論文題目：
Grazing and Supplementation of Dietary Yeast Probiotics Shape the Gut Microbiota and Improve the Immunity of Black Fattening Goats (Capra hircus)
期刊：
Frontiers in Microbiology
研究背景
食物來源是腸道微生物組成和功能最有效的調(diào)節(jié)因素之一，腸道微生物菌群也會影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、代謝和儲存，并對宿主的生理表現(xiàn)出潛在的深遠(yuǎn)影響，本研究旨在探討不同飼喂方式對黑山羊生長特性、腸道微生物菌群和免疫力的影響。此外，使用PacBio單分子實(shí)時(SMRT)測序在種水平上識別了重要的腸道微生物，并對其在不同攝食模式下與多個免疫指標(biāo)的相關(guān)性展開了深入討論。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
樣本情況：
將30只健康黑山羊分為3組：放牧組，舍飼組和舍飼加益生菌組，益生菌的主要活性成分包括釀酒酵母和甘露聚糖。經(jīng)過2周的適應(yīng)期后，進(jìn)行生長性能試驗(yàn)，并分三次采集血液和糞便樣本。血液通過elisa檢測IgA、IgG、IgM、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-10，糞便樣本通過PacBio三代測序儀進(jìn)行16S rRNA全長測序。
組別
第0天
第53天
第100天
放牧組
（PG）
10
10
10
舍飼組
（BF）
10
10
10
益生菌組
（BF + P）
10
10
10
主要結(jié)果
1.生長性能與免疫指標(biāo)
隨著飼喂時間的延長，在相同的飼喂方式下，山羊的體重、身高、體長和胸圍均有顯著的上升趨勢(P<0.05)。PG組山羊的體重和胸圍分別在53天和100天顯著低于BF組(P<0.05)，而BF+P組山羊的生長指標(biāo)與BF組無顯著差異(P>0.05)。通過雙向重復(fù)測量的綜合分析，隨著飼養(yǎng)時間的延長，IgA、IgG和IgM顯著增加(P<0.05)，而TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-10在BF+P組(P<0.05)中呈下降趨勢。PG組和BF+P組在第100天的IgA和IgG濃度最高(P<0.05)。
2.α多樣性指數(shù)分析分析糞便樣品多個α多樣性指數(shù)，PG組在各時間點(diǎn)的ACE、Chao1和Shannon-Wiener指數(shù)都顯著高于其他組(P<0.05)，PG和BF組在不同時間點(diǎn)均無顯著變化，而BF+P組有顯著增加趨勢(P<0.05)。
A：ACE指數(shù) B:Chao1指數(shù) C:香農(nóng)指數(shù) D：辛普森指數(shù) 3.不同分類學(xué)水平下的微生物物種組成分析
如下圖所示，在門水平上，所有樣品中厚壁菌門（Firmicutes）和擬桿菌門（Bacteroidetes)分別是最主要的兩個門，占總序列的70%以上。隨著取食時間的增加，厚壁菌門呈增加趨勢，而變形菌門呈下降趨勢。BF+P組在第100天，厚壁菌門的相對豐度最高。所有糞便樣本共鑒定出28個相對豐度超過0.1%的科。瘤胃球菌科(Ruminococcaceae)、毛螺菌科(Lachnospiraceae)和擬桿菌科(Bacteroidaceae)最為豐富。PG組在第100天Ruminococcaceae相對豐度最高(P<0.05)，而BF+P組在第100天Lachnospiraceae相對豐度最高(P<0.05)。在種水平上，共鑒定出13個豐度超過0.1%的物種，BF+P組在第0天大腸桿菌（Escherichia coli）的相對豐度最高，但隨著益生菌的攝入E. coli豐度顯著降低。PG組在第0天的嗜黏蛋白阿克曼菌（Akkermansia muciniphila）豐度最高(P<0.05)。瘤胃球菌（Ruminococcus flavefaciens）在各時間點(diǎn)均出現(xiàn)。在進(jìn)食后期，R. flavefaciens在各組中占據(jù)相同的位置。
4. 細(xì)菌與免疫指數(shù)的相關(guān)性研究
在種水平上，糞便微生物群與免疫指標(biāo)之間存在顯著的相關(guān)性。A. muciniphila 與IgG（0.176）、IgM（0.173）、IgA（0.223）、IL-10（0.211）呈顯著正相關(guān)（P<0.05）。琥珀酸纖維桿菌（Fibrobacter succinogenes）、大腸梭狀芽孢桿菌（Clostridium colinum)和R. flflavefaciens與IgA、IgM和IL-10呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。另一方面，E. coli與IgM（?0.203）、IgA（?0.199）和IL-10（?0.252）之間存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.05)。球擬桿菌(Bacteroides caccae)、卵形擬桿菌(Bacteroides ovatus)、丁酸梭菌(Clostridium butyricum)和遠(yuǎn)副擬桿菌(Parabacteroides distasonis)與IgG、IgM、IgA、IgA、IL-10呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。
結(jié) 論
飲食方式可以改變黑山羊的腸道微生物群結(jié)構(gòu)。BF處理有利于山羊的生長性能，而PB和BF+P處理可通過正向調(diào)節(jié)A.muciniphila 和R.flavefaciens等有益腸道菌群的增殖來提高山羊的免疫力。這些結(jié)果表明，BF每天添加5g益生菌有增強(qiáng)黑山羊生長和免疫的潛力。
文章鏈接：
DOI: 10.3389/fmicb.2021.666837
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