高谷物日糧對山羊盲腸發(fā)酵、微生物區(qū)系和黏膜形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響.pdf

1、盲腸是反芻動物體內(nèi)一個僅次于瘤胃的重要發(fā)酵器官。日糧、環(huán)境以及動物個體等因素都可導(dǎo)致過量的可發(fā)酵碳水化合物通過瘤胃及前腸進(jìn)入后腸，進(jìn)而在后腸中過度發(fā)酵，誘導(dǎo)產(chǎn)生異常代謝產(chǎn)物。本文首先通過體外發(fā)酵的形式研究了盲腸微生物對精料的發(fā)酵能力，同時比較了盲腸和瘤胃發(fā)酵不同精粗比飼料時能力上的差異?；隗w外研究結(jié)果對盲腸微生物發(fā)酵精料能力的肯定，本文進(jìn)而進(jìn)行了在體動物試驗(yàn)，以研究在體狀態(tài)下高谷物日糧對山羊盲腸的發(fā)酵參數(shù)、微生物區(qū)系以及黏膜形態(tài)結(jié)構(gòu)的

2、影響，試驗(yàn)共分四個部分。
　　1.體外比較不同比例精料對山羊盲腸與瘤胃微生物發(fā)酵的影響
　　本章研究了梯度比例精料底物條件下，瘤胃和盲腸微生物體外發(fā)酵的發(fā)酵特性，以及它們之間的橫向比較。試驗(yàn)分為空白組Ak，全粗料組A0，20％比例精料組A0.2，40％比例精料組A0.4和60％比例精料組A0.6，每組又分為瘤胃處理和盲腸處理，各組均設(shè)置4個重復(fù)，39℃培養(yǎng)箱恒溫培養(yǎng)48小時終止發(fā)酵。結(jié)果表明，增加底物中精料的比例，會顯著增加

3、瘤胃和盲腸微生物發(fā)酵的總產(chǎn)氣量(P＜0.001)，且在相同底物條件下，瘤胃微生物發(fā)酵的總產(chǎn)氣量均高于盲腸(A0:53.61vs.48.00mL;A0.2:68.34vs.42.65mL;A0.4:82.11vs.55.74mL;A0.6:91.41vs.68.93mL)。當(dāng)增加底物中精料的比例至40％以上時，盲腸組發(fā)酵液中的總揮發(fā)性脂肪酸濃度與瘤胃組無顯著差異(P＞0.10)。在全粗底物條件下，盲腸組中乙酸的濃度顯著低于瘤胃（P＜0.0

4、5），但向發(fā)酵底物中添加精料時，該差異逐漸消失。在相同發(fā)酵底物條件下，盲腸組丙酸的濃度均顯著低于瘤胃組（P＜0.05），乙丙比均顯著高于瘤胃組(P＜0.05)。在低精料條件下，盲腸和瘤胃發(fā)酵液中的丁酸濃度無顯著差異(P＞0.10)，當(dāng)增加精料比例至40％以上時，盲腸組丁酸濃度開始顯著高于瘤胃（P＜0.05）。增加底物中精料的比例未顯著提高瘤胃中乙酸的濃度，但可線性提高其余五種酸和總揮發(fā)性脂肪酸的濃度(P＜0.05);可線性增加盲腸中乙酸

5、、丙酸、異丁酸、丁酸、異戊酸和總VFA的濃度(P＜0.05)，但對戊酸的濃度沒有顯著影響（P＞0.10）。結(jié)果說明，瘤胃微生物的發(fā)酵活動比盲腸劇烈;盲腸微生物可發(fā)酵大量精料產(chǎn)生VFA。
　　2.高谷物日糧對山羊盲腸發(fā)酵及LPS、生物胺濃度的影響
　　本章旨在研究高谷物日糧對山羊盲腸常規(guī)發(fā)酵參數(shù)的影響。采用隨機(jī)分組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，將10頭成年公山羊隨機(jī)分為兩組，分別飼喂全粗日糧和高谷物日糧，試驗(yàn)期為7周。結(jié)果表明，高谷物日糧顯著增加

6、了山羊盲腸內(nèi)容物中的VFA濃度(P＜0.001)，其中乙酸(P＜0.001)、丙酸(P＜0.001)和丁酸(P=0.002)濃度都顯著增加，異丁酸濃度顯著下降（P=0.01），乙丙比顯著下降(P＜0.001)。高谷物組山羊盲腸內(nèi)容物的pH顯著低于對照組(P＜0.001)。兩組山羊盲腸內(nèi)容物中的乳酸含量沒有差異（P=0.922）。高谷物日糧顯著提高了盲腸內(nèi)容物中LPS濃度(9803vs.14515，P=0.001)，但兩組間的生物胺（甲胺

