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集约化养殖不仅可以提高生产效率,还有益于保护我国牧草生态,因此集约化饲养是我国当代畜牧业发展的必然趋势。然而,集约化养殖迫使饲养方式和饲粮结构产生巨大转变,高精料生产模式加剧了反刍动物机体氧化应激,增加了营养代谢性疾病的发生几率。与瘤胃的复层扁平上皮结构不同,反刍动物后肠道上皮仅由单层细胞构成,缺乏唾液和原生动物吞噬功能发挥的缓冲作用。因此,高精料饲粮模式下,反刍动物后肠道屏障功能较瘤胃上皮更容易被破坏,内毒素在此易位并引发机体炎症反应的风险更大。原花青素具有强抗氧化、抗炎及肠道功能保护的生物活性。因此,本课题拟利用绵羔羊为研究对象,研究葡萄籽原花青素(GSPs)对高精料舍饲羔羊结肠屏障功能的保护及作用机制。为系统地揭示原花青素保护绵羊结肠上皮屏障功能的作用机制奠定理论基础,为高精料诱发反刍动物后肠道屏障功能损伤的调控提供新思路。主要研究内容和试验结果如下:1葡萄籽原花青素对绵羊瘤胃体外发酵参数及微生物区系的影响以精粗比为50:50的全混合日粮为发酵底物,分为5组,分别添加0(对照组)、200、400、600和800 mg/kg的GSPs。测定体外发酵48 h的发酵参数、产气量、甲烷产量和微生物区系。结果显示:1)与对照组相比,400和600 mg/kg GSPs添加组发酵液p H显著升高(P<0.05);2)各GSPs添加组甲烷产量降低,剂量达400 mg/kg可显著降低产气量(P<0.05);3)与对照组相比,GSPs添加组丁酸比例显著降低,400 mg/kg GSPs组异丁酸比例显著升高(P<0.05);4)与对照组相比,添加GSPs线性降低了产琥珀酸丝状杆菌、溶纤维丁酸弧菌、嗜淀粉瘤胃球菌、原虫和甲烷菌数量(P<0.05)。200 mg/kg GSPs组黄色瘤胃球菌数量显著升高,800 mg/kg GSPs组则显著降低(P<0.05)。2葡萄籽原花青素对高精料舍饲羔羊生产性能、抗氧化和免疫功能的影响试验选取48只4月龄、体重相近(22.75±1.2 kg)的杜寒杂交一代公羔羊,随机分为4组,基础饲粮(精粗比=70:30)中添加分别0(对照组,CON)、10(10GSPs)、20(20GSPs)和40(40GSPs)mg/kg BW/d的GSPs。试验期共60 d,其中预饲期15 d,正试期45 d。结果显示:1)10GSPs和20GSPs组平均日增重和平均日采食量显著高于对照组和40GSPs组(P<0.05);2)与对照组相比,10GSPs和20GSPs组的宰前活重显著提高,GSPs添加组的胴体重和净肉重增高,40GSPs组的眼积面积增大,背最长肌剪切力线性降低(P<0.05);3)随着GSPs的添加,背最长肌T-AOC、CAT、SOD、GSH-Px酶活性线性升高,MDA含量线性降低(P<0.05)。20GSPs和40GSPs组的SOD、GPx4和Nrf2 m RNA水平线性升高(P<0.05);4)饲喂后3、8、12 h瘤胃p H随GSPs添加水平增加而线性升高(P<0.05),乙酸和总挥发性脂肪酸浓度有降低的趋势(P<0.1),LPS浓度有降低的趋势(P<0.1);5)正试期第30天,20GSPs和40GSPs组外周血中CD4+T细胞比例高于对照组,CD8+T细胞比例低于对照组(P<0.05)。正试期第45天,20GSPs和40GSPs组外周血中CD8+T细胞比例低于对照组,CD4+T细胞比例及CD4+/CD8+比值显著升高(P<0.05);6)淋巴细胞转化率线性升高、凋亡率线性降低(P<0.05)。20GSPs和40GSPs组IL-4浓度高于对照组,Ig G水平线性升高(P<0.05)。