黄曲霉毒素B1对肉牛瘤胃体外发酵、细菌群体感应、菌群组成与代谢的影响-文献详情-维普官网

文献检索

任意字段

文献信息

任意字段
主题词
篇关摘
篇名
关键词
摘要
作者
第一作者
作者单位
刊名
中图分类号
学科分类号
DOI
基金

智能检索

高级检索

检索历史

黄曲霉毒素B1对肉牛瘤胃体外发酵、细菌群体感应、菌群组成与代谢的影响认领

作者：

郭海康

学位授予单位：

湖南农业大学

摘要：

诸多研究证实霉菌毒素会对瘤胃微生物产生不利影响,同时瘤胃微生物细胞间普遍存在着群体感应(Quorum sensing,QS)效应,但是霉菌毒素是否会通过QS对微生物及内毒素生成产生影响尚不明确。本研究利用新型双外流连续培养瘤胃模拟发酵技术,基于优化后的QS信号分子自体诱导物2(Autoinducer-2,AI-2)及酰基高丝氨酸内酯类信号分子(Acyl-homoserine lactone,AHL)定量检测方法,研究黄曲霉毒素B1(Aflatoxins B1,AFB1)对肉牛瘤胃体外发酵、瘤胃细菌QS、内毒素生成及菌群组成与代谢的影响。旨在以QS为介入点,探讨AFB1对瘤胃细菌QS作用机制和内毒素生成的影响,为防控反刍动物日粮霉菌毒素污染提供参考依据。本试验使用新型双外流连续培养瘤胃模拟设备,共有12个发酵罐,采用4×4拉丁方试验设计,分为4个处理组:对照组(CON组),AFB1低剂量组(AFB1L组,20μg/kg),AFB1中剂量组(AFB1M组,40μg/kg)和AFB1高剂量组(AFB1H组,60μg/kg)。试验分为4期,每期10天,其中前3天为适应期,后7天为试验期。试验结果主要有: 1、AFB1对发酵底物干物质、粗蛋白、有机物消失率均无显著影响(P>0.05),中性、酸性洗涤纤维消失率呈显著线性降低。与CON组相比,AFB1M组和AFB1H组p H显著升高(P<0.05);AFB1L组和AFB1M组氨态氮含量显著升高(P<0.05);AFB1H组中总挥发性脂肪酸含量显著降低(P<0.05),其中乙酸摩尔比显著升高(P<0.05),但异丁酸、异戊酸比例显著降低(P<0.05);AFB1L组、AFB1M组和AFB1H组丙酸比例均显著升高;AFB1L组和AFB1M组丁酸比例显著升高(P<0.05)。 2、利用实时荧光定量PCR技术检测10种瘤胃微生物数量,结果显示:与CON组相比,AFB1H组中真菌(Fungus)数量显著降低(P<0.05);AFB1L组中甲烷菌(Methanogens)数量较显著降低(P<0.05);AFB1H组中黄色瘤胃球菌(Ruminobacter flavefaciens)数量显著降低(P<0.05)。 3、利用柱前衍生高效液相色谱及高效液相色谱-串联质谱法分别对发酵液中AI-2及AHLs进行定量检测。结果显示:与CON组相比,AFB1H组中AI-2含量显著降低(P<0.05);AFB1L组、AFB1M组及AFB1H组中C4-HSL和C6-HSL含量均显著降低(P<0.05);AFB1H组中3-oxo-C6-HSL含量显著降低(P<0.05)。3-oxo-C8-HSL在各组间含量差异不显著(P>0.05)。C8-HSL、C10-HSL、3-oxo-C10-HSL和3-oxo-C12-HSL四种信号分子在本次试验中未检出,各组间的内毒素及微生物蛋白含量无显著差异(P>0.05)。 4、针对瘤胃体外发酵液的16S rRNA全长测序结果显示:与对照组发酵液(CONL)相比,除中剂量组发酵液(AFB1M-L)Coverage指数显著降低(P<0.05)外,各组瘤胃微生物Alpha和Beta多样性没有显著变化;高剂量组发酵液(AFB1H-L)厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度显著提高(P<0.05);AFB1M-L和AFB1H-L中的普雷沃氏菌属(Prevotella)相对丰度显著降低(P<0.05);AFB1H-L中的溶纤维丁酸弧菌(Butyrivibrio＿fibrisolvens)相对丰度显著提高(P<0.05),AFB1M-L中的Prevotella＿ruminicola相对丰度显著降低(P<0.05)。