大蒜油對山羊瘤胃生物氫化、乳脂肪酸組成及乳腺脂肪生成相關(guān)基因表達(dá)影響的研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的不斷改善，食品中含有的可能有益于維持健康和抵御疾病的微量成分日益受到重視。高攝入量的飽和脂肪酸能夠增加患心血管疾病的風(fēng)險，然而單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸具有降低膽固醇的作用，共軛亞油酸(CLA)也具有潛在的對人體有益的生物學(xué)功能。反芻動物產(chǎn)品是人類飲食中CLA的主要來源，因此，改善乳中脂肪酸組成，特別是提高CLA的含量已成為反芻動物營養(yǎng)研究的熱點之一。日糧脂肪在瘤胃中經(jīng)歷水解和生物氫化，轉(zhuǎn)運和吸收的脂肪

2、酸在乳腺中還經(jīng)歷脂肪酸重新合成以及去飽和反應(yīng)，這些反應(yīng)影響乳中脂肪酸組成。同時，隨著促生長抗生素在動物飼料中的禁用，人們逐漸關(guān)注植物精油作為其替代物在動物生產(chǎn)上的應(yīng)用。大蒜具有廣譜抗菌性和降血脂的特性，可能對瘤胃生物氫化及乳脂肪酸組成產(chǎn)生影響。因此，本文研究了大蒜油作為瘤胃調(diào)控劑對山羊瘤胃發(fā)酵、生物氫化、乳脂肪酸組成以及乳腺脂肪生成相關(guān)基因表達(dá)的影響。
　　 1.大蒜油在不同精粗比底物條件下對瘤胃微生物發(fā)酵的影響
　　

3、運用隨機(jī)區(qū)組試驗設(shè)計研究了4種水平的大蒜油（終濃度為0、30、300、3000 mg/L發(fā)酵液）在4種精粗比底物（干草∶精料為10∶0、7∶3、5∶5、3∶7）條件下對瘤胃微生物體外厭氧發(fā)酵24 h的影響。結(jié)果顯示，24 h累計產(chǎn)氣量隨著大蒜油水平的增加而降低（P≤0.05），每隔3h產(chǎn)氣量的動態(tài)變化表明大蒜油改變了體外發(fā)酵的模式。相對于對照組，大蒜油Gar3000增加了pH值（P≤0.05），而Gar30和Gar300對pH值沒有影響

4、（P＞0.05）。NH3-N和MCP濃度的變化分別存在著對照組＞Gar300＞Gar30＞Gar3000和Gar30＞對照組＞Gar3000＞Gar300的關(guān)系。大蒜油降低了總VFAs濃度（P≤0.05），但是Gar30和Gar300之間沒有差異（P＞0.05）;大蒜油Gar30和Gar300降低乙酸比例和乙酸/丙酸（P≤0.05），增加丙酸和丁酸比例（P≤0.05）。相對于其他發(fā)酵底物，大蒜油Gar30和Gar300在高精料下對24

5、h累計產(chǎn)氣量和總VFAs濃度（高粗料除外）的抑制作用較小，對NH3-N濃度、乙酸比例和乙酸:丙酸的降低以及丙酸比例的增加比較明顯。試驗表明，大蒜油抑制體外發(fā)酵存在劑量依賴效應(yīng)，具有延緩體外發(fā)酵進(jìn)程的特點，中等水平的大蒜油（例如30和300 mg/L）在高水平精料底物下對瘤胃微生物發(fā)酵的調(diào)控效果更好。
　　 2.瘤胃灌注大蒜油對山羊瘤胃發(fā)酵動力學(xué)、脂肪酸組成及生物氫化菌數(shù)量的影響
　　 2.1.瘤胃灌注大蒜油對山羊采食量和

6、血液生化指標(biāo)的影響
　　 運用交叉設(shè)計試驗研究了瘤胃灌注大蒜油(0.8 g/d)30d對山羊采食量和血液生化指標(biāo)的影響。結(jié)果顯示，大蒜油降低了干物質(zhì)采食量(P≤0.05)，處理與采樣天之間在采食量方面也存在互作效應(yīng)(P≤0.05);大蒜油降低了試驗期第3d和6d的干物質(zhì)采食量（P＜0.001和P=0.011），但是對其他天的采食量沒有顯著影響(P＞0.05)。大蒜油降低了血清HDL-C、LDL-C和膽固醇濃度（P≤0.01）及血