3葡萄籽原花青素对高精料舍饲羔羊结肠发酵、微生物区系和屏障功能的影响试验以高精料舍饲羔羊为研究对象,测定GSPs对结肠发酵、结肠内容物微生物区系、结肠上皮形态结构、紧密连接蛋白表达及炎性细胞浸润的影响,确定GSPs对结肠屏障功能的保护作用。结果显示:1)20GSPs和40GSPs组乙酸、丙酸和总挥发性脂肪酸浓度低于对照组和10GSPs组(P<0.05);2)GSPs添加组结肠内容物LPS浓度有降低的趋势(P<0.1),20GSPs和40GSPs组血清LPS和LBP浓度较对照组和10GSPs组显著降低(P<0.05);3)饲喂GSPs改变了结肠内容物微生物区系。40GSPs组变形菌门(Proteobacteria)显著高于对照组和10GSPs组(P<0.05);20GSPs和40GSPs组拟杆菌属(Bacteroides)和普雷沃菌属(Prevotella)相对丰度显著低于对照组和10GSPs组(P<0.05)。20GSPs组梭菌属(Clostridium)相对丰度较对照组和10GSPs组显著降低(P<0.05)。20GSPs和40GSPs组Mogibacterium相对丰度显著高于对照组和10GSPs组(P<0.05);4)对照组羔羊结肠粘膜上皮细胞严重缺失,固有层裸露,肠腺排列疏松,间隙增宽,紧密连接蛋白缺失、受损,而20GSPs和40GSPs组结肠形态结构和紧密连接蛋白分布表达正常,20GSPs和40GSPs组结肠组织紧密连接蛋白Claudin-1表达量显著高于10GSPs和对照组(P<0.05);5)随着GSPs添加剂量的升高,结肠组织MPO、i NOS酶活性及PGE2、NO、IL-1β、IL-2、IL-6和TNF-α水平线性降低(P<0.05)。4基于代谢组学研究葡萄籽原花青素保护结肠屏障功能的作用机制试验选取20GSPs和对照组结肠组织进行非靶向代谢组学分析。结果显示:1)共筛选出94个显著差异代谢产物,其中包含了49种脂类物质,17种有机酸及其衍生物,9种有机杂环化合物,5种芳香族化合物,4种糖类化合物,10种其他有机化合物。其中,45种差异代谢物显著上调,49种代谢物显著下调(P<0.05);2)差异代谢产物共参与了58条不同代谢通路,其中包含了脂代谢通路、能量代谢通路及抗氧化途径等25条通路为潜在的靶向通路。5基于Nrf2/NF-κB通路研究葡萄籽原花青素缓解结肠上皮损伤的分子机制利用q PCR、Western Blot技术,测定Nrf2-ARE和NF-κB通路关键因子及炎症因子的m RNA和蛋白表达水平,明确结肠组织Nrf2-ARE通路与NF-κB转录激活的关系,揭示GSPs通过调控Nrf2-ARE通路缓解结肠上皮炎症损伤的作用机制。结果显示:1)与对照组相比,20GSPs和40GSPs组Nrf2、HO-1基因和蛋白表达量显著升高,40GSPs组GPx4基因表达量升高(P<0.05)。40GSPs组T-AOC和GSH-Px酶活性高于对照组和10GSPs组,20GSPs和40GSPs组MDA含量低于对照组(P<0.05);2)与对照组比,20GSPs和40GSPs组TLR4基因和蛋白表达量显著降低,40GSPs组NF-κB p65基因和核蛋白表达量显著降低(P<0.05)。20GSPs和40GSPs组TNF-α基因和蛋白及IL-1β蛋白的表达量显著降低(P<0.05)。结论:(1)GSPs可以调节绵羊瘤胃体外发酵和微生物区系;(2)GSPs可以提高高精料条件下羔羊的生长性能、屠宰性能,改善肉品质,增强羔羊机体抗氧化性和免疫功能;(3)GSPs可以调节高精料条件下羔羊结肠发酵和微生物区系,保护结肠屏障功能,缓解结肠上皮炎症损伤。(4)代谢组学研究表明GSPs可能通过脂质代谢、能量代谢和抗氧化途径等共同应答高精料导致的绵羊结肠上皮炎症反应;(5)GSPs通过激活Nrf2通路,提高抗氧化酶活性,同时抑制NF-κB炎症信号通路活化,降低结肠组织局部炎症,缓解结肠上皮组织损伤。