生土豆淀粉日糧對豬結(jié)腸和肝臟基因表達(dá)和代謝的影響.pdf

1、抗性淀粉在健康動物小腸不被分解利用，主要在后腸被微生物發(fā)酵利用?？剐缘矸酆竽c發(fā)酵過程中，會影響后腸菌群結(jié)構(gòu)，同時產(chǎn)生短鏈脂肪酸(SCFA)等代謝產(chǎn)物，并可進(jìn)一步影響動物機(jī)體代謝。生土豆淀粉因特殊的淀粉顆粒球不易被動物的消化酶消化，形成抗性淀粉，本論文通過長期飼喂生長育肥豬生土豆淀粉日糧，旨在研究抗性淀粉在腸道和腸道外層面如何影響豬機(jī)體的代謝過程，試驗包括四個部分。
　　1.生土豆淀粉日糧對豬結(jié)腸微生物結(jié)構(gòu)的影響
　　本試驗通

2、過高通量測序技術(shù)，研究抗性淀粉對鮚腸微生物菌群組成結(jié)構(gòu)的影響，旨在探討其潛在營養(yǎng)調(diào)控機(jī)制。試驗選取36頭（70日齡）杜長大三元雜交閹公豬，隨機(jī)分成玉米淀粉組和生土豆淀粉組，每個組設(shè)6個重復(fù)（欄），每欄3頭豬。玉米淀粉組日糧為玉米豆粕型日糧，生土豆淀粉組日糧以生土豆淀粉(RPS)替換等量玉米淀粉(CS)(生長期替換250 g/kg，育肥期替換280 g/kg)，飼喂期為100天，試驗豬自由采食和飲水。試驗結(jié)束后，每個重復(fù)隨機(jī)屠宰一頭，采集

3、結(jié)腸黏膜和食糜，提取微生物DNA，采用16S rRNA基因測序技術(shù)，對結(jié)腸黏膜和食糜中菌群相對豐度進(jìn)行分析，并通過熒光實時定量PCR測定細(xì)菌總數(shù)。結(jié)果顯示，長期飼喂生土豆淀粉顯著降低了豬結(jié)腸黏膜和食糜中總菌的數(shù)量(P＜0.05);在門水平上，生土豆淀粉對結(jié)腸菌群沒有顯著影響(P＞0.05)。在屬水平上，與玉米淀粉日糧相比，生土豆淀粉日糧顯著降低了梭菌屬、密螺旋體屬、顫螺菌屬和理研菌屬的豐度，但是顯著升高了Turicibacter、Bla

4、utia和瘤胃球菌屬的豐度(P＜0.05)，顯降低了結(jié)腸菌群豐富度(P＜0.05)。結(jié)果提示，長期飼喂生土豆淀粉（高抗性淀粉）可有效調(diào)節(jié)結(jié)腸菌群結(jié)構(gòu)，對后腸健康有一定益處。
　　2.生土豆淀粉日糧對豬結(jié)腸黏膜轉(zhuǎn)錄表達(dá)譜的影響
　　本試驗利用表達(dá)譜基因芯片技術(shù)，全面測定結(jié)腸黏膜基因轉(zhuǎn)錄變化，旨在研究抗性淀粉對結(jié)腸轉(zhuǎn)錄層面的影響。試驗設(shè)計同試驗一，屠宰后，采集結(jié)腸黏膜，提取黏膜RNA，進(jìn)行表達(dá)譜基因芯片分析。結(jié)果顯示:按照特定篩

5、選條件(差異倍數(shù)＞2或＜0.5，P＜0.05)，篩選出549個可功能注釋的差異表達(dá)基因（生土豆淀粉組vs土豆淀粉組），其中311個基因轉(zhuǎn)錄上調(diào)，238個轉(zhuǎn)錄下調(diào)。差異基因顯著富集了免疫反應(yīng)通路、信號分子傳導(dǎo)、運輸和分解以及細(xì)胞信息交流等多個代謝通路。其中，生土豆淀粉顯著升高了促炎因子IL-1β基因mRNA的表達(dá)量(P＜0.05)，降低了LIPA、GALANS、CTSZ、CTSB和CTSD等多個溶酶體通路關(guān)鍵酶對應(yīng)基因mRNA表達(dá)量(P＜

6、0.05)，抑制了病毒識別因子TLR-7基因mRNA的表達(dá)量(P＜0.05)。綜上所述，長期飼喂生土豆淀粉，在轉(zhuǎn)錄層面抑制了結(jié)腸組織免疫相關(guān)通路，減弱了結(jié)腸免疫作用功能。
　　3.生土豆淀粉日糧對豬肝臟組織轉(zhuǎn)錄表達(dá)譜的影響
　　肝臟是動物機(jī)體重要的代謝器官，研究肝臟代謝能為機(jī)體研究提供重要參考。本試驗選擇肝臟作為抗性淀粉腸道外靶器官，運用表達(dá)譜基因芯片技術(shù)，分析肝臟基因轉(zhuǎn)錄變化，在轉(zhuǎn)錄層面研究長期飼喂生土豆淀粉對肝臟代謝的影

7、響，揭示生土豆淀粉對機(jī)體腸外代謝的影響。試驗設(shè)計同試驗一，豬屠宰后，快速采集肝臟組織，用于基因芯片分析，并對特定基因進(jìn)行熒光定量PCR驗證。結(jié)果顯示:按照特定條件（差異倍數(shù)＞1.5或＜0.67，P＜0.05），篩選注釋得到237個差異表達(dá)的基因，包括121個上調(diào)基因，116個下調(diào)基因。差異表達(dá)的基因顯著富集了脂肪氧化分解、磷脂合成、脂肪生成等脂肪代謝通路(P＜0.01)。長期飼喂生土豆淀粉，顯著降低了調(diào)控脂肪存儲吸收功能CD36基因轉(zhuǎn)錄

8、表達(dá)量，顯著升高了脂肪氧化酶CPT1B和ACADM轉(zhuǎn)錄表達(dá)量(P＜0.05)，提高了磷脂合成途徑相關(guān)酶AGPAT4和GPAT轉(zhuǎn)錄表達(dá)量(P＜0.05)，以及脂肪結(jié)合轉(zhuǎn)運蛋白FABP1的表達(dá)量(P＜0.05)。結(jié)果表明，長期飼喂生土豆淀粉，在轉(zhuǎn)錄層面，降低了肝臟脂肪酸的吸收、儲存和合成能力，提高了肝臟脂肪酸的β氧化和磷脂生成能力，降低了肝臟炎癥風(fēng)險，對肝臟代謝調(diào)節(jié)有益處。
　　4.生土豆淀粉日糧對豬肝臟代謝組譜的影響
　　本試

9、驗運用代謝組學(xué)分析代謝產(chǎn)物的變化，旨在探究抗性淀粉對肝臟代謝通路的影響。試驗設(shè)計同試驗一，屠宰后，采集肝臟組織，運用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)對肝臟代謝產(chǎn)物進(jìn)行測定，對差異代謝產(chǎn)物進(jìn)行篩選，并對代謝通路變化進(jìn)行分析。結(jié)果顯示:試驗共檢測到91種物質(zhì)，按照篩選標(biāo)準(zhǔn)(VIP＞1，P＜0.05)，篩選出20種作為潛在標(biāo)記物的差異化合物。其中，生土豆淀粉顯著降低了肝臟膽固醇和軟脂酸的含量，升高了脂肪酸β氧化程度標(biāo)記物3-羥基丁酸的含量(P