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乳酸杆菌抗感染风险机制研究
编辑: admin 来源: 未知 时间: 2020/6/27 11:31:20

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【摘要】:作为水产动物饲用抗生素的重要替代品,益生菌经几十年的的研究和应用,已成功商业化并大面积推广,其中乳酸杆菌的应用最广泛。 粘附性能被认为是乳酸杆菌的重要特性,但是目前并没有相关研究对粘附性能差异的乳酸杆菌的益生作用进行系统比较。 另外,关于停止添加乳酸杆菌后对宿主免疫力影响的报道也未见报道。 本论文比较了不同粘附性能乳酸杆菌对罗非鱼的影响,建立水产动物革兰氏阴性菌浸浴攻毒试验的快速评价方法并应用于停喂强粘附乳酸杆菌后宿主抗感染的变化,发现停喂后宿主出现易感现象并对其发生机制进行了研究,最后从规避风险角度,评价了乳酸杆菌关键益生元件丁酸盐对鲤的益生作用。

主要结果如下:一、饲料添加不同剂量(0、105、107、109cell/g饲料)强粘附短乳杆菌JCM1170和弱粘附嗜酸乳杆菌JCM1132饲喂罗非鱼35d,在第10、20、35d对罗非鱼肠道、肾脏和脾脏器官进行压力耐受基因和细胞因子mRNA表达水平和肠道粘附菌群结构分析。 投喂结束后进行14d的致病菌嗜水气单胞菌NJ-1浸浴攻毒试验。 结果显示不同处理组罗非鱼的存活率、体增重和饵料系数都没有显著差异。

饲料添加强粘附和弱粘附乳酸杆菌都可以改变罗非鱼肠道粘附菌群结构,但是强粘附菌株的影响作用更快和更明显。 两株乳酸杆菌在肠道、脾脏和肾脏组织诱导了相同细胞因子表达水平变化模式,只是变化程度上有所区别。 肠道HSP70表达水平变化与肠道粘附菌群改变相一致。

只有高剂量的JCM1170对嗜水气单胞菌NJ-1的毒性具有显著的保护作用。

以上结果表明肠道粘附性能是水产益生菌筛选的重要条件之一。

二、罗非鱼饲喂对照组(CK)、果寡糖组(FOS,%)、短乳杆菌JCM1170组(108cell/g)、短乳杆菌JCM1170与果寡糖组(108cell/g+%FOS)、植物乳杆菌JCM1149组(108cell/g)、植物乳杆菌JCM1149与果寡糖组(108cell/g+%FOS)35d后进行浸浴攻毒,在24h取部分鱼的肠道样品,测肠道碱性磷酸酶活(IAP)和肠道粘附嗜水气单胞菌数量,之后每隔12h统计死亡数量。

不同处理罗非鱼感染嗜水气单胞菌后,在短期内(3、4d),相对保护率(RLP)和IAP之间co-relative检测结果显示两者间相关性显著。

长时期浸浴后(21d)RLP和IAP间线性回归分析显示两者存在着显著的一次和二次线性关系()。 而且IAP的活性高低与肠道感染后粘附的嗜水气单胞菌数量相一致。

这表明IAP这一指标可应用于水产动物革兰氏阴性菌攻毒试验,快速反应宿主对病原菌抵抗力。 罗非鱼饲喂基础饲料华中农业大学2015届博士研究生学位论文(CK)、短乳杆菌与果寡糖饲料(108cell/g+%FOS,1170组)、植物乳杆菌与果寡糖饲料(108cell/g+%FOS,1149组)两周。

在投喂乳酸菌结束时(S0)和改喂基础料3d(S3)后,分别进行嗜水气单胞菌浸浴攻毒,24h后取肠道样品,测定IAP活性。

结果显示在S0d,1170和1149组罗非鱼IAP活性低于CK组,但是在S3d,1149组罗非鱼IAP显著高于CK组,1170组与CK组无差异。 表明持续投喂短乳杆菌1170和植物乳杆菌1149能够阻止嗜水气单胞菌NJ-1在肠道的粘附。

但是停喂3d后1170对宿主的保护力减弱,而停喂JCM1149罗非鱼更加容易感染NJ-1。 三、罗非鱼饲喂植物乳杆菌JCM1149和短乳杆菌JCM1170添加饲料14d后,在S0d(持续投喂)和S3d(改喂基础料3d),对罗非鱼肠道粘附的JCM1149和JCM1170菌株进行纯培养计数,结果显示停喂后JCM1170数量降低,但是变化不显著,而JCM1149数量下降两个数量级,变化极显著。 对停喂JCM1149后的肠道粘附菌群结构、肠道粘液体外抑菌能力、肠道通透性、肠道代谢组学和免疫应激的研究发现,停喂JCM1149后,罗非鱼肠道微生态发生紊乱,肠道粘液和肠道上皮细胞屏障性能减弱,而且停喂JCM1149后罗非鱼肠道代谢物变化显著。

因此,在恢复重建期发生感染时,宿主更加容易被嗜水气单胞菌感染与停喂JCM1149后肠道粘附微生物屏障、肠道上皮细胞和肠道粘液屏障功能失调以及肠道代谢紊乱紧密相关。

四、丁酸或丁酸盐是乳酸菌重要的益生元件,评价了幼年鲤鱼未经(对照组)和经氧化豆油预处理14d后,饲料添加不同缓释型的微囊丁酸钠(MSB0、、)产品56d对生长、肠道粘膜形态、免疫应答和粘附菌群的影响。 在对照组和氧化油脂组,MSB增加了获得体重和降低了饵料系数。 在氧化油脂组,未添加MSB的鱼肠道粘膜受损,而添加两种剂型的MSB均对肠道粘膜起到修复作用。 在氧化油脂组,饲喂MSB组的肠微绒毛密度显著增加(),在中肠,微绒毛密度受预处理饲料影响(),在后肠受不同缓释型丁酸钠影响(P=)。 在每个肠道部位,预处理饲料和MSB缓释时间对热休克蛋白HSP70、免疫细胞因子(IL-1β、TNF-α、TGF-β)转录表达水平的交互作用显著,后肠HSP70和前肠IL-1β除外。 饲喂MSB对罗非鱼每个肠道部位的粘附菌群变化影响不明显,与对照组比相似系数。 以上结果表明乳酸杆菌益生元件-丁酸钠能够作为饲料添加剂可以刺激宿主免疫、维护肠道健康,而且不会干扰肠道菌群结构。

【学位授予单位】:华中农业大学【学位级别】:博士【学位授予年份】:2015【分类号】:S941。

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