丁 利 李江月 薛 珊 史海濤,2 洪美玲*
(1.海南師范大學生命科學學院,???71158;2.中國科學院成都生物研究所,成都610041)
豆油部分或全部替代飼料中魚油對中華條頸龜腸道形態(tài)及菌群結構的影響
丁 利1李江月1薛 珊1史海濤1,2洪美玲1*
(1.海南師范大學生命科學學院,???71158;2.中國科學院成都生物研究所,成都610041)
本試驗通過組織學染色及16S rRNA V3~V4區(qū)測序研究豆油部分或全部替代飼料中魚油對中華條頸龜(Mauremyssinensis)腸道形態(tài)及菌群結構的影響。選取中華條頸龜雌龜[4齡,平均體重(1 557±307) g]24只,隨機分為4組,每組6只。Ⅰ組(對照組)飼喂含1%魚油的配合飼料(全魚油飼料,豆油與魚油的比例為0∶3),3個試驗組分別飼喂用豆油替代全魚油飼料中33%(Ⅱ組,豆油與魚油的比例為1∶2)、67%(Ⅲ組,豆油與魚油的比例為2∶1)和100%(Ⅳ組,豆油與魚油的比例為3∶0)魚油的飼料。每周喂食2次,試驗期為10個月。結果表明:1)Ⅰ和Ⅲ組十二指腸絨毛長/隱窩深度(VH/CD)顯著高于Ⅱ和Ⅳ組(P<0.05)。2)根據(jù)序列相似性97%水平劃分,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ組操作分類單元(OTU)總數(shù)分別為396、321、347和331個,特有OTU個數(shù)分別為43、3、4和5個,分別被鑒定出139、117、128、120個屬。十二腸道優(yōu)勢菌門主要包含擬桿菌門(Bacteroidetes)、厚壁桿菌門(Firmicutes)、梭桿菌門(Fusobacteria)和變形菌門(Proteobacteria)4個門。Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ組梭桿菌門和變形菌門所占比例增加,擬桿菌門和厚壁菌門所占比例下降,Ⅲ組厚壁桿菌門和擬桿菌門所占比例與Ⅰ組差距最小。細菌Ace指數(shù)和香農(nóng)指數(shù)表現(xiàn)為Ⅰ組最高,其次是Ⅲ和Ⅳ組,Ⅱ組最??;細菌辛普森指數(shù)表現(xiàn)為Ⅱ組最大,其次是Ⅲ和Ⅳ組,Ⅰ組最小。由此得出,飼喂用豆油替代67%魚油的飼料的中華條頸龜?shù)哪c道細胞發(fā)育成熟度以及菌群結構與飼喂全魚油飼料的中華條頸龜相近。
中華條頸龜;魚油替代;腸道形態(tài);腸道菌群結構
20世紀以來,隨著分子生物學技術及測序技術的迅猛發(fā)展,腸道微生物作為機體重要的“功能器官”逐漸進入科學家的視線,這些微生物的存在與宿主免疫、營養(yǎng)以及其他生命活動緊密相關,其復雜度也遠遠超過了人們的想象。因此,很多國家相繼啟動了腸道微生物組計劃,2006年美國基因組研究所首次對腸道微生物的基因功能進行了研究,發(fā)現(xiàn)腸道微生物基因組中富含參與碳水化合物、氨基酸、膽固醇等營養(yǎng)物質代謝的基因,其中大部分都是人體自身不具備的[1];2008年歐盟聯(lián)合國際頂尖科研團隊及中國華大基因公司啟動“人類腸道宏基因組計劃”(MetaHIT)[2]。而有“活化石”之稱的龜鱉類動物的腸道微生物群落結構則少有報道,目前的研究僅集中在紅耳龜?shù)哪c道微生物群群結構形態(tài)上[3-4]。
腸道菌群經(jīng)長期進化與宿主形成了相對穩(wěn)定的共生體系,但飼糧等環(huán)境因素能夠改變腸道菌群組成及其代謝活性,進而影響機體對營養(yǎng)物質的消化吸收。研究表明,高脂飲食(飼糧)使腸道菌群組成和細菌豐度發(fā)生很大變化,導致腸道微生態(tài)失調[5-7]。飼喂高脂飼糧的大鼠,其腸道菌群中擬桿菌門(Bacteroidetes)所占比例減少,而厚壁菌門(Firmicutes)和變形菌門(Proteobacteria)所占比例增加[8]。飼糧中多不飽和脂肪酸(PUFAs)含量不同亦能顯著影響凡納濱對蝦[9](Litopenaeusvannamei)、山麻鴨[10](Anasplatyrhynchos)等腸道菌群的組成,而腸道菌群與腸道上皮細胞之間的相互作用將導致腸道形態(tài)和功能的改變[11]。
