本文選題：犢牛　切入點：瘤胃　出處：《黑龍江八一農(nóng)墾大學》2017年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：為了避免浪費,奶牛場常應用有抗奶飼喂犢牛。在這種飼喂狀況下犢牛瘤胃菌群的基本組成及其特征,瘤胃菌群的基本功能及代謝,以及瘤胃菌群與犢牛生長的關(guān)系值得深入探究。目前,瘤胃菌群相關(guān)研究很多,但是有抗奶飼喂下犢牛瘤胃菌群,菌群基因功能,特別是菌群基因參與的代謝通路仍未明確。飼喂有抗奶對犢牛的生長,特別是對菌群的耐藥基因有何影響?這已成為我國奶牛生產(chǎn)、動物福利和食品安全共同急需解決的問題。本研究對黑龍江省奶牛場基本飼養(yǎng)情況和有抗奶飼喂利用情況進行調(diào)研。試驗選取54頭剛出生犢牛(出生體重差異不顯著),按照出生日齡相近的原則,隨機分成3個處理(組),每組3個重復,每個重復6頭犢牛。試驗分為:1)對照組(CK,B1),飼喂無抗鮮奶組;2)有抗奶組(AM,B2);3)巴氏消毒有抗奶組(APM,B3)。試驗期共有180 d。測定犢牛出生1 d、30 d、60 d、90 d和180 d的體重及1-180 d各階段平均日增重。測定不同日齡犢牛體尺指標、內(nèi)臟重和p H值,計算犢牛腹瀉率。每組取60 d(T1),90 d(T2)和180 d(T3)犢牛瘤胃液構(gòu)建犢牛瘤胃細菌宏基因組文庫。使用illumina Mi Seq進行測序,并通過KEGG,NOG,CAZy和ARDB等數(shù)據(jù)庫進行生物信息學分析及功能注釋。結(jié)果:(1)犢牛飼喂有抗奶在黑龍江省奶牛場很普遍占94.6%,且以β-內(nèi)酰胺類藥物使用為主。本試驗中飼喂有抗奶顯著降低了犢牛30 d的體重(p0.05)。在整個飼養(yǎng)期,CK、AM及APM組在體高、體斜長、胸圍、管圍、體直長和胸深上均不存在顯著性差異(p0.05)。飼喂全期瘤網(wǎng)胃重量受奶源影響較小。不同奶源對胃腸道不同部位p H值作用不同,其中有抗奶對空腸的p H值有顯著性影響(p0.05),且不同奶源對瘤胃p H值的影響在斷奶一個月后消除。飼喂有抗奶或巴氏消毒有抗奶并未對犢牛的前胃和真胃發(fā)育造成影響。APM組犢牛腹瀉發(fā)病率最低。(2)本實驗共獲得3,498,534 contigs和262,753 scaffolds。研究發(fā)現(xiàn),犢牛瘤胃菌群結(jié)構(gòu)受到不同月齡和奶源不同的影響,抗生素處理后犢牛瘤胃菌群的分布具有選擇性,9個樣品豐度最高的細菌為擬桿菌門(Bacteroidetes,69.8%),其次是厚壁菌門(Firmicutes,9.8%)。此外,變形菌門(Proteobacteria,9.2%),纖維桿菌門(Fibrobacteres,4.9%)和放線菌門(Actinobacteria,2.8%)的豐度相對較高。在屬水平上的物種豐度,普氏菌(Prevotella)豐度最高,63.28%。其次,擬桿菌(Bacteroides,12.36%);纖維桿菌(Fibrobacter,1.49%);Barnesiella(2.68%)和Alistipes(1.47%),并且發(fā)現(xiàn)螺旋體屬(Spirochaetes)具有抗生素抗性。擬桿菌門和厚壁菌門在瘤胃消化中作用較強,擬桿菌門對含有抗生素的巴氏滅菌牛奶更敏感。PCA分析結(jié)果表明6月齡犢牛瘤胃菌群結(jié)構(gòu)與2、3月齡有明顯不同,并且含有抗生素的牛奶會對瘤胃中的微生物群落產(chǎn)生很大的影響。(3)在NOG數(shù)據(jù)庫中比對共有86,145條基因得到了相應的功能注釋。CAZyme數(shù)據(jù)庫中比對共注釋到33,980條,主要涵蓋9個功能類。T1與T2,T1與T3,B1與B2和B1與B3四組分別含有318個,1,398個,30個和24個差異表達基因(DEGs)。細胞周期及氨基酸生物合成代謝途徑中的DEGs在T1與T2組,T1與T3組明顯富集,其中細胞周期代謝主要的DEGs為糖原合酶激酶-3β基因(glycogen synthase kinase-3β,GSK3β);周期蛋白依賴性激酶2基因(cyclin-dependent kinase 2,CDK2)和周期蛋白依賴性激酶7基因(cyclin-dependent kinase 7,CDK7)。本研究共檢測到6類抗性基因,共19種基因型,包括5種四環(huán)素類抗生素抗性基因型(tet37、tet32、teto、tetw、tetx),5種氨基糖苷類抗生素抗性基因型(aphbid、a Phiiia、aph33ib、antbia、accbie),5種大環(huán)內(nèi)酯類抗生素抗性基因型(ermb、ermf、ermg、ermq、mema),2種β-內(nèi)酰胺類抗生素抗性基因型(bl2b_rob、bl2e_cfxa),1種桿菌肽類抗生素抗性基因型(baca),1種磺胺類抗生素抗性基因型(sul2)。進一步分析抗生素耐藥性產(chǎn)生機制,其中由外排泵(Efflux pump)引起的占的比例最大,占56.57%;抗生素失活(Antibiotic deactivation)其次占26.26%。細胞保護(cellular protection),占12.64%。本研究通過微生物分子生態(tài)學和宏基因組組學技術(shù),研究了β-內(nèi)酰胺類抗生素有抗奶干擾后犢牛生長及瘤胃菌群的基本組成分布,相應代謝途徑、抗性基因情況和產(chǎn)生機制。研究發(fā)現(xiàn),有抗奶對瘤胃中的微生物群落產(chǎn)生影響,并通過影響病原菌螺旋體屬(Spirochaetes)產(chǎn)生抗生素殘留相關(guān)食品安全問題。T1與T2,T1與T3組的DEGs在細胞周期(GSK3β;CDK2和CDK7)在和氨基酸的生物合成這兩個代謝通路中明顯富集。本研究結(jié)果闡述了飼喂β-內(nèi)酰胺類抗生素有抗奶對犢牛瘤胃菌群的影響,細菌抗性基因情況和產(chǎn)生原因,并對瘤胃細菌差異表達基因參與的代謝通路進行了分析,為有抗奶的利用和改善犢牛健康提供了一定的理論依據(jù)。
[Abstract]:In order to avoid waste, dairy farms often use anti milk fed calves. In this feeding condition calf rumen flora composition and characteristics, basic function and metabolism of rumen microflora, and the relationship between rumen microflora and calf growth are worthy of in-depth research. At present, a lot of rumen bacteria related research, but have anti milk feeding under the calf rumen bacteria, bacteria gene function, especially the metabolic pathway has not yet clear. The bacteria genes involved in feeding anti milk on calf growth, especially the impact on the resistance genes of bacteria? This has become China's dairy production, animal welfare and food safety problems together the research on Heilongjiang province dairy breeding and basic anti milk feeding by case research. The experiment selects 54 newly born calves (birth weight did not differ significantly according to age after birth), similar to the original, randomly divided 鎴，

本文編號：1597475