【摘 要】
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ε-多聚赖氨酸作为天然抑菌剂受到广泛认可,从营养代谢角度出发,本论文开展不同水平ε-多聚赖氨酸对宁乡猪和C57小鼠肠道微生物及营养物质代谢的研究,以期挖掘ε-多聚赖氨酸对营养物质消化代谢影响的潜在价值。本文的主要结果如下:第一部分饲粮添加ε-聚赖氨酸对宁乡猪营养物质消化率、肠道微生物区系的影响本试验选用5头瘘管手术后恢复健康的成年宁乡阉猪(76.5±5.26 kg),采用5×5拉丁方的实验设计,喂
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ε-多聚赖氨酸作为天然抑菌剂受到广泛认可,从营养代谢角度出发,本论文开展不同水平ε-多聚赖氨酸对宁乡猪和C57小鼠肠道微生物及营养物质代谢的研究,以期挖掘ε-多聚赖氨酸对营养物质消化代谢影响的潜在价值。本文的主要结果如下:第一部分饲粮添加ε-聚赖氨酸对宁乡猪营养物质消化率、肠道微生物区系的影响本试验选用5头瘘管手术后恢复健康的成年宁乡阉猪(76.5±5.26 kg),采用5×5拉丁方的实验设计,喂食相同饲粮的基础上,分别添加0、20、40、80和160mg/kgε-多聚赖氨酸。每个试验期15 d,收集粪便和回肠内容物。结果表明:1)ε-聚赖氨酸显著影响了粗蛋白质、粗纤维消化率和代谢能利用率(P<0.05),与肠道微生物菌群变化存在相关性;2)ε-聚赖氨酸改变宁乡猪肠道微生物区系,并显著增加19个菌属的相对丰度,显著降低26个菌属的相对丰度(P<0.05);3)PICRUSt功能预测,ε-聚赖氨酸调节碳水化合物、氨基酸、脂肪、辅助因子和维生素等营养物质的合成代谢。第二部分ε-多聚赖氨酸对小鼠生长性能、肠道组织形态及微生物区系的影响本试验选用80只3周龄SPF级别雄性健康C57(BL/6j)小鼠,体重9.35±1.13g,随机分成4组,每组4个重复,每个重复5只。每组在喂食相同的饲粮(AIN-76A)基础上,分别添加0、300、600和1200 mg/kgε-多聚赖氨酸。每周测量体重,并在第4、6、10周龄收集粪便样品。在10周龄时进行屠宰,取1 cm长小鼠大肠和小肠各肠段组织、血浆和肝脏样品。比较分析了对照组和ε-多聚赖氨酸试验组(300、600和1200 mg/kg)的小鼠生长性能、肠道组织形态变化,及生长过程中3个时间点的粪便微生物菌群结构,结果表明:1)在小鼠生长期,与对照组相比,ε-多聚赖氨酸降低了小鼠体重,1200 mg/kg剂量组对小肠组织造成了轻度损伤;2)从4周龄到10周龄,随着周龄的增长,小鼠肠道菌群丰富度更高。PICRUSt功能预测ε-多聚赖氨酸对营养物质代谢(包括脂质代谢、碳水化合物代谢、能量代谢和氨基酸代谢等)具有调控作用。第三部分ε-多聚赖氨酸对C57小鼠血浆和肝脏代谢谱的影响在第二部分的基础上,通过对LC-MS代谢组学分析,探究C57小鼠血浆和肝脏代谢谱的变化,并与肠道微生物中的差异菌属进行相关性分析。结果表明:1)ε-聚赖氨酸显著降低磷脂酰乙醇胺、磷脂酰胆碱、溶血性磷脂酰乙醇胺、溶血性磷脂酰胆碱水平(P<0.05),但是对磷脂酰胆碱/磷脂酰乙醇胺比率无显著影响(P>0.05);2)通过相关性分析,肠道菌属Alistipes、Lachnospiraceae UCG-001和Streptomyces丰度变化与磷脂酰乙醇胺、磷脂酰胆碱、溶血性磷脂酰乙醇胺、溶血性磷脂酰胆碱、1-花生四烯酸甘油磷酸肌醇和OHOHA-PS呈正相关。但是,肠道菌属Blautia、Christensenellaceae R-7 group、Odoribacter、Allobaculum、Ruminococcaceae UCG-004、Ruminococcaceae UCG-005和Lachnospiracea UCG-010丰度变化与甘油磷脂代谢物呈负相关。第四部分饲粮添加ε-聚赖氨酸影响脂肪消化吸收和甘油磷脂代谢途径我们通过DIA蛋白组学和代谢组学联合数据分析,探究了ε-多聚赖氨酸对C57小鼠脂肪消化吸收途径和甘油磷脂代谢通路的调控作用。结果表明:1)ε-多聚赖氨酸对脂肪在小肠的消化吸收具有调节作用,显著降低CD36蛋白和SR-B1蛋白的表达(P<0.05),显著降低甘油脂代谢过程中的二酰甘油水平(P<0.05),促进磷脂和胆固醇进入血液过程,显著增加ABCA1蛋白含量(P<0.05);2)ε-多聚赖氨酸显著增强磷脂酶D和胆碱磷酸/乙醇胺磷酸转移酶活性(P<0.05),降低溶血磷脂酰胆碱酰基转移酶活性(P<0.05)。综上所述,ε-聚赖氨酸可能通过调节肠道微生物群影响宁乡猪对饲料中营养物质消化率和代谢能的利用;ε-多聚赖氨酸调控了C57小鼠生长过程中肠道菌群结构,改变了肝脏和血浆代谢谱,对脂肪在小肠的消化吸收途径和甘油磷脂代谢通路存在调控作用。
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