寄養(yǎng)金華仔豬腸道微生物的宏基因組研究.pdf

1、腸道微生物發(fā)揮著能量代謝調(diào)控、異源物質(zhì)代謝、細(xì)胞修復(fù)、免疫等重要作用，與宿主的健康與疾病有著直接關(guān)系。腸道微生物菌群的建立受到出生方式、抗生素、疾病、飲食、周?chē)h(huán)境和基因型等多種因素的影響，豬也不例外。寄養(yǎng)是工廠化養(yǎng)豬生產(chǎn)中常見(jiàn)的手段，可以達(dá)到均衡母豬帶仔數(shù)、降低哺乳期死亡率、提高斷奶重的目的。然而，寄養(yǎng)對(duì)仔豬腸道微生物的影響目前尚不清楚。
　　本研究中將金華仔豬出生后立即寄養(yǎng)給了約克母豬，另有非寄養(yǎng)的金華仔豬、約克仔豬及采食開(kāi)食

2、料的約克仔豬作為對(duì)照組。所有仔豬21日齡時(shí)屠宰。屠宰前，稱(chēng)空腹重。屠宰后，立即收集它們的盲腸內(nèi)容物。提取盲腸內(nèi)容物總微生物DNA后，選擇16S rDNA V3區(qū)進(jìn)行擴(kuò)增，再用Illumina HiSeq2000進(jìn)行宏基因組測(cè)序。所得數(shù)據(jù)用主要用QIIME和Mothur等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理和下游分析。通過(guò)分析，得到了仔豬微生物菌群alpha多樣性、beta多樣性等相關(guān)數(shù)據(jù)。最后，通過(guò)LEfSe分析去鑒定差異OTU。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示

3、:金華仔豬寄養(yǎng)后，生長(zhǎng)速度顯著高于它們的同胞兄弟。宏基因組測(cè)序的數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后得到了2，300，922個(gè)高質(zhì)量的16S rDNA reads，每個(gè)樣本的reads數(shù)從148，336到249，035不等，平均為191，743/個(gè)，reads的平均長(zhǎng)度為191bp。通過(guò)計(jì)算各樣品的Shannon值、逆Simpson值、Richness、Shannon均值，發(fā)現(xiàn)各組間alpha多樣性差異不顯著。序列注釋后，所有樣本49％到74％的序列都被

4、注釋到兩個(gè)主要的門(mén)，即Bacteroidetes和Firmicutes。寄養(yǎng)金華仔豬的Bacteroidetes數(shù)量（YJ組，39.6％）介于JJ組(44.4％)和YY組(YY1，31.4％; YY2，35.9％)間。LEfSe分析顯示，不同處理組間的腸道微生物菌群確實(shí)存在差異OTU:金華仔豬JJ組與約克仔豬YY1組間有83個(gè)LDA值超過(guò)2.0的OTU;寄養(yǎng)后的仔豬YJ組與親兄弟間JJ組有60個(gè)LDA值超過(guò)2.0的OTU;寄養(yǎng)后的仔豬Y

5、J組與繼兄弟間YY1組有61個(gè)LDA值超過(guò)2.0的OTU?；贘accard和Theta YC相似性的PCoA分析都可以看出，金華仔豬（JJ組）腸道微生物與約克仔豬(YY1組、YY2組)分別聚類(lèi)，寄養(yǎng)仔豬（YJ組）介于它們之間，即金華仔豬寄養(yǎng)后，腸道微生物菌群與它們的同胞兄弟相比出現(xiàn)了偏移，更傾向于它們的繼兄弟了。同時(shí)，PCoA分析也顯示，添加了開(kāi)食料的YY2組與其他組仔豬腸道微生物出現(xiàn)了顯著的聚類(lèi)結(jié)果。
　　實(shí)驗(yàn)中，寄養(yǎng)顯著提高

6、了生長(zhǎng)較慢的金華仔豬的生長(zhǎng)速度。推測(cè)，引起金華仔豬生長(zhǎng)速度提高的原因可能有繼母乳汁營(yíng)養(yǎng)成分的不同以及腸道微生物的變化。通過(guò)宏基因組分析，證明了仔豬寄養(yǎng)后，確實(shí)發(fā)生了腸道微生物菌群的變化，包括仔豬腸道內(nèi)第一大類(lèi)群Bacteroidetes數(shù)量的改變和beta多樣性所顯示的改變。引起腸道微生物菌群變化的原因可能有兩點(diǎn)。一是寄養(yǎng)后食物的改變，約克母豬乳汁的營(yíng)養(yǎng)成分與金華母豬不同可能導(dǎo)致腸道微生物的變化。二是寄養(yǎng)后仔豬接觸到的新環(huán)境成為了仔豬腸

7、道微生物的主要來(lái)源。YJ仔豬與YY1仔豬生活在一起，在同居的過(guò)程中接觸到相同的環(huán)境，可通過(guò)從糞便到口、從口到口、從皮膚到口的途徑，接觸和感染上相同的微生物菌群，因而造成了YJ仔豬腸道微生物偏離親兄弟而趨近于繼兄弟。
　　本研究用宏基因組的方法描述了哺乳仔豬腸道微生物圖譜，證明了寄養(yǎng)對(duì)仔豬腸道微生物菌群的影響，初步揭示了生長(zhǎng)速度與腸道微生物菌群可能存在的關(guān)系，也同時(shí)證明了食物對(duì)仔豬腸道微生物的顯著影響。
　　綜上所述，本研究通