7、，P=0.704;色胺，P=0.104;腐胺，P=0.111;尸胺，P=0.322;酪胺，P=0.164）濃度無顯著差異。相關(guān)性分析顯示，盲腸內(nèi)容物中的LPS濃度與盲腸內(nèi)容物的pH值呈顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.81，P=0.005），除了酪胺濃度與丙酸濃度呈正相關(guān)關(guān)系(r=0.65，P=0.042)，盲腸內(nèi)容物中的生物胺與VFA、pH和乳酸之間無顯著相關(guān)（P=0.069～0.997）。結(jié)果說明，高谷物日糧增加了山羊盲腸中可發(fā)酵碳水化合物的含

8、量，引發(fā)了盲腸的過度發(fā)酵。
　　3.高谷物日糧對山羊盲腸內(nèi)容物及黏膜細(xì)菌區(qū)系與結(jié)構(gòu)的影響
　　本試驗(yàn)旨在探討高谷物日糧對后腸細(xì)菌區(qū)系結(jié)構(gòu)的影響。試驗(yàn)采用試驗(yàn)2中所用山羊，應(yīng)用基于16S rDNA的焦磷酸測序技術(shù)研究了高谷物飼喂對盲腸內(nèi)容物和黏膜微生物區(qū)系與結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，盲腸內(nèi)容物序列涵蓋的門是17個，盲腸黏膜涵蓋的是22個，盲腸內(nèi)容物中發(fā)現(xiàn)的屬的個數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于黏膜中屬的個數(shù)(133vs.340)。屬厚壁菌門的序列數(shù)在盲

9、腸內(nèi)容物測序總數(shù)中占到了75％左右;而盲腸黏膜中，螺旋體是數(shù)量相對豐富的門，均占對照組和處理組黏膜測序總序列的40％以上。日糧處理對盲腸內(nèi)容物中3個門（放線菌門、螺旋體門、綠彎菌門）的豐度造成了顯著影響（P＜0.01），而在黏膜中，受日糧影響的門達(dá)到了12個（浮霉菌門、纖維桿菌門、Nitrospirae、疣微菌門、Armatimonadetes、Elusimicrobia、厚壁菌門、擬桿菌門、綠彎菌門、 Cidobacteria、Dei

10、nococcus-Thermus、脫鐵桿菌門）(P＜0.05)。高谷物日糧顯著增加了盲腸內(nèi)容物中Turicibacter和梭菌屬的相對豐度（P＜0.05），降低了unclassifiedRuminococcaceae的相對豐度(P＜0.05);顯著增加了盲腸黏膜中Turicibacter，梭菌屬，Gammaproteobacteria族和Rikenellaceae族中一些未知微生的的豐度(P＜0.05)，降低了Mucispirillum

11、的豐度(P＜0.05)。結(jié)果說明，高谷物日糧顯著影響了盲腸微生物區(qū)系，導(dǎo)致盲腸黏膜上一些固有菌群的相對豐度下降。
　　4.高谷物日糧對山羊盲腸黏膜形態(tài)及組織炎癥因子表達(dá)的影響
　　本試驗(yàn)旨在研究高谷物日糧對山羊盲腸黏膜形態(tài)結(jié)構(gòu)造成的損傷。試驗(yàn)采用試驗(yàn)2中的盲腸組織。石蠟切片顯示，高谷物組山羊盲腸上皮發(fā)生了不同程度的破損或脫落，掃描電鏡圖片也印證了該結(jié)果。透射電鏡的圖片顯示，高谷物組山羊上皮頂端的緊密連接結(jié)構(gòu)開始變疏松，細(xì)胞之

12、間的間隙增大。Real-time PCR結(jié)果表明，緊密連接蛋白的mRNA表達(dá)水平在兩組之間無顯著差異(P＞0.05)。高谷物日糧不同程度的上調(diào)了7種炎癥因子的表達(dá)水平。其中，IL-1β(P＜0.001)、IL-6(P＜0.01)、IL-10（P＜0.01）、IL-12（P＜0.001）和IFN-γ（P＜0.05）的基因表達(dá)水平顯著上調(diào)，TNF-α和IL-2的基因表達(dá)水平未發(fā)生顯著改變(P＞0.10)。相關(guān)性分析的結(jié)果顯示，IL-6和IL