Frontiers betekintés a brojlerekbe; A bél mikrobiota foszforral, kalciummal és fitázzal táplálkozik

Mikrobiális szimbiózisok

Szerkesztette
Zhongtang Yu

Ohio Állami Egyetem, Egyesült Államok

Felülvizsgálta
Jeffrey D. Galley

Baylor Orvostudományi Főiskola, Egyesült Államok

Robert J. Moore

RMIT Egyetem, Ausztrália

A szerkesztő és a lektorok kapcsolatai a legfrissebbek a Loop kutatási profiljukban, és nem feltétlenül tükrözik a felülvizsgálat idején fennálló helyzetüket.

brojlerekbe

  • Cikk letöltése
    • PDF letöltése
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Kiegészítő
      Anyag
  • Exportálás
    • EndNote
    • Referencia menedzser
    • Egyszerű TEXT fájl
    • BibTex
OSZD MEG

Eredeti kutatás CIKK

  • 1 Állattáplálkozási osztály, Állattudományi Intézet, Hohenheimi Egyetem, Stuttgart, Németország
  • 2 Mikrobiális kölcsönhatások és folyamatok kutatócsoport, Helmholtz Fertőzéskutató Központ, Braunschweig, Németország

A fitázpótlás a brojler diétákban bevett gyakorlat a foszfor (P) elérhetőségének javítása és a P-elválasztás csökkentése révén. A fokozott P-hozzáférhetőség és annak kalciummal (Ca) való kiegészítése hatással lehet a brojlercsirkék emésztőrendszerében található mikrobiális közösség szerkezetére. Itt arra törekszünk, hogy megkülönböztessük az ásványi P, Ca és fitáz hatásait a broilercsirkék gyomor-bél traktus (GIT) tartalmában és nyálkahártyarétegében jelen lévő mikrobaközösségek összetételére.

Bevezetés

A brojlerek gyomor-bél traktusában (GIT) jelen lévő mikrobiális közösségnek több mint 900 baktériumfaja van (Stanley et al., 2014). Döntő szerepet játszanak a takarmány emésztésében, a toxinok lebontásában, a kórokozók kizárásában, az immunrendszer stimulálásában és az endokrin aktivitásban (Zhu et al., 2002). Számos tanulmány elemezte a mikrobiotát a GIT egyes szakaszaiból, beleértve a termést, az ileumot és a caeca-t (Sekelja et al., 2012; Sergeant et al., 2014; Ptak et al., 2015; Witzig et al., 2015), mivel csak kevesen koncentráltak az egész GIT-re (Lu et al., 2003; Sekelja et al., 2012). Mindazonáltal ma már ismert, hogy szorosan kapcsolódnak egymáshoz, és befolyásolniuk kell a különböző GIT szakaszokat felfelé és lefelé (Stanley et al., 2014). A legtöbb tanulmány csak a GIT (digesta) minták tartalmára összpontosított (Sekelja et al., 2012; Walugembe et al., 2015; Witzig et al., 2015), figyelmen kívül hagyva a nyálkahártya közösségeket, amelyek a legközelebb vannak a gazdához. hám (Collado és Sanz, 2007). A hámhoz kötődő mikrobiális közösségeknek biológiai szerepük van, amelyeket jellemezni kell. Magas bakteriális sokféleséget figyeltek meg a Pars non glandularis a sertés gyomrának (Mann és mtsai, 2014), valamint a patkányokon és embereken végzett korábbi jelentések különbségeket találtak a vastagbél nyálkahártyájának és az ürülék mikrobiális száma között (Zoetendal et al., 2002; Haange et al., 2012).

