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γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid,GABA)是一种功能性氨基酸,也是一种重要的神经递质,主要功能是参与中枢及外周神经系统的调节。此外,GABA还可以通过直接或间接作用参与肠道运动和分泌的调节、免疫系统的调控、动物营养状态和应激状态的改善等。根据前期研究发现,产肠毒素大肠杆菌(enterotoxigenic Escherichia coli,ETEC)感染后导致仔猪肠道微生物失衡,特别是产GABA的乳酸乳球菌乳酸亚种(Lactococcus lactis subsp.lactis,L.lactis)增多。由此提示GABA可能参与了ETEC的感染反应以及影响肠道微生态。因此本研究探讨了饲料中补充GABA对仔猪生长性能及其相关指标、肠道免疫与微生态的调控作用及机制。 本试验选用36头仔猪,随机分成4个处理组(n=9):(1)基础日粮组(BGroup);(2) GABA组(G Group),基础日粮添加20mg/kg GABA;(3)基础日粮+ETEC组(E Group),饲喂基础日粮,ETEC K88菌株培养液灌胃攻毒;(4) GABA+ETEC组(GE Group),基础日粮添加20mg/kg GABA,使用ETEC K88菌株培养液灌胃攻毒。试验期3周。检测仔猪生长性能及其相关指标、γ-氨基丁酸能系统相关基因表达、肠道微生态和肠道免疫指标等。 (1)日粮添加GABA显著降低了试验第2周仔猪的饲料转化率,但对仔猪体重和采食量无显著影;试验第3周,ETEC感染显著降低仔猪的平均日增重,而日粮添加GABA一定程度上缓解了ETEC的影响。ETEC感染显著提高了粪便评分、增加了空肠隐窝深度、降低了空肠绒毛高度与隐窝深度比值。ETEC感染时GABA显著增加了肾脏指数。同时,GABA降低了血清中多种氨基酸的含量,而ETEC感染干扰了这种影响。 (2) GABA转运载体、A型受体、B型受体基因均在小肠中表达。GABA增加了肠道GABA转运载体SLC6A13的mRNA丰度,ETEC、GABA都参与了仔猪小肠GABA受体基因的调控,两个因素存在交互作用。 (3) ETEC增加了肠道致病菌或条件性致病菌的丰度,如肠道致病性大肠杆菌等。饲料中添加GABA提高了仔猪回肠中菌群的多样性,ETEC对仔猪回肠中菌群的多样性也有影响。饲料中添加GABA降低由门水平至属水平的优势菌群的丰度而ETEC感染对这些菌群丰度无显著影响,GABA还相应的增加了同一层次其他菌群的数量。 (4) ETEC、GABA激活了TLRs和MyD88等基因的表达,参与调控肠道免疫细胞因子;二者均抑制了pIgR、Mucin基因的表达,二因素存在交互作用。 上述结果提示,GABA增强了仔猪饲料利用效率,一定程度上改善了ETEC感染仔猪的生产性能;GABA有降低血清中多种氨基酸的作用,但这种作用会受到ETEC感染的干扰;GABA转运载体、A型受体、B型受体基因在仔猪小肠中均有表达,并且受GABA和ETEC的调控,二因素存在交互作用;GABA提高了仔猪回肠菌群的多样性,降低了物种分类各水平上的优势菌群丰度,相应地增加了其他菌群的数量;ETEC增加了肠道致病菌或条件性致病菌的丰度,ETEC、GABA激活了TLRs以及信号通路下游的MyD88,均参与了肠道免疫调控。