7、清脂肪酶活力（P=0.048），有增加甘油三酯濃度的趨勢（0.05＜P≤0.1），對葡萄糖和NEFA濃度沒有影響（P＞0.1）。結(jié)果表明，瘤胃灌注大蒜油影響了山羊采食量，這種影響隨著作用時間的延長而減弱;大蒜油有降血脂的特性，可能降低了甘油酯的水解。
　　 2.2.瘤胃灌注大蒜油對山羊瘤胃發(fā)酵動力學(xué)的影響
　　 通過分析交叉設(shè)計試驗中試驗期第28、29和30 d不同時間點的瘤胃發(fā)酵參數(shù)，研究了瘤胃灌注大蒜油(0.8 g/

8、d)對山羊瘤胃發(fā)酵動力學(xué)的影響。結(jié)果顯示，大蒜油增加了飼喂前(0 h)山羊瘤胃NH3-N和MCP濃度(P≤0.01)，對pH值、總VFAs濃度、VFA組成比例及乙酸/丙酸均沒有影響（P＞0.1）。瘤胃發(fā)酵過程中，大蒜油對發(fā)酵參數(shù)不同時間點的平均效應(yīng)與Oh的作用效果類似（降低山羊pH值（P≤0.05）和總VFAs濃度（0.05＜P≤0.1）除外）;但是在總VFAs濃度、丙酸比例和乙酸/丙酸方面，試驗處理與采樣時間點之間存在互作效應(yīng)（P≤0

9、.05）。隨時間變化分析顯示，對照組中總VFAs濃度和丙酸比例達(dá)到最大值出現(xiàn)在飼喂后2h，而大蒜油處理組中最大值出現(xiàn)在飼喂后6 h;大蒜油處理組中乙酸比例和乙酸:丙酸在飼喂后較對照組變化平緩。結(jié)果表明，瘤胃灌注大蒜油調(diào)控了瘤胃發(fā)酵，具有緩和瘤胃發(fā)酵進(jìn)程的作用。
　　 2.3.瘤胃灌注大蒜油對山羊瘤胃脂肪酸組成、總細(xì)菌區(qū)系及生物氫化菌數(shù)量的影響
　　 運用交叉設(shè)計試驗研究了瘤胃灌注大蒜油（0.8 g/d）30d對山羊瘤胃脂

10、肪酸組成、總細(xì)菌區(qū)系以及生物氫化細(xì)菌數(shù)量的影響。大蒜油降低了瘤胃C15、C16和SFA比例（P≤0.01），增加了C18、TVA、c9t11 CLA、t10c12 CLA和PUFA的比例（P≤0.05），有增加MUFA比例的趨勢（0.05＜P≤0.1），同時降低了TVA/(c9t11 CLA+TVA)（P=0.021）和C18∶0/(TVA+C18∶0)（P=0.055）。DGGE圖譜顯示，瘤胃灌注大蒜油沒有對瘤胃總細(xì)菌區(qū)系沒有影響。定

11、量分析顯示，大蒜油有降低Butyrivibrioproteoclasticus數(shù)量和B.proteoclasticus/Butyrivibrio的趨勢（0.05＜P≤0.1），對Butyrivibrio菌數(shù)量沒有影響（P＞0.1）。結(jié)果表明，大蒜油改變了山羊瘤胃脂肪酸組成，通過抑制B.proteoclasticus的生長而不影響B(tài)utyrivibrio菌來調(diào)控瘤胃生物氫化進(jìn)程。
　　 2.4.運用16S rRNA基因克隆序列分析

12、瘤胃灌注大蒜油對山羊瘤胃Butyrivibrio菌多樣性的影響
　　 采用特異性引物B395f/B812r篩選16S rRNA基因全序列克隆，建立了山羊瘤胃Butyrivibrio菌的16S rRNA基因克隆庫。結(jié)果顯示，在對照組285個總菌克隆中篩選出37個Butyrivibrio菌克?。ǖ卿浱?HQ326588-HQ326624），占瘤胃細(xì)菌的12.98％，在大蒜油處理組347個總菌克隆中篩選出38個Butyrivibrio