龜類養(yǎng)殖作為水產(chǎn)養(yǎng)殖的新興產(chǎn)業(yè),其飼料配方的脂肪來源仍以魚油為主。但當前魚油資源日益短缺,產(chǎn)量已遠遠跟不上需求,加上魚油具有極易被氧化而不利于長期保存等缺點[12],使得廉價且產(chǎn)量豐富的植物油尤其是豆油替代魚油的相關營養(yǎng)學研究備受人們關注。我們的前期研究表明中華條頸龜(Mauremyssinensis)飼料中豆油替代魚油后可顯著影響機體對脂肪的吸收利用[13],但不同飼料對腸道形態(tài)和菌群結構影響的研究尚屬空白。因此,本試驗通過調節(jié)飼糧中豆油與魚油的添加比例,利用組織學染色法和Illumina Miseq高通量測序技術從組織學和宏基因組學的角度研究豆油替代魚油后中華條頸龜腸道形態(tài)及菌群結構的變化,旨在為豆油替代魚油在中華條頸龜生產(chǎn)中應用效果的研究提供腸道方面的基礎資料。
1.1 試驗設計與飼料配制
以超級蒸汽魚粉、去皮豆粕為蛋白質源,配制含1%魚油(進口的秘魯魚油)的配合飼料(全魚油飼料),然后在全魚油飼料的基礎上用豆油(益海嘉里食品營銷有限公司生產(chǎn)的金龍魚大豆油)分別替代33%、67%和100%的魚油,配制成3種試驗飼料,4種飼料中豆油與魚油的比例分別為0∶3(Ⅰ組,作為對照組)、1∶2(Ⅱ組)、2∶1(Ⅲ組)、3∶0(Ⅳ組)。飼料組成及營養(yǎng)水平見表1。各飼料蛋白質水平控制在45%左右、脂肪水平控制在8%左右。飼料原料的選取以盡可能的降低脂類的含量為標準,各飼料原料經(jīng)60目篩網(wǎng)過濾,經(jīng)充分混勻后利用絞肉機做成濕狀飼料(由佛山市順德區(qū)均安鎮(zhèn)源大飼料廠代加工),置于-20 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>
表1 飼料組成及營養(yǎng)水平(風干基礎)Table 1 Composition and nutrient levels of diets (air-dry basis) %
續(xù)表1項目Items組別GroupsⅠⅡⅢⅣn-6多不飽和脂肪酸n-6PUFA0.651.101.411.31n-3/n-63.181.951.251.04
1)每千克多維含有Contained the following per kg of multi-vitamin:VA 10 000 000 IU,VB120 mg,VB225 mg,VB612 mg,VB12100 mg,VD33 750 000 IU,VE 50 IU,VK312 mg,生物素 biotin 10 mg,葉酸 folic acid 2.5 mg,D-泛酸D-pantothenic acid 40 mg,煙酸 nicotinic acid 80 mg。2)每千克多礦含有Contained the following per kg of multi-mineral:K 90 g,Mg 27 g,Cu 750 mg,F(xiàn)e 13.5 mg,Mn 1.2 g,Zn 38.5 g,I 120 mg,Se 50 mg,Co 100 mg。
1.2 試驗動物與飼養(yǎng)管理
于2014年11月初從海南省文昌市泓旺農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖有限公司購入雌性成體中華條頸龜[4齡,平均體重(1 557±307)g],于海南師范大學生物樓6樓養(yǎng)殖室馴化2周后,隨機分成4組,分別飼喂豆油與魚油的比例為0∶3、1∶2、2∶1、3∶0的飼料,每組6只。4組中華條頸龜在同一飼養(yǎng)室不同的飼養(yǎng)水池飼養(yǎng),各水池定期換水、消毒,消毒劑和水源均相同。每周飼喂2次,飼喂量按體重1%計算。飼喂10個月,試驗結束后取樣。
1.3 樣品處理
試驗結束后中華條頸龜?shù)蜏芈樽砗蠼馄?,取十二指腸并收集大腸部分腸道內容物,分別用于組織結構觀察和微生物多樣性分析。
