【Microbiome】中链脂肪酸甘油三酯通过调节生长素释放肽浓度和胃肠道微生物和瘤胃代谢物来改善育肥公牛的采食量和氧化应激

文摘   2024-11-14 08:02   四川  
近日,延边大学学者在Microbiome发表论文Medium-chain fatty acid triglycerides improve feed intake and oxidative stress of finishing bulls by regulating ghrelin concentration and gastrointestinal tract microorganisms and rumen metabolites本研究调查了单一MCT对育肥公牛的生长性能、血清摄入相关激素和氧化应激指标的影响,并进一步研究了MCT补充对胃肠道细菌和瘤胃液代谢组学的影响。

研究背景

饲料添加剂,中链脂肪酸(MCFAs)/中链脂肪酸甘油三酯(MCTs)已在反刍动物生产中使用,但主要添加为混合酯的形式。研究表明MCTs可能对动物的采食量或氧化应激有积极影响,但尚不清楚哪种MCT发挥作用,机制也未阐明。本研究调查了单一MCT对育肥公牛的生长性能、血清摄入相关激素和氧化应激指标的影响,并进一步研究了MCT补充对胃肠道细菌和瘤胃液代谢组学的影响。

研究内容
与对照组相比,补充MCTs(C8、C10和C12)对育肥公牛的平均日增重(ADG)和饲料转化效率没有显著影响,但C10组(补充甘油单癸酸酯,GMD)的干物质采食量(DMI)有增加的趋势。
血清摄入相关激素:与对照组相比,C8和C10组显著增加了血清中生长素O-酰基转移酶(GOAT)的浓度。C10组显著增加了血清中总生长素(TG)、酰化生长素(AG)和食欲素的浓度。
血清抗氧化和氧化应激指标以及内毒素LPS:C10和C12组显著增加了血清中的总抗氧化能力(TAOC)、过氧化氢酶(GSH-PX)和一氧化氮(NO)的浓度,同时显著降低了H2O2、丙二醛、活性氧(ROS)和LPS的浓度。
瘤胃发酵参数:C10组显著提高了瘤胃液的pH值,C10和C12组显著降低了瘤胃液中的NH3-N浓度,C8和C10组显著降低了瘤胃液中的乳酸浓度。
胃肠道细菌多样性:通过16S rRNA基因测序分析了胃肠道细菌的多样性,发现C10组显著增加了瘤胃消化物中g_Christensenellaceae_R_7_group的相对丰度,以及瘤胃液中p_Fibrobacterota及其下属分类的相对丰度。
瘤胃代谢物分析:基于LC-QTOF平台,研究分析了16个瘤胃液样本,检测到13,655个峰值,注释了3484个代谢物。通过PCA和PLS-DA分析,发现不同处理组间瘤胃代谢物存在显著差异。
相关性分析:研究还进行了差异传统指标、差异胃肠道细菌和差异代谢物之间的相关性分析,发现DMI、GOAT、AG、LPS等与胃肠道细菌和代谢物存在显著相关性。
研究表明,不同类型的MCTs在反刍动物中具有不同的应用效果。其中,GMD可能通过刺激AG的分泌来提高育肥公牛的采食量。GMD和GML可能通过改变胃肠道微生物和产生特定的瘤胃代谢物来改善育肥公牛的氧化应激,生长素也可能参与其中。这项研究为MCT改善育肥公牛采食量和氧化应激的潜在机制提供了新的见解。

研究结果

图 1. 公牛胃肠道细菌的操作分类单位 (OTU) 的数量。
图2. 胃肠道细菌的 β 多样性分析。
图3 . 瘤胃液代谢物的主成分分析 (PCA) POS(正电离模式) 
图 4. 显著差异常规指标与差异胃肠道细菌之间的相关性分析。

通讯作者  
耿春银,男, 2000.09-2004.07  吉林农业大学(大学本科),2004.09-2007.07  吉林农业大学(硕士),2005.06 -2006.11  大连理工大学(研修),2012.09-2015.07  中国农业大学(博士),2017.11-2018.11  德州理工大学 (访问学者),2007.07-2017.09  延边大学农学院,助教、讲师,2017.09-至今   延边大学农学院,副教授。
近五年主持科研项目:1.   活性酿酒酵母对高精料饲喂条件下育肥牛牛肉嫩度的影响及其机理研究,国家自然科学基金,负责人, 2017.01-2020.12
2.   基于Ghrelin内分泌途径的补饲活性酿酒酵母改善高精料饲喂的育肥牛采食量的机制研究,国家自然科学基金项目,负责人,2021.01 - 2024.12
3.   吉林省食用菌菌糠饲料化技术开发与应用,吉林省科技厅农业领域重点研发项目,负责人,2022.01-2024.12
4. 用于生产高嫩度牛肉的复合微生态制剂的开发与应用,吉林省人才开发基金项目,负责人,2017-2020
5. 补饲维生素E在延边黄牛肌肉中的沉积及其改善肉质机制的研究,吉林省十四五科研规划项目,负责人,2022.01 - 2023.12
6. 机体内源抗氧化能力与牛肉嫩度关系及其对嫩度影响机制的研究,吉林省十三五科研规划项目,负责人,2018.01-2019, 12
7. 菌糠饲料化技术开发,吉林省科技厅三区人才项目,负责人, 2022-2023
8. 延边黄牛生产及肉质改善,吉林省科技厅三区人才项目,负责人, 2017-2018

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