针对瘤胃体外发酵食糜的16S rRNA全长测序结果显示:与对照组食糜(CON-S)相比,除中剂量组食糜(AFB1M-S)Shannon指数显著降低(P<0.05)外,各组瘤胃微生物Alpha和Beta多样性无显著变化;低剂量组食糜(AFB1L-S)厚壁菌门相对丰度显著提高(P<0.05),拟杆菌门(Bacteroidota)相对丰度显著降低(P<0.05);高剂量组食糜(AFB1H-S)脱硫菌门(Desulfobacterota)相对丰度显著降低(P<0.05);AFB1LS、AFB1M-S及AFB1H-S中的克里斯滕森菌科R-7群和瘤胃球菌科NK4A214群(Ruminococcaceae＿NK4A214＿group)相对丰度显著降低(P<0.05);AFB1H-S中的Prevotellaceae＿UCG＿001相对丰度显著提高(P<0.05)。 5、代谢组学分析表明,鉴定出的各类代谢物占比排名前三的是:脂质和类脂分子(40.562%),有机酸及其衍生物(17.001%),有机杂环化合物(15.797%)。四组间共有的重要KEGG代谢通路排名前三的是:组氨酸代谢,缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成,烟酸和烟酰胺代谢。与CON组相比,AFB1L组鉴定出75个差异代谢物,分别是前列腺素B2、胞嘧啶等,注释到7条差异代谢通路,分别是苯丙氨酸代谢、组氨酸代谢等;AFB1M组鉴定出96个差异代谢物,分别是磷脂酰丝氨酸、烟酸等,注释到12条差异代谢通路,分别是抗坏血酸和醛酸盐代谢、烟酸和烟酰胺代谢等;AFB1H组鉴定出29个差异代谢物,分别是磷脂酰丝氨酸、鞘氨醇等,注释到2条差异代谢通路,分别是组氨酸代谢和鞘脂代谢。四组间共鉴定出83个差异代谢物,分别是氧化三甲胺、磷脂酰丝氨酸等,注释到7条KEGG差异代谢通路,分别是抗坏血酸和醛酸盐代谢、组氨酸代谢等。 6、针对发酵指标、QS信号分子、微生物及差异代谢物的关联分析结果表明:AI-2、C4-HSL、C6-HSL和3-oxo-C6-HSL与乙酸、丙酸、丁酸等6种挥发性脂肪酸呈正相关;属水平下,AI-2与脱硫弧菌(Desulfovibrio)、瘤胃球菌(Ruminococcus)等细菌呈正相关;厌氧弧菌(Anaerovibrio)、Lachnoclostridium等细菌呈负相关,C4-HSL、C6-HSL和3-oxo-C6-HSL与普雷沃氏菌、Agathobacter等细菌呈正相关,与Anaerovorax、Prevotellaceae＿UCG＿003等细菌呈负相关。3-oxo-C8-HSL与克里斯滕森菌科R-7群、假丁酸弧菌(Pseudobutyrivibrio)等细菌呈正相关,与普雷沃氏菌、Agathobacter等细菌呈负相关。种水平下,Prevotella＿ruminicola与C4-HSL、C6-HSL和3-oxo-C6-HSL呈正相关,与3-oxo-C8-HSL呈负相关;uncultured＿sludge＿bacterium与C4-HSL、C6-HSL和3-oxo-C6-HSL呈负相关,与3-oxo-C8-HSL呈正相关。与QS信号分子生成相关的代谢物2-丁酮酸,其与厌氧弧菌、Prevotellaceae＿UCG＿003等细菌呈负相关,与脱硫弧菌呈正相关。综上所述,AFB1通过降低AI-2和AHLs生成抑制瘤胃微生物间的交流,降低了普雷沃氏菌、瘤胃球菌科NK4A214群等菌群丰度,降低了己二酸、12-姜酚等代谢物含量,提高了磷脂酰丝氨酸、异考布松等代谢物含量,调控了抗坏血酸和醛酸盐代谢、组氨酸代谢等代谢通路,进而提高了瘤胃体外发酵液中p H值、乙酸和丁酸比例,降低了丙酸比例,但是在本试验条件下,AFB1并未对内毒素产生影响。

摘要译文

关键词：

体外发酵; AFB1; 群体感应; 瘤胃细菌; 内毒素

学位年度：

2023

学位类型：

硕士

学科专业：

动物生产与畜牧工程

导师：

王祚

中图分类号：

S823[牛⑨]

学科分类号：

0905[畜牧学]

D O I：

10.27136/d.cnki.ghunu.2023.000860