十二指腸用生理鹽水洗凈后,固定于4%多聚甲醛溶液中,經(jīng)脫水、包埋、切片、染色等處理后,進行形態(tài)學觀察。每個樣本選擇5張非連續(xù)切片,應用Motic數(shù)碼顯微鏡(BA310)觀察。每張切片選取正方位的上下左右4個視野計數(shù)小腸絨毛的數(shù)量;每張切片選取5處不同視野,測定腸壁肌層厚度以及5根完整絨毛的絨毛長度、隱窩深度,并計算絨毛長度/隱窩深度(VH/CD)。
大腸內容物用磷酸鹽緩沖液(PBS)洗滌至50 mL EP管,以甘油∶內容物為1∶4的體積比振蕩混勻后,保存于-80 ℃冰箱中,備用。保存的樣品送至上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司,進行宏基因組DNA提取,并用1%瓊脂糖凝膠進行電泳檢測,進一步利用Nano Drop 2000超微量紫外光分光光度計測得4個DNA樣品在260和280 nm處的吸光度(OD)值,計算得出OD260/280值均在1.8~2.0范圍內。以提取的腸道菌群宏基因組DNA作為PCR的模板,按指定測序區(qū)域,合成帶有barcode的特異引物,進行PCR擴增,構建Illumina平臺文庫,利用Illumina Miseq PE250測序平臺對樣品的16S rRNA基因的V3~V5區(qū)進行測序。
1.4 數(shù)據(jù)處理
十二指腸組織結構的相關測定指標的數(shù)據(jù)采用平均值±標準差表示,統(tǒng)計分析方法為單因素方差分析,若差異顯著(P<0.05),則采用Duncan氏法進行多重比較,相關分析在SPSS 16.0軟件上完成。
對Illumina Miseq PE250測序平臺測得的原始數(shù)據(jù)進行質量控制,舍棄低質量序列(read尾部堿基質量<20,質控后的read<50 bp),以16S rRNA序列97%的相似度作為操作分類單元(operational taxonomic unit,OTU)的劃分標準。定義1個OTU為不少于120個有效堿基,且堿基差異小于3%,即序列中堿基差異少于3個的序列群,1個OTU在結果分析中被視為代表1種細菌。獲得的OTU與RDP數(shù)據(jù)庫(Release 11.1,http://rdp.cme.msu.edu)比對,從而鑒定OTU代表性序列的微生物分類地位,豐富度指數(shù)(Ace指數(shù))和α-多樣性指數(shù)[香農(nóng)(Shannon)指數(shù)、辛普森(Simpson)指數(shù)]的計算采用Mothur 1.30.1軟件完成。
2.1 豆油部分或全部替代飼料中魚油對中華條頸龜十二指腸組織結構的影響
由表2可知,中華條頸龜飼喂不同的飼料10個月后,Ⅲ組的十二指腸絨毛長度/隱窩深度與Ⅰ組差異不顯著(P>0.05),而Ⅱ和Ⅳ組則顯著低于Ⅰ和Ⅲ組(P<0.05)。Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ組的十二指腸絨毛長度差異不顯著(P>0.05),但Ⅳ組顯著低于前3組(P<0.05)。就肌層厚度而言,Ⅰ組顯著低于Ⅱ和Ⅳ組(P<0.05),但與Ⅲ組差異不顯著(P>0.05)。各組的絨毛數(shù)量差異不顯著(P>0.05)。
表2 4組中華條頸龜十二指腸組織結構Table 2 Histological structure of duodenum in Mauremys sinensis in four groups
同行數(shù)據(jù)肩標無字母或相同字母表示差異不顯著(P>0.05),不同字母表示差異顯著(P<0.05)。
In the same row, values with no letter or the same letter superscripts mean no significant difference (P>0.05), while with different letter superscripts mean significant difference (P<0.05).