A kultúrát, azt a szakaszt, ahol a takarmányt ideiglenesen tárolják, és az erjesztési tevékenységek megindulnak, a Lactobacillus fajok (Stanley és mtsai, 2014; Witzig és mtsai, 2015). Az ileumot, ahol a tápanyagok felszívódnak, főleg a gyarmatosítja Lactobacillus fajok és részben jellemzett baktériumok butiráttermelő tevékenységekkel, mint pl Clostridium, Streptococcus, és Enterococcus (Stanley és mtsai, 2014). A caeca, ahol komplex szubsztrátumokat, például cellulózot, más poliszacharidokat és fitátokat fermentálnak (Stanley és mtsai, 2014; Choi és mtsai, 2015; Zeller és mtsai, 2015), a GIT legkülönbözőbb szakasza, és nagyon ismeretlen mikrobák uralják. A caeca leggyakoribb családjai a Clostridiaceae, a Bacteroidaceae, a Lactobacillaceae és a butirát termelők (Stanley et al., 2014).

Figyelembe véve a növényi étrendben a P alacsony hozzáférhetőségét, valamint az étrend fitázzal, Ca-val és P-vel történő kiegészítésének a csirkék teljesítményére és az emésztőrendszerben történő fitát lebontására gyakorolt ​​hatását, ez a tanulmány célja ezen kiegészítőknek a broilercsirkék GIT három szakaszának digesta mikrobiális közösségei és nyálkahártya-mintái.

Anyagok és metódusok

Állatmintavétel

Az állatkísérletet a Hohenheimi Egyetem mezőgazdasági kísérleti állomásán hajtották végre, a Lindenhöfe helyszínen, Eningenben (Németország). Az állatok kezelésével és kezelésével kapcsolatos összes eljárást a Regierungspräsidium Tübingen hagyta jóvá (jóváhagyási szám: HOH33 | 14TE).

1. táblázat: Foszfor (P), kalcium (Ca) és fitáz koncentráció a nyolc diétás kezelés során.

Broiler teljesítményelemzése

A végső testtömegre (BW), a takarmányfogyasztásra (FC), a testtömeg-gyarapodásra és a takarmánynövekedés arányára vonatkozó információkat a 15. és 26. nap között kaptuk, és az SAS szoftver MIXED eljárásával elemeztük (9.1.3 verzió, SAS Institute, Cary, NC). A statisztikai modell yjjklm = μ + ri + Tj + βk + xl + (Tβ) jk + (Tx) jl + (βx) kl + (Tβx) jkl + eijklm volt; ahol μ = általános átlag, ri = a blokk hatása (véletlenszerű), Tj = a P addíció hatása (fix), βk = a Ca addíció hatása (fix), xl = a fitáz-addíció hatása (fix), ( Tβ) jk, (Tx) il, (βx) kl a két faktor kölcsönhatás, (Tβx) jkl a három faktor kölcsönhatás és eijklm = véletlenszerű hiba a megfigyeléseknél. A statisztikai szignifikanciát egyirányú ANOVA-val értékeltük. A kezelések közötti különbségeket többször is tesztelték t-teszt (LSD). Jelentőségi szint: o ≤ 0,05 értéket vettünk figyelembe.

DNS-extrakció és Illumina Amplicon szekvenálás

281 mintából DNS-t nyertünk ki az MP Biomedicals (Solon, OH, USA) talajra szánt FastDNA ™ SPIN készítménnyel, a gyártó utasításainak betartásával. A DNS-t NanoDrop 2000 spektrofotométerben (Thermo Scientific, Waltham, MA, USA) számszerűsítettük és -20 ° C-on tároltuk.

Az Illumina könyvtár előkészítését a 16S rRNS gén V1-2 régiójának PCR-amplifikációjával PrimeSTAR HS DNS polimeráz (Clontech Laboratories, Mountain View, CA, USA) felhasználásával Camarinha-Silva és mtsai. (2014). Az amplikonokat agarózgél-elektroforézissel igazoltuk, Macherey-Nagel 96 lyukú lemezzel (Macherey Nagel, Düren, Németország) tisztítottuk és QuantiFluor® dsDNS rendszerrel (Promega, Madison, USA) számszerűsítettük. Az amplikonok ekvimoláris arányát (30 ng) egyesítettük, majd etanollal kicsaptuk a szennyeződések eltávolítása céljából. Megállapítottuk a megfelelő méretű PCR-terméket, és QIAquick gél extrakciós készlettel tisztítottuk (Qiagen, Hilden, Németország). A könyvtárakat 250 bp páros végű szekvenáló kémia alkalmazásával szekvenáltuk egy Illumina MiSeq platformon.

