生土豆淀粉日糧對豬結腸和肝臟基因表達和代謝的影響.pdf

1、抗性淀粉在健康動物小腸不被分解利用，主要在后腸被微生物發(fā)酵利用。抗性淀粉后腸發(fā)酵過程中，會影響后腸菌群結構，同時產生短鏈脂肪酸(SCFA)等代謝產物，并可進一步影響動物機體代謝。生土豆淀粉因特殊的淀粉顆粒球不易被動物的消化酶消化，形成抗性淀粉，本論文通過長期飼喂生長育肥豬生土豆淀粉日糧，旨在研究抗性淀粉在腸道和腸道外層面如何影響豬機體的代謝過程，試驗包括四個部分。
　　1.生土豆淀粉日糧對豬結腸微生物結構的影響
　　本試驗通

2、過高通量測序技術，研究抗性淀粉對鮚腸微生物菌群組成結構的影響，旨在探討其潛在營養(yǎng)調控機制。試驗選取36頭（70日齡）杜長大三元雜交閹公豬，隨機分成玉米淀粉組和生土豆淀粉組，每個組設6個重復（欄），每欄3頭豬。玉米淀粉組日糧為玉米豆粕型日糧，生土豆淀粉組日糧以生土豆淀粉(RPS)替換等量玉米淀粉(CS)(生長期替換250 g/kg，育肥期替換280 g/kg)，飼喂期為100天，試驗豬自由采食和飲水。試驗結束后，每個重復隨機屠宰一頭，采集

3、結腸黏膜和食糜，提取微生物DNA，采用16S rRNA基因測序技術，對結腸黏膜和食糜中菌群相對豐度進行分析，并通過熒光實時定量PCR測定細菌總數。結果顯示，長期飼喂生土豆淀粉顯著降低了豬結腸黏膜和食糜中總菌的數量(P＜0.05);在門水平上，生土豆淀粉對結腸菌群沒有顯著影響(P＞0.05)。在屬水平上，與玉米淀粉日糧相比，生土豆淀粉日糧顯著降低了梭菌屬、密螺旋體屬、顫螺菌屬和理研菌屬的豐度，但是顯著升高了Turicibacter、Bla

4、utia和瘤胃球菌屬的豐度(P＜0.05)，顯降低了結腸菌群豐富度(P＜0.05)。結果提示，長期飼喂生土豆淀粉（高抗性淀粉）可有效調節(jié)結腸菌群結構，對后腸健康有一定益處。
　　2.生土豆淀粉日糧對豬結腸黏膜轉錄表達譜的影響
　　本試驗利用表達譜基因芯片技術，全面測定結腸黏膜基因轉錄變化，旨在研究抗性淀粉對結腸轉錄層面的影響。試驗設計同試驗一，屠宰后，采集結腸黏膜，提取黏膜RNA，進行表達譜基因芯片分析。結果顯示:按照特定篩

5、選條件(差異倍數＞2或＜0.5，P＜0.05)，篩選出549個可功能注釋的差異表達基因（生土豆淀粉組vs土豆淀粉組），其中311個基因轉錄上調，238個轉錄下調。差異基因顯著富集了免疫反應通路、信號分子傳導、運輸和分解以及細胞信息交流等多個代謝通路。其中，生土豆淀粉顯著升高了促炎因子IL-1β基因mRNA的表達量(P＜0.05)，降低了LIPA、GALANS、CTSZ、CTSB和CTSD等多個溶酶體通路關鍵酶對應基因mRNA表達量(P＜

6、0.05)，抑制了病毒識別因子TLR-7基因mRNA的表達量(P＜0.05)。綜上所述，長期飼喂生土豆淀粉，在轉錄層面抑制了結腸組織免疫相關通路，減弱了結腸免疫作用功能。
　　3.生土豆淀粉日糧對豬肝臟組織轉錄表達譜的影響
　　肝臟是動物機體重要的代謝器官，研究肝臟代謝能為機體研究提供重要參考。本試驗選擇肝臟作為抗性淀粉腸道外靶器官，運用表達譜基因芯片技術，分析肝臟基因轉錄變化，在轉錄層面研究長期飼喂生土豆淀粉對肝臟代謝的影

7、響，揭示生土豆淀粉對機體腸外代謝的影響。試驗設計同試驗一，豬屠宰后，快速采集肝臟組織，用于基因芯片分析，并對特定基因進行熒光定量PCR驗證。結果顯示:按照特定條件（差異倍數＞1.5或＜0.67，P＜0.05），篩選注釋得到237個差異表達的基因，包括121個上調基因，116個下調基因。差異表達的基因顯著富集了脂肪氧化分解、磷脂合成、脂肪生成等脂肪代謝通路(P＜0.01)。長期飼喂生土豆淀粉，顯著降低了調控脂肪存儲吸收功能CD36基因轉錄

8、表達量，顯著升高了脂肪氧化酶CPT1B和ACADM轉錄表達量(P＜0.05)，提高了磷脂合成途徑相關酶AGPAT4和GPAT轉錄表達量(P＜0.05)，以及脂肪結合轉運蛋白FABP1的表達量(P＜0.05)。結果表明，長期飼喂生土豆淀粉，在轉錄層面，降低了肝臟脂肪酸的吸收、儲存和合成能力，提高了肝臟脂肪酸的β氧化和磷脂生成能力，降低了肝臟炎癥風險，對肝臟代謝調節(jié)有益處。
　　4.生土豆淀粉日糧對豬肝臟代謝組譜的影響
　　本試

9、驗運用代謝組學分析代謝產物的變化，旨在探究抗性淀粉對肝臟代謝通路的影響。試驗設計同試驗一，屠宰后，采集肝臟組織，運用氣相色譜質譜聯用儀(GC-MS)對肝臟代謝產物進行測定，對差異代謝產物進行篩選，并對代謝通路變化進行分析。結果顯示:試驗共檢測到91種物質，按照篩選標準(VIP＞1，P＜0.05)，篩選出20種作為潛在標記物的差異化合物。其中，生土豆淀粉顯著降低了肝臟膽固醇和軟脂酸的含量，升高了脂肪酸β氧化程度標記物3-羥基丁酸的含量(P