2.2 豆油部分或全部替代飼料中魚油對中華條頸龜腸道細菌多樣性指數(shù)的影響
由圖1可知,OTU數(shù)量對種類多樣性的覆蓋程度隨著測序量的不斷增大,各稀釋曲線已趨于平緩,說明本次試驗的測序量已經(jīng)達到飽和,測序結果不會再隨著測序量的增加而發(fā)生變化,測序結果能夠反映中華條頸龜?shù)哪c道菌群組成的多樣性。
圖1 不同樣品稀釋曲線分析Fig.1 Rarefaction curve analysis of different samples
由表3可知,將每個注釋上的物種歸類于不同的分類水平(界、門、科等水平),并將OTU在不同樣品中的序列數(shù)按相似性97%水平劃分,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ組OTU總數(shù)分別為396、321、347和331個,主要代表厚壁桿菌門、擬桿菌門、梭桿菌門(Fusobacteria)及變形菌門4個優(yōu)勢門。在OTU水平,4個組的豐富度指數(shù)Ace指數(shù)以Ⅰ組最大。就α-多樣性指數(shù)而言,Ⅰ組的香農(nóng)指數(shù)最大(4.30)而辛普森指數(shù)最小(0.044 5),Ⅱ組的香農(nóng)指數(shù)最小(2.91)而辛普森指數(shù)最大(0.236 7),這說明Ⅰ組細菌多樣性最高,Ⅱ組細菌多樣性最低。
2.3 豆油部分或全部替代飼料中魚油對中華條頸龜腸道菌群結構的影響
從中華條頸龜腸道共獲得了13個門117個屬的菌群,且每個樣本的細菌基因序列不少于15 000條,98%以上的細菌為厭氧或兼性厭氧型細菌。
2.3.1 基于門分類水平進行物種注釋分析
中華條頸龜腸道細菌中有13個門被鑒定,分別為厚壁桿菌門、擬桿菌門、螺旋體門(Spirochaetes)、梭桿菌門、變形菌門、柔膜菌門(Tenericutes)、互養(yǎng)菌門(Synergistetes)、放線菌門(Actinobacteria)、浮霉菌(Planctomycetes)、疣微菌門(Verrucomicrobia)、黏膠球形菌門(Lentisphaerae)、藍藻門(Cyanobacteria)、SHA-109。
由圖2可知,在門水平的分布上,4個組的中華條頸龜腸道內均包含4個優(yōu)勢菌門——擬桿菌門、厚壁桿菌門、梭桿菌門和變形菌門,只是在各組所占的比例不同。在Ⅰ組中,擬桿菌門(38.45%)、厚壁桿菌門(30.91%)、梭桿菌門(19.79%)和變形菌門(7.51%)共同構成了腸道菌群的主要結構。豆油替代飼料中一定比例的魚油后,梭桿菌門所占比例增加,以Ⅱ組最明顯,達到51.85%,構成了絕對的優(yōu)勢菌群,隨著豆油替代比例的進一步增大(如Ⅲ和Ⅳ組),梭桿菌門所占比例有所下降,但仍高于全魚油的Ⅰ組,基本維持在30%左右。擬桿菌門和厚壁菌門在Ⅱ組所占比例最低,分別為21.67%和15.94%。豆油替代飼料中一定比例的魚油后提高了變形菌門所占比例,Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ組分別為9.51%、13.40%和10.67%。
除了主要菌群外,其他門分類的菌群所占比例都非常低,甚至有的門僅有為數(shù)不多的幾條序列,所占比例不足0.01%,且藍藻門、SHA-109僅出現(xiàn)在Ⅰ組中。
表3 基于16S rRNA基因序列的細菌多樣性分析Table 3 The bacterial diversity analysis by 16S rRNA gene sequences
圖2 腸道細菌在門水平上的分布Fig.2 Intestinal bacterial distribution at the phylum level