A szekvenciák bioinformatikai feldolgozását Camarinha-Silva és mtsai. (2014) néhány módosítással. A nyers leolvasásokat összeállítottuk (Cole és mtsai, 2014), majd a MOTHUR (gotoh algoritmus és a SILVA referenciaadatbázis) segítségével az előklaszterezés előtt (diff = 2) összehangoltuk. A szekvenciákat operatív taxonómiai egységekbe (OTU) csoportosítottuk ≥97% -os hasonlóság mellett. Az összes OTU, amelynek átlagos bősége az összes minta 0,001% -ánál alacsonyabb és a szekvencia hossza 83%) a digesta mintákban. A nyálkahártyát illetően ezt a nemzetséget nagyobb gyakorisággal figyelték meg az F és G étrendben (32–37%; 4A, B és S3B. Ábra), összehasonlítva más étrendekkel. Az egerek és sertések felhasználásával végzett korábbi vizsgálatok kimutatták, hogy a P-vel és Ca-val kiegészített étrend, mint a G-étrend, növekszik Lactobacillus bőség (Ten Bruggencate és mtsai, 2004; Metzler-Zebeli és mtsai, 2010). L. taiwanensis (OTU 1), mely a növényben igen bőséges, csökkentette a Ca-val (C, G és H; 27%) kiegészített étrend ileum digesta mintáiban a mennyiségét, míg a nyálkahártyában a legnagyobb arányt a G étrenden figyelték meg). A második leggyakoribb OTU volt L. gallinarum (OTU 2), amely tendenciát mutatott az A, C és F étrendben (27%) a digesta esetében és 16% az F diéta nyálkahártya-mintáiban.

4. ábra: Az ileum (A) globális baktériumközösségi szerkezetének fő koordinátanalízise (PCoA) koordinációja digesta és (B) nyálkahártya minták nyolc étrendi kezelés során (A - H) (1. táblázat). A buborékokat egymásra helyeztük a legrelevánsabb nemzetségek relatív bőségének vizualizálása céljából, Lactobacillus és Streptococcus és családjai, Peptostreptococcaceae, Burkholderiaceae és Lachnospiraceae (szelet skála 1–100% -os bőség).

Az E és F diéta digestában és F nyálkahártyában, mind P-kiegészítéssel, a növekedést eredményezte Streptococcus (44, 19, illetve 23%; 4A, B ábra). Lu és mtsai. (2003) kimutatták, hogy az OTU-k szekvenciái kapcsolódnak a Streptococcus az ileum digesta-ban gyakoribbak voltak, mint a vakbélben (Lu et al., 2003). Ptak és mtsai tanulmányának megfelelően. (2015), Streptococcus a Ca, P és fitázzal kiegészített étrendekben csökkent a bőség (Ptak et al., 2015), amelyet ebben a tanulmányban a H étrend képvisel. Streptococcus a bőség még alacsonyabb volt a C étrendben, csak Ca kiegészítéssel. A tenyésztetlen Clostridium XI-hez rendelt OTU-kat általában a digesta-ban nagyobb mennyiségben észlelték a D (18%) és az E (23%) diétákon, összehasonlítva más diétákkal, amelyek kulcsszavak: 16S szekvenálás, mikrobiota, csirke GIT, digesta, nyálkahártya, foszfor, kalcium, fitáz

Idézet: Borda-Molina D, Vital M, Sommerfeld V, Rodehutscord M és Camarinha-Silva A (2016) Betekintés a Broilers bél mikrobiotájába, amelyet foszforral, kalciummal és fitáz-kiegészített étrenddel tápláltak. Elülső. Microbiol. 7: 2033. doi: 10.3389/fmicb.2016.02033

Beérkezett: 2016. szeptember 01 .; Elfogadva: 2016. december 02 .;
Publikálva: 2016. december 19.

Zhongtang Yu, Ohio Állami Egyetem, USA

Jeffrey David Galley, Baylor Orvostudományi Főiskola, USA
Robert J. Moore, RMIT Egyetem, Ausztrália