斯氏菌具有提高与脂肪代谢相关菌和代谢产物的益生功能。


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