2.3.2 基于屬分類水平進行分析
由圖3可知,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ組中華條頸龜腸道細菌分別被鑒定出139、117、128和120個屬,Ⅰ組主要屬為梭桿菌屬(17.70%)和擬桿菌屬(Bacteroides)(24.19%),Ⅱ組主要屬為梭桿菌屬(51.17%)和鄰單胞菌屬(Plesiomonas)(6.85%),Ⅲ組主要屬為梭桿菌屬(31.95%)和鄰單胞菌屬(9.25%),Ⅳ組主要屬為梭桿菌屬(32.35%)和擬桿菌屬(15.01%)。
2.3.3 特有OTU分析
由圖4可知,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ組中特有OTU個數(shù)分別為43、3、4、5個,其中Ⅱ組中特有OTU只歸屬于厚壁桿菌門,Ⅳ組中特有OTU屬于厚壁桿菌門和擬桿菌門,Ⅲ組中特有OTU分別屬于厚壁桿菌門、變形菌門、柔膜菌門,Ⅰ組中特有OTU所歸屬的門類最多,幾乎含有中華條頸龜腸道細菌的所有門類,但主要屬于厚壁桿菌門和擬桿菌門。
腸道細菌多樣性一方面是宿主和腸道細菌之間強烈選擇和協(xié)同進化的結果,另一方面受飼糧營養(yǎng)組成及飼糧結構的影響。在本研究中,全魚油組(Ⅰ組)中華條頸龜腸道細菌Ace指數(shù)及香農(nóng)指數(shù)均為最大,在門及屬分類水平上,全魚油組的腸道菌群所囊括的門種類數(shù)及屬種類數(shù)均最多;用豆油部分或全部替代飼料中魚油后,中華條頸龜腸道細菌多樣性及豐富度均有下降趨勢,3個豆油替代組中以33%豆油替代組(Ⅱ組)的Ace指數(shù)及香農(nóng)指數(shù)最小。4個組的基礎飼料組成相同,只是魚油和豆油的添加比例不同,魚油中n-3多不飽和脂肪酸含量高,豆油中n-6多不飽和脂肪酸含量高,這說明飼料中多不飽和脂肪酸的種類及n-3/n-6多不飽和脂肪酸比例不同將影響腸道細菌的多樣性及豐富度。這與Zhang等[9]對脂質來源不同的脂肪酸成分對對蝦腸道菌群結構影響的研究結果一致。不同的細菌對營養(yǎng)物質的需求不同,營養(yǎng)源很大程度上決定了菌群的結構和功能,當營養(yǎng)源發(fā)生改變時,腸道菌群的結構和數(shù)量也會隨之改變。Zhang等[8]對大鼠飼喂不同脂肪含量的飼料,發(fā)現(xiàn)高脂飲食會降低大鼠腸道擬桿菌門和雙歧桿菌門所占比例,增加厚壁桿菌門和變形菌門所占比例。厚壁桿菌門和擬桿菌門這兩大類菌群作為爬行動物蛇和蜥蜴、人類及其他哺乳動物腸道的主要菌群而存在,這種優(yōu)勢菌群的主導地位可能與這兩大類菌群所具有的功能有關,研究發(fā)現(xiàn)厚壁桿菌門和擬桿菌門中的大部分細菌都參與著食物的再消化和新陳代謝過程[14-16]。在本研究中,中華條頸龜腸道菌群主要為厚壁桿菌門、梭桿菌門、擬桿菌門和變形菌門,用豆油替代飼料中一定比例的魚油后,與消化吸收密切相關的擬桿菌門和厚壁菌門所占比例均有所下降,但67%豆油替代組(Ⅲ組)下降幅度最小,與全魚油組較為接近。
圖3 腸道細菌在屬水平上的分布Fig.3 Intestinal bacterial distribution at genus level
圖4 不同樣本的OTU venn分析Fig.4 OTU venn analysis of different samples
