粪菌移植和粪毒移植对肉仔鸡肠道微生物及机体健康的影响

作     者：吴登宇 

作者单位：西北农林科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨欣;张文晔

授予年度：2023年

学科分类：0905[农学-畜牧学] 09[农学] 

主      题：FMT FVT 免疫功能 肠道微生物 肉仔鸡 

摘      要：随着家禽养殖模式化、集约化程度升高,养殖密度增大,环境致病因素对家禽肠道微生物和免疫系统的影响和挑战日益严峻。粪便微生物组移植(FMT,粪菌移植)近年来已被广泛用于治疗多种人类疾病,也在家禽和反刍动物的生长发育和免疫调节等方面展现出显著成效。但由于移植过程中无法保证避免引入有害菌,FMT存在一定危险性。而粪便病毒组移植(FVT,粪毒移植)则可避免该问题的出现。因此本试验旨在通过FMT和FVT分别将28日龄AA白羽肉鸡盲肠内容物中的微生物组和病毒组移植给AA白羽肉仔鸡,探究FMT和FVT对肉鸡免疫功能的影响,并通过大肠杆菌脂多糖(LPS)诱导肉鸡炎症损伤,探究FMT和FVT对肉鸡回肠微生物和炎症损伤恢复的影响。试验一FMT和FVT对肉仔鸡免疫功能的影响为了探究FMT和FVT对肉仔鸡免疫功能的影响,试验选取168只1日龄AA白羽肉仔鸡,公母各半,随机分配至3个组,每组56只:对照组(CON组),灌胃无菌PBS溶液;FMT组;FVT组。于第5日龄(D5)进行灌胃,每只鸡300μL/次/天,连续进行6天。FMT和FVT的供体来自28日龄的健康AA白羽肉鸡。于7日龄(D7)、11日龄(D11)和15日龄(D15)时,选择体重相近的24只鸡进行屠宰和采样,每组8只,公母各半。记录7日龄、11日龄和15日龄免疫器官指数,检测11日龄和15日龄回肠黏膜中免疫和屏障相关细胞因子m RNA相对表达量和回肠s Ig A相对表达量。结果显示:1)FMT和FVT在7日龄时极显著降低了AA肉仔鸡的法氏囊指数(P0.05);2)FMT显著下调了11日龄回肠黏膜ZO-1的m RNA表达量(P0.05)。本试验结果表明:FMT和FVT均可提高肉鸡回肠黏膜免疫系统发育和屏障功能,且相比于FMT,FVT对机体的刺激性更小,能更好的发挥免疫激活作用。试验二FMT和FVT对LPS诱导的肉仔鸡肠炎的治疗作用及机制为了探究FMT和FVT对LPS诱导的肉仔鸡回肠微生物失调和炎症损伤恢复作用及机制,试验选取224只1日龄AA白羽肉仔鸡,公母各半,随机分配至4个组,每组56只:阴性对照组(CON组),生理盐水注射+无菌PBS溶液灌胃;阳性对照组(LPS组),LPS注射+无菌PBS溶液灌胃;LPS+FMT组;LPS+FVT组。于第5日龄(D5)进行生理盐水注射或LPS注射,连续注射3天。LPS腹腔注射量为:第一天0.5 mg/kg,第二天0.5 mg/kg,第三天为1.25 mg/kg。生理盐水和LPS注射液体体积相等。于第8日龄(D8)进行灌胃处理,每只鸡300μL/次/天,连续进行3天。FMT和FVT的供体来自28日龄的健康AA白羽肉鸡。于11日龄(D11)和15日龄(D15)时,选择体重相近的32只鸡进行屠宰和采样,每组8只,公母各半。记录11日龄和15日龄免疫器官指数,检测11日龄和15日龄回肠黏膜中免疫和屏障相关细胞因子m RNA相对表达量和回肠s Ig A相对表达量。测量11日龄和5日龄回肠组织形态。用宏基因组测序检测11日龄回肠内容物。结果显示:1)LPS注射对11日龄和15日龄的胸腺指数、脾脏指数和法氏囊指数均没有显著影响(P0.05);2)LPS注射对11日龄和15日龄回肠组织形态没有显著影响(P0.05);3)LPS注射显著上调了11日龄IFN-γm RNA表达量(P0.05),极显著提高了IL-8 m RNA表达量(P0.001),FMT和FVT能显著降低IL-8和IFN-γm RNA表达量,FVT极显著提高了11日龄IL-10 m RNA表达量(P0.001);4)LPS注射极显著上调了11日龄ZO-1 m RNA表达量(P0.01),FMT和FVT能显著降低ZO-1 m RNA表达量;5)LPS注射显著降低了11日龄回肠s Ig A相对表达量(P0.05),LPS处理极显著提高了15日龄回肠s Ig A的阳性面积与组织面积的比值(P0.01),FVT能显著降低15日龄回肠s Ig A的阳性面积与组织面积的比值;6)11日龄的宏基因组结果显示LPS注射显著增加了肉鸡回肠内容物中毒力因子Rab2 interacting conserved protein A(VFDB 2023)相关基因的相对丰度(P0.05),FVT能显著降低该毒力因子相关基因的相对丰度,LPS注射后显著下调了回肠内容物中碳青霉烯生物合成(Carbapenem biosynthesis)通路(P0.05)、聚酮糖单元生物合成(Polyketide sugar unit biosynthesis)通路(P0.05)和抗生素的生物合成(Biosynthesis of antibiotics)通路(P0.05),FVT能显著上调抗生素的生物合成(Biosynthesis of antibiotics)通路。本试验结果表明:LPS注射会对肉鸡回肠微生物组和免疫功能有一定的影响,且会随采样时间点选择的不同出现不同的免疫反应。FMT和FVT均可促进LPS攻毒导致的炎症的恢复,且FVT相对于FMT能降低致病基因的传播风险。