解淀粉芽孢杆菌TL对肉鸡血清代谢组学影响

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解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)因其具有分泌多种消化酶,抑制病原菌定植等多种作用,被用作益生菌添加到动物饲料中,来提高动物的生产性能。本课题组前期研究已经证实解淀粉芽孢杆菌TL具有促进肉鸡生长,调节肉鸡盲肠菌群的作用。本研究主要探索解淀粉芽孢杆菌TL对宿主营养代谢的影响,寻找其促进肉鸡生长的生物标志物,为以后研究益生菌的促生长机理提供一定的理论依据。本试验将180只AA肉鸡,随机平分成3组,分别设为对照组(基础日粮)、益生菌组(基础日粮+解淀粉芽孢杆菌TL)、抗生素组(基础日粮+金霉素),自由饮水和采食,饲喂至21日龄。试验结果:体重:与对照组相比,21日龄时解淀粉芽孢杆菌TL组和金霉素组肉鸡体重分别增加了7.6%和6.2%差异极显著(P<0.01)。说明解淀粉芽孢杆菌TL和金霉素均能在前期促进肉鸡生长。血清代谢组学检测:利用NMR检测平台,TL组、金霉素组和对照组均检测出49种代谢物,说明在代谢物种类方面三组之间没有差异,49种代谢物涉及氨基酸代谢、脂肪酸代谢、糖代谢、能量代谢及肠道微生物代谢。由PLS-DA和OPLS-DA分析可以看出,解淀粉芽孢杆菌TL组和金霉素组与对照组相比具有不同的代谢表型,且金霉素组与解淀粉芽孢杆菌TL组也被区分开,说明解淀粉芽孢杆菌TL和金霉素均能在调节肉鸡代谢水平上也存在一定的差异。解淀粉芽孢杆菌TL组与对照组相比,共有22个代谢物发生显著变化,其中有3个物质在解淀粉芽孢杆菌TL组显著升高,19个物质在解淀粉芽孢杆菌TL组显著降低。其中乳酸(Lactate)含量在对照组显著高于解淀粉芽孢杆菌TL组(P<0.05),乳酸是糖酵解产物,其含量在血清中升高,说明机体对葡萄糖的利用率不高。3-羟基丁酸(3-Hydrobutyrate)和丙酮(Acetone)属于脂肪酸氧化的产物,其在对照组含量极显著高于TL组(P<0.01)当机内产生能量不能满足自身需要的时候,通过脂肪氧化供能,说明饲喂添加解淀粉芽孢杆菌TL的基础日粮能抑制肉鸡脂肪氧化,促进其生长。同时3-羟基丁酸能反映肝脏细胞线粒体的氧化状态,当其含量在机体内升高时,说明肝细胞线粒体处于氧化状态,进而影响线粒体功能。在解淀粉芽孢杆菌TL组部分氨基酸含量显著降低,如甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、亮氨酸等,同时解淀粉芽孢杆菌TL组血清尿素氮(BUN)含量极显著低于对照组,这可能是由于氨基酸在对照组内代谢较旺盛。且在该研究中发现,解淀粉芽孢杆菌TL组血清中乙酸(Acetate)含量显著高于对照组,也从一定程度上印证了本课题组前期研究结果,解淀粉芽孢杆菌TL确实增加肉鸡肠道内产乙酸的菌群。金霉素组同对照组相比,共有10个代谢物发生显著变化,其中乳酸(糖代谢)在对照组含量极显著高于金霉素组(P<0.01),3-羟基丁酸和丙酮(脂肪代谢)在对照组也极显著高于金霉素组(P<0.01),说明金霉素在调节肉鸡糖代谢及脂肪代谢方面与解淀粉芽孢杆菌TL具有相似的作用。三羧酸循环中间产物苹果酸(Malate)、延胡索酸(Fumarate)及琥珀酸(Succinate)的含量在金霉素组显著低于对照组,说明金霉素对肉鸡的三羧酸循环过程产生显著影响。3-羟基丁酸(3-Hydrobutyrate)、丙酮(Acetone)和2-羟基丁酸(2-Hydrobutyrate)作为脂肪代谢的产物,与解淀粉芽孢杆菌TL组相比其在金霉素组血清中的具有升高的趋势,2-羟基丁酸已经被报道可以作为检测胰岛素耐受的生物标志物。肌酸作为肌肉组织内的主要供能物质,其在金霉素组血清中的含量显著高于解淀粉芽孢杆菌TL组,说明肌肉细胞代谢比较活跃。综上所述,饲喂金霉素和解淀粉芽孢杆菌TL后会对肉鸡血清的代谢表型均产生一定的影响,解淀粉芽孢杆菌TL主要影响肉鸡的糖代谢、脂肪代谢、氨基酸代谢影响比较明显,它能减少肉鸡的脂肪氧化,减弱葡萄糖酵解,减少乳酸在体内的积累,金霉素主要影响肉鸡的三羧酸循环,脂肪代谢和糖代谢过程,其中对糖和脂肪代谢的影响与解淀粉芽孢杆菌TL相似。金霉素与解淀粉芽孢杆菌TL均能降低肉鸡血清中乳酸、3-羟基丁酸和丙酮的含量,即减弱肉鸡脂肪氧化和糖酵解过程,考虑血清乳酸、丙酮和3-羟基丁酸可能是TL和金霉素促进肉鸡生长的生物标志物。
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