腸道菌群作為內化的環(huán)境因子,產(chǎn)生各種對機體有利或有害的代謝產(chǎn)物,菌群和胃腸道上皮細胞之間的相互作用導致消化道各種結構和功能的改變。腸道消化吸收功能常受其絨毛長度、隱窩深度等形態(tài)指標影響[17-18]。其中,絨毛長度決定了腸黏膜上皮細胞數(shù)量,而隱窩深度可作為衡量上皮細胞生成速率的指標,上皮細胞不斷分化、遷移以補充十二指腸絨毛正常的脫落凋亡,較深的隱窩預示著細胞增殖活躍,成熟率低[17]。絨毛長度/隱窩深度則可以綜合反映十二指腸的功能狀態(tài),若絨毛長度/隱窩深度上升,則說明十二指腸消化吸收功能增強[18]。關于飼糧營養(yǎng)物質對動物小腸形態(tài)結構影響的報道不一。Zeitz等[19]在家雞飼糧中添加富含月桂酸和肉豆寇酸植物油后發(fā)現(xiàn),腸道組織結構尤其是絨毛長度發(fā)生了顯著改變;陳叢亮等[20]發(fā)現(xiàn),十二指腸絨毛長度的提高可以顯著促進其對營養(yǎng)物質的吸收;Ngoc等[21]發(fā)現(xiàn),飼喂木薯渣和啤酒糟顯著提高豬空腸和回腸絨毛長度,但十二指腸絨毛長度并未發(fā)生顯著變化。也有研究顯示飼糧纖維不會對豬小腸形態(tài)產(chǎn)生顯著影響[22];此外,Du等[10]對山麻鴨的研究表明,在其飼糧中添加2%的魚油,可顯著降低腸道絨毛長度/隱窩深度以及杯狀細胞的數(shù)量。本研究中,67%豆油替代組與全魚油組的十二指腸絨毛長度/隱窩深度差異不顯著,但均顯著高于33%豆油替代組和全豆油組(Ⅳ組)。這說明全魚油組和67%豆油替代組在腸黏膜上皮細胞數(shù)量及細胞成熟率方面均優(yōu)于33%豆油替代組和全豆油組,而腸黏膜上皮細胞數(shù)量及細胞成熟率在一定程度上會影響腸道消化酶的分泌,從裘正元等[13]對這4組中華條頸龜腸道中酶活性的比較可看出全魚油組與67%豆油替代組的酶活性要顯著高于33%豆油替代組和全豆油組。
腸道菌群通過釋放某些生物活性物質或間接激活腸道免疫系統(tǒng),影響杯狀細胞生長和腸道黏膜完整性,進而對整個機體的營養(yǎng)、免疫起著重要作用。因此,腸道菌群還可以影響脂肪的消化、改變蛋白質和碳水化合物的消化,增加能量和蛋白質的需要量[23]。Osborn等[24]研究表明,腸道菌群可以直接調控動物的基因表達以調控脂肪代謝,它們可以增強肝臟中脂肪酸合成酶(FAS)的活性,同時關閉腸道里抑制脂肪積累的基因禁食誘導脂肪因子(fasting-induced adipose factor)的表達。腸道菌群對中華條頸龜營養(yǎng)物質的消化吸收及免疫等各方面的影響還有待于進一步研究。
① 67%豆油替代組中華條頸龜?shù)哪c道形態(tài)與全魚油組相近。
② 豆油部分或全部替代飼料中魚油均可使中華條頸龜腸道細菌多樣性降低。
③ 67%豆油替代組中華條頸龜腸道菌群中擬桿菌門和厚壁菌門所占比例與全魚油組接近。
[1] ECKBURG P B,BIK E M,BERNSTEIN C N,et al.Diversity of the human intestinal microbial flora[J].Science,2005,308(5728):1635-1638.
[2] QIN J J,LI R Q,RAES J,et al.A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing[J].Nature,2010,464(7285):59-65.
[3] SOCCINI C,FERRI V.Bacteriological screening ofTrachemysscriptaelegansandEmysorbicularisin the Po plain (Italy)[J].Biologia,Bratislava,2004,59(Suppl.14):201-207.
[4] 杜爽,張文飛,史海濤.基于16S rRNA序列分析紅耳龜腸道擬桿菌和厚壁桿菌菌群多樣性[J].基因組學與應用生物學,2013,32(6):700-706.
