早期粪便微生物群移植可持续提升鸡生长性能:抑制空肠乳酸杆菌随龄下降的新策略

【字体: 时间:2025年02月11日 来源:Microbiome 13.8

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  为探究早期粪便微生物群移植(FMT)对鸡生长性能的影响,研究发现其可抑制空肠乳酸杆菌随龄下降并提升生长性能,意义重大。

  在养鸡产业中,鸡的生长速度直接关乎经济效益,一直以来都是人们关注的重点。然而,一个令人困扰的现象是,健康鸡在生长过程中,早期日增重往往会增加,但到了后期却逐渐下降,尤其是生长周期较长的鸡,这种情况更为明显,这大大降低了生产效率。肠道健康对于鸡的生长起着至关重要的作用,它直接影响着营养物质的消化和吸收。而肠道内微生物群落的平衡是维持肠道健康的关键,其中乳酸杆菌(Lactobacillus)作为肠道内的重要有益菌,不仅能够调节肠道炎症反应,还对肠道屏障功能和免疫系统有着积极影响。但有研究发现,鸡肠道内乳酸杆菌的丰度会随着年龄的增长而下降,这可能会导致肠道慢性炎症,进而影响鸡的生长性能。因此,寻找一种有效的方法来改善鸡的生长性能,成为了当前养鸡产业亟待解决的问题。
为了解决这些问题,华中农业大学的研究人员开展了一项关于早期粪便微生物群移植(FMT,Fecal Microbiota Transplantation)对鸡生长性能影响的研究。研究结果表明,早期 FMT 能够持续提高鸡的生长性能,这一成果发表在《Microbiome》杂志上,为养鸡产业提供了新的思路和方法。

研究人员在实验过程中运用了多种关键技术方法。首先,通过 16S rRNA 基因测序技术,对不同生长性能的鸡的空肠微生物群落进行分析,以探究乳酸杆菌丰度与鸡生长性能之间的关系。其次,利用组织学染色技术(如苏木精 - 伊红染色(HE 染色)、过碘酸 - 希夫染色(PAS 染色)和 Lendrum 染色),观察空肠的发育和健康状况。此外,还采用了定量实时聚合酶链反应(qPCR)技术,检测生长激素(GH,Growth Hormone)/ 胰岛素样生长因子 1(IGF-1,Insulin - like Growth Factor 1)相关基因的表达水平。实验选取了多个不同品种、不同年龄段的鸡作为样本队列,包括黄羽鸡、白羽鸡、吐鲁番斗鸡 × 白来航鸡、桂山黄鸡等。

研究结果如下:

  • 空肠乳酸杆菌丰度与鸡生长性能呈正相关:研究人员选取了生长性能差异显著的两个品种鸡(黄羽鸡和白羽鸡),对比发现高体重鸡的胸肌和腿肌体积、体重、胸肌和腿肌重量都明显更高。16S rRNA 基因测序结果显示,高体重鸡空肠中乳酸杆菌的相对丰度显著高于低体重鸡。进一步的 Spearman 相关性分析表明,空肠乳酸杆菌的相对丰度与鸡的生长性能呈显著正相关。这说明空肠乳酸杆菌丰度与鸡生长性能密切相关。
  • 鸡日增重与空肠乳酸杆菌丰度随龄下降显著相关:研究人员对吐鲁番斗鸡 × 白来航鸡在 30 天、60 天、120 天三个不同年龄段的空肠内容物细菌群落组成和日增重进行比较。结果发现,空肠中乳酸杆菌的丰度随年龄增长而降低,鸡的日增重最初加速,到 60 天后逐渐减缓。Spearman 相关性分析表明,乳酸杆菌丰度与日增重呈显著正相关。这表明空肠乳酸杆菌丰度随龄下降与鸡生长周期内的生长速率密切相关。
  • 早期 FMT 通过增加空肠乳酸杆菌丰度改善鸡生长性能:研究人员将生长性能良好、粪便中乳酸杆菌丰度高的健康供体鸡的粪便微生物群移植到 1 日龄雏鸡体内。结果显示,FMT 组鸡的体重、胸肌重量和腿肌重量均显著高于对照组。HE 染色结果表明,FMT 组单根胸肌和腿肌细胞的横截面积更大。16S rRNA 基因测序结果显示,FMT 组空肠中乳酸杆菌的丰度显著提高。这说明早期 FMT 可通过增加空肠乳酸杆菌丰度显著改善鸡的生长性能。
  • 早期 FMT 通过减缓空肠乳酸杆菌丰度随龄下降持续改善鸡生长性能:研究人员选取生长周期较长的桂山黄鸡进行 4 周的 FMT 实验,并持续观察到 90 天。结果显示,FMT 组在不同时间点的体型、体重、日增重、胸肌和腿肌重量、胸肌和腿肌指数均显著高于对照组。进一步研究发现,FMT 组在三个时间点的空肠乳酸杆菌丰度显著更高,且乳酸杆菌相对丰度与体重、胸肌和腿肌重量及指数呈显著正相关。这表明早期 FMT 可通过减缓空肠乳酸杆菌丰度随龄下降持续改善鸡的生长性能。
  • 早期 FMT 改善空肠发育和健康:肠道健康对鸡的生长至关重要。研究人员对比发现,FMT 组在各个时间点的空肠长度均显著更长。HE 染色显示,FMT 组空肠绒毛长度显著更长,隐窝深度显著更深。PAS 染色和 Lendrum 染色结果表明,FMT 组在三个时间点的杯状细胞和潘氏细胞数量均显著更多。这说明早期 FMT 可通过改善空肠发育和健康促进鸡的生长性能。
  • 早期 FMT 促进生长和 GH/IGF-1 相关基因表达:生长激素(GH)可促进肝脏分泌胰岛素样生长因子 1(IGF-1),进而促进机体生长发育。研究人员对桂山黄鸡不同时间点肝脏、血液和肌肉中相关基因的表达进行比较。qPCR 结果显示,FMT 组在 60 天和 90 天肝脏中 GH、GHR 和 IGF-1 的 mRNA 表达显著更高。免疫组化(IHC)和酶联免疫吸附测定(ELISA)结果表明,FMT 组在 60 天和 90 天肝脏 IGF-1 蛋白表达和血清 IGF-1 浓度显著更高。qPCR 结果还显示,FMT 组在不同时间点胸肌和腿肌中 IGF-1 和 IGF-1R 的 mRNA 表达显著更高。这表明早期 FMT 可促进 GH/IGF-1 相关基因的表达,从而促进鸡的生长发育。

研究结论和讨论部分指出,乳酸杆菌在维持肠道健康、促进鸡生长方面具有重要作用,其丰度随年龄下降与鸡生长性能降低显著相关。早期 FMT 是一种有效的方法,能够维持空肠中较高的乳酸杆菌丰度,进而持续改善鸡的生长性能。这一过程可能通过促进空肠发育和健康、上调 GH/IGF-1 通路相关基因的表达水平来实现。不过,目前仍有一些问题有待进一步研究,例如具体是哪些乳酸杆菌菌株在改善鸡生长性能中发挥关键作用,以及 GH/IGF-1 信号通路影响鸡生长性能的具体机制等。但总体而言,该研究为提高鸡的生长性能提供了新的理论依据和实践指导,有望在养鸡产业中得到广泛应用,助力产业提升经济效益。
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