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乳酸菌(Lactobacillus)为畜禽肠道重要的共生菌,对于畜禽的肠道健康起着重要作用。小麦是畜禽常用饲料原料之一,但小麦含有大量的阿拉伯木聚糖(arabinoxylan,AX),是小麦中主要的抗营养因子。低聚木糖(xylan oligosaccharides,XoS)是AX的酶解产物,可以有效促进乳酸菌的增殖。研究表明,XOS的益生功能受其结构的影响,但目前关于XOS结构和功能的关系还不清楚,且XOS在乳酸菌内的代谢途径,还缺乏相关报道。因此,为了探明小麦型日粮中是否可以通过添加特异性木聚糖降解酶,降解小麦AX产生XOS,实现促进肉鸡肠道乳酸菌的增殖,从而改善肠道健康的效果,并阐明其机理,本研究设计了以下四个试验:试验一为了研究AX主链降解酶(内切型木聚糖酶))和支链降解酶(阿拉伯呋喃糖苷酶和阿魏酸酯酶)体外酶解木聚糖的协同效应。以可溶性阿拉伯木聚糖(water extractable arabinoxylan,WE-AX)、不可溶性阿拉伯木聚糖(water un-extractable arabinoxylan,WU-AX),榉木木聚糖(beechwoodxylan)为底物时,添加阿拉伯呋喃糖苷酶和阿魏酸酯酶,都可以提高内切型木聚糖酶对底物的酶解作用,提高总还原糖的生成量。与单独添加内切型木聚糖酶相比,阿拉伯呋喃糖苷酶和阿魏酸酯酶分别能与内切型木聚糖在降解WE-AX和WU-AX时发挥协同作用,使还原糖的生成量分别提高24%和17%。以WE-AX为底物时,与对照组相比,同时添加两种支链酶可以使还原糖的生成量提高26%。以WU-AX和榉木木聚糖为底物时,两种支链酶同时添加的连续性协同效应优于同步性协同效应,此时处理后的还原糖产量分别较对照组提高72%和36%。降解WE-AX和WU-AX时,与单独使用内切型木聚糖酶相比,阿拉伯呋喃糖苷酶、阿魏酸酯酶及二者的同时添加,分别可使总XOS的产量提高56.38%、46.06%、137.65%;46.52%、53.03%、94.66%。与葡萄糖和FOS作为碳源时相比,WE-AX和WU-AX来源的XOS均能显著提高稳定期的短乳杆菌的数量(P<0.05)。试验二为了探讨AX主链降解酶和支链降解酶在肉鸡体内的协同降解效果,将480只1日龄AA肉公鸡分为5个处理组,饲喂小麦-豆粕配置的日粮,分别为空白对照组、木聚糖酶组、木聚糖酶+阿拉伯呋喃糖苷酶组、木聚糖酶+阿魏酸酯酶组、以及三种酶的同时添加组。研究不同处理对肉鸡生产性能和肠道微生物的影响。试验结果表明,添加木聚糖酶可以增加1-21 d和1-36 d肉鸡的平均日增重,并显著降低肉鸡的料肉比(P<0.05);额外添加阿拉伯呋喃糖苷酶和阿魏酸酯酶均可以进一步改善木聚糖酶的效果,提高肉鸡的生长性能。在肉鸡36 d时,与单独添加木聚糖酶组相比,同时添加3种酶制剂可以显著提高肉鸡的平均日增重(P<0.05),降低料肉比(P<0.05)。此外,在降低36 d肉鸡的空肠食糜粘性和盲肠大肠杆菌数量,提高肉鸡盲肠乳酸菌数量和木聚糖在肉鸡体内的降解率上,2种支链酶均能与木聚糖酶发挥协同增效的作用。试验三为阐明特异性木聚糖酶促进肉鸡肠道乳酸菌增殖的机理。从试验二中所用的肉鸡盲肠中,分离出一株能高效利用XOS的优势乳酸菌,通过16SrDNA技术和生化鉴定方法,鉴定该细菌为乳酸片球菌,命名为BCC-1。de-novo测序技术分析表明,BCC-1包含1条染色体和2个质粒,测序后提交到NCBI数据库,收录号分别为CP018763、CP018764和CP018765。以不添加糖原的培养基为对照组,探讨添加XOS和木糖对细菌基因表达的影响。采用转录组技术分析不同处理的差异基因发现,与空白对照组相比,XOS处理组中有1092个显著差异表达的基因;其中上调表达的基因有559个,下调表达的基因有533个。而XOS与木糖组相比,只有376个差异基因,其中上调的基因有200个,下调的基因有176个。进一步分析差异基因发现,与木糖组相比,XOS处理组中存在5个显著富集的GO term,分别是有机酸的转运、碳水化合物的代谢、磷酸烯醇式丙酮酸依赖的糖磷酸转移酶系统、糖基水解作用以及O-键连接的糖基水解作用。KEGG富集通路分析表明,与木糖组处理组相比,XOS组显著上调了 4个与磷酸化有关的ABC(ATP-binding cassette)转运蛋白基因的表达,同时上调了 8个与糖代谢相关的酶的基因的表达,这些酶主要参与三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle,TCA)、丙酮酸代谢以及磷酸戊糖途径。试验四为了验证在饲料中添加Pediococcus acidilactic BCC-1对肉鸡1-21 d肠道健康的改善效果,并阐明其对肉鸡生产性能及肠道微生物的影响。试验采用480只1 d肉鸡,分为4个处理组,分别为对照组,XOS处理组、BCC-1处理组,XOS+BCC-1处理组。21d试验期结束后,测定肉鸡生产性能,肠道形态,盲肠微生物区系以及挥发性脂肪酸。与对照组相比,XOS和BCC-1的添加,均可以提高肉鸡1-21 d的体增重和采食量,显著降低肉鸡的料重比(P<0.05)。且XOS及BCC-1的配伍使用可以进一步提高肉鸡的体增重和采食量,并降低料重比。XOS和BCC-1均可以显著降低肉鸡盲肠的pH值(P<0.05),而BCC-1的添加,还可以显著降低肉鸡空肠的食糜黏度(P<0.05)。与单独添加BCC-1相比,XOS同BCC-1的配伍使用可以进一步降低肉鸡空肠的食糜黏度。与对照组相比,XOS同BCC-1的配伍使用,可以显著的提高肉鸡盲肠食糜中丁酸的含量(P<0.05),提高肉鸡回肠绒毛高度(P<0.05)和绒毛高度与隐窝深度的比值(P<0.01),并降低回肠肌层厚度(P＜0.01)。16SrDNA测序结果表明,XOS和BCC-1都具有提高肉鸡21d盲肠中微生物多样性和厚壁菌门与拟杆菌门比值的作用。盲肠食糜代谢组的结果表明,4个不同处理组的肉鸡盲肠食糜组分差异较大。与对照组相比,添加BCC-1和XOS,分别可以提高肉鸡盲肠中肌醇和4-羟基苯丙酮酸的含量(P<0.05)。与单独添加XOS和BCC-1相比,XOS和BCC-1的配伍使用,分别可以提高5-羟基吲哚-3乙酸和葡萄糖酸的含量(P<0.05)。以上结果表明,由阿拉伯呋喃糖苷酶、阿魏酸酯酶和内切型木聚糖酶组成的特异性木聚糖降解酶,能有效的降解AX,生成XOC。XOS是通过提高乳酸菌内编码ABC转运蛋白和碳水化合物代谢中的关键酶基因的表达,来促进乳酸菌的增殖,进而改善肉鸡的肠道健康和生产性能。