[5] 陳杏云,曾本華,魏泓,等.高脂飲食對菌群人源化小鼠腸道菌群結構的影響[J].食品科學,2013,34(17):278-283.
[6] 曹宏芳,張家超,王芳,等.高脂飲食對雄性SD大鼠腸道菌群的影響[J].中國微生態(tài)學雜志,2012,24(2):102-108.
[7] 劉雪姬,陳慶森,閆亞麗.高脂飲食對小鼠腸道菌群的影響[J].食品科學,2011,32(23):306-311.
[8] ZHANG C H,ZHANG M H,PANG X Y,et al.Structural resilience of the gut microbiota in adult mice under high-fat dietary perturbations[J].The ISME Journal,2012,6(10):1848-1857.
[9] ZHANG M L,SUN Y H,CHEN K,et al.Characterization of the intestinal microbiota in Pacific white shrimp,Litopenaeusvannamei,fed diets with different lipid sources[J].Aquaculture,2014,434:449-455.
[10] DU X,XU X Q,TIAN Y,et al.Morphology and microbiota of different section of intestines and their influences induced by dietary fish oil in Shan partridge ducks (Anasplatyrhynchos)[J].Journal of Agricultural Biotechnology,2016,24(11):1652-1663.
[11] LIU T Y,HOUGEN H,VOLLMER A C,et al.Gut bacteria profiles ofMusmusculusat the phylum and family levels are influenced by saturation of dietary fatty acids[J].Anaerobe,2012,18(3):331-337.
[12] PICKOVA J,M?RK?RE T.Alternate oils in fish feeds[J].European Journal of Lipid Science and Technology,2007,109(3):256-263.
[13] 裘正元,盛成,洪美玲,等.豆油替代魚油對中華條頸龜血脂代謝及相關酶活的影響[J].水產(chǎn)科學,2015,34(7):453-458.
[14] COSTELLO E K,GORDON J I,SECOR S M,et al.Postprandial remodeling of the gut microbiota inBurmesepythons[J].The ISME Journal,2010,4(11):1375-1385.
[15] HONG P Y,WHEELER E,CANN I K O,et al.Phylogenetic analysis of the fecal microbial community in herbivorous land and marine iguanas of the Galàpagos Islands using 16S rRNA-based pyrosequencing[J].The ISME Journal,2011,5(9):1461-1470.
[16] MACKIE R I,NELSON D M,WHEELER E,et al.Fermentative digestion in herbivorous lizards:bacterial population analysis in the intestinal tract of free-living land (Conolophuspallidus) and marine iguanas (Amblyrhynchuscristatus) on the Galapagos archipelago[M]//MORRIS S,VOSLOO A.Molecules to migration:the pressures of life.Bologna:Medimond Publishing Company,2008:193-202.
[17] 劉秋東,張中文,劉鳳華,等.復方白頭翁膠囊對腹瀉犬小腸絨毛長度和隱窩深度的影響[J].北京農(nóng)學院學報,2011,26(3):38-40.
[18] 劉曉靜,史彬林,趙育國,等.日糧中添加沙蒿籽粉對肉仔雞腸絨毛形態(tài)及腸道菌群的影響[J].飼料工業(yè),2011,32(5):13-15.
[19] ZEITZ J,FENNHOFF J,KLUGE H,et al.Effects of dietary fats rich in lauric and myristic acid on performance,intestinal morphology,gut microbes,and meat quality in broilers[J].Poultry Science,2015,94(10):2404-2413.
[20] 陳叢亮,楊洪勛,楊磊,等.半胱胺提高畜禽營養(yǎng)物質消化、吸收和利用率的作用機制探討[J].飼料研究,2008(12):18-21.
[21] NGOC T T B,HONG T T T,LEN N T,et al.Effect of fibre level and fibre source on gut morphology and micro-environment in local (Mong Cai) and exotic (Landrace×Yorkshire) pigs[J].Asian-Australasian Journal of Animal Sciences,2012,25(12):1726-1733.
[22] CHEN H,MAO X B,CHE L Q,et al.Impact of fiber types on gut microbiota,gut environment and gut function in fattening pigs[J].Animal Feed Science and Technology,2014,195(9):101-111.
[23] GABRIEL I,LESSIRE M,MALLET S,et al.Microflora of the digestive tract:critical factors and consequences for poultry[J].World’s Poultry Science Journal,2006,62(3):499-511.
[24] OSBORN O,OLEFSKY J M.The cellular and signaling networks linking the immune system and metabolism in disease[J].Nature Medicine,2012,18(3):363-374.
*Corresponding author, professor, E-mail: meilinghong_ecnu@aliyun.com
(責任編輯 菅景穎)
Effects of Partial or Total Replacement of Fish Oil by Soybean Oil on Intestinal Morphology and Microbiota Structure of Chinese Striped-Neck Turtle (Mauremyssinensis)
DING Li1LI Jiangyue1XUE Shan1SHI Haitao1,2HONG Meiling1*
(1.CollegeofLifeScience,HainanNormalUniversity,Haikou571158,China; 2.ChengduInstituteofBiology,ChineseAcademyofSciences,Chengdu610041,China)
This study was conducted to investigate the effects of partial or total replacement of fish oil by soybean oil on intestinal morphology and microbiota structure of Chinese striped-neck turtle (Mauremyssinensis) by histological staining and 16S rRNA V3-V4 region sequencing. Twenty 4-year adult female Chinese striped-neck turtles [4-year-old and the initial body weight of (1 557±307) g] were randomly divided into 4 groups and each group had 6 turtles. Turtles in group Ⅰ (control group) were fed a formula feed containing 1% fish oil which was a whole fish oil diet with the ratio of soybean oil to fish oil was 0∶3, and others in three experimental groups were fed diets used soybean oil to replace 33% (groupⅡ), 67% (group Ⅲ) and 100% (group Ⅳ) fish oil based on the whole fish oil diet and the ratios of soybean oil to fish oil of them were 1∶2, 2∶1 and 3∶0, respectively. Turtles were fed 2 times per week, and the experiment lasted for 10 months. The results showed as follows: 1) the ratio of villus height to crypt depth (VH/CD) of duodenum in groups Ⅰ and Ⅲ was significantly higher than that in groups Ⅱ and Ⅳ (P<0.05). 2) According to the 97% level of sequence similarity, the total numbers of operational taxonomic unit (OTU) in groupsⅠ, Ⅱ, Ⅲ and Ⅳ were 396, 321, 347 and 331, while the specific OTU numbers were 43, 3, 4 and 5, and 139, 117, 128, 120 genus were identified, respectively. The dominant phyla in the duodenum were Bacteroidetes, Firmicutes, Fusobacteria and Proteobacteria. The proportions of Fusobacteria and Proteobacteriai were increased while the proportions of Bacteroidetes and Firmicutes were decreased in groups Ⅱ, Ⅲ and Ⅳ. However, the small gap of Firmicutes and Bacteroidetes between groups Ⅰ and Ⅲ. The bacterial Ace index and Shanno index were the highest in group Ⅰ, the middle in groups Ⅲ and Ⅳ, and the lowest in group Ⅱ. The bacterial Simpson index was the highest in group Ⅱ, the middle in groups Ⅲ and Ⅳ, and the lowest in group Ⅰ. Therefore, the development maturation degree of intestinal cells and intestinal microbiota structure of Chinese striped-neck turtle fed the diet with 67% fish oil replacement by soybean oil are similar to Chinese striped-neck turtle fed the whole fish oil diet.[ChineseJournalofAnimalNutrition, 2017, 29(6):1940-1948]
Chinese striped-neck turtle (Mauremyssinensis); replacement of fish oil; intestinal morphology; intestinal microbiota structure
10.3969/j.issn.1006-267x.2017.06.015
2016-12-01
國家自然科學基金項目(31360642,31372228);海南省大學生創(chuàng)新訓練項目(3010151072)
丁 利(1982—),女,河南夏邑人,副教授,博士,從事動物學研究。E-mail: dingli705@163.com
*通信作者:洪美玲,教授,碩士生導師,E-mail: meilinghong_ecnu@aliyun.com
S963
A
1006-267X(2017)06-1940-09