13、菌克隆（登錄號:JN008400-JN008437），占瘤胃細(xì)菌的10.95％。基于RDP數(shù)據(jù)庫的序列分析顯示，兩個克隆庫中的克隆歸類為Pseudobutyrivibrio屬、Butyrivibrio屬以及Lachnospiraceae科中其他的屬，在大蒜油組的山羊瘤胃Butyrivibrio菌克隆庫中還發(fā)現(xiàn)部分克隆歸類為Ruminococcus屬及Ruminococcaceae科中其他的屬。序列比對分析顯示，在兩個克隆庫中，克隆數(shù)最多

14、的是與Lachnospiraceae bacterium有高相似性的克隆，在對照組和處理組Butyrivibrio菌克隆庫中分別占32.43％和21.05％，其次是與Pseudobutyrivibrioruminis有高相似性的克隆，在對照組和處理組Butyrivibrio菌克隆庫中分別占21.62％和15.79％;在大蒜油處理組Butyrivibrio菌克隆庫中，與Ruminococcus flavefaciens有高相似性的克隆占了

15、10.53％，而對照組中沒有發(fā)現(xiàn)與R.flavefaciens有高相似性的克隆。Shannon指數(shù)在對照組和大蒜油組山羊瘤胃Butyrivibrio菌克隆庫中分別為2.47和2.91。結(jié)果表明，Butyrivibrio菌占山羊瘤胃細(xì)菌的12.98％，包括Pseudobutyrivibrio屬、Butyrivibrio屬以及Lachnospiraceae科中其他的屬，瘤胃灌注大蒜油降低了Butyrivibrio菌在瘤胃細(xì)菌重的比例，但是增

16、加了其遺傳多樣性。
　　 3.添加大蒜油對奶山羊乳脂肪酸組成及乳腺脂肪生成相關(guān)基因表達(dá)的影響
　　 3.1.添加大蒜油對奶山羊采食量、血液生化指標(biāo)及乳成分的影響
　　 24頭早期泌乳中國薩能奶山羊隨機(jī)分為4組（6頭/組，2頭/圈），研究其在玉米青貯自由采食條件下飼喂含不同大蒜油水平（0、0.57、1.14、1.71 g/kg）的精料(0.79kg/d)30 d對采食量、血液生化指標(biāo)以及乳成分的影響。結(jié)果顯示，精料

17、的采食量沒有受到影響，但是高水平大蒜油(1.35 g/d)降低了玉米青貯的采食量(P≤0.05)。添加大蒜油對血液生化指標(biāo)沒有顯著作用（P＞0.05），但是具有降低血清LDL-C和NEFA濃度的趨勢（0.05＜P≤0.1）。大蒜油除了有增加乳糖比例的趨勢（0.05＜P≤O.1）外，對乳成分其他指標(biāo)沒有影響（P＞0.1）。結(jié)果表明，高水平的大蒜油降低了采食量，添加大蒜油對奶山羊血液生化指標(biāo)和乳成分的調(diào)控作用很小。
　　 3.2.添

18、加大蒜油對奶山羊乳脂肪酸組成及乳腺脂肪生成相關(guān)基因表達(dá)的影響
　　 24頭早期泌乳中國薩能奶山羊隨機(jī)分為4組（6頭/組，2頭/圈），研究其在玉米青貯自由采食條件下飼喂含不同大蒜油水平(0、0.57、1.14、1.71 g/kg)的精料(0.79kg/d)30 d對奶山羊乳脂肪酸組成及乳腺脂肪生成相關(guān)基因（ACC、FAS、LPL、SCD、SREBP1和PPARγ）表達(dá)的影響。結(jié)果顯示，添加大蒜油改變了試驗期間乳脂肪酸組成，其中對d

19、14-21乳脂肪酸影響比較明顯。試驗27 d后，添加大蒜油降低了乳C14∶0、C16∶0和SFA脂肪酸的比例（P≤0.05），增加了C18∶0、C18∶1、C18∶3、c9t11 CLA、MUFA和PUFA的比例以及c9t11 CLA/(c9t11 CLA+t11 C18∶1)（P≤0.05）。隨著大蒜油添加水平的增加，乳中TVA和t10c12 CLA的比例也隨之增加，但是差異不顯著（P＞0.05）。定量分析結(jié)果顯示，試驗處理對奶山羊乳

20、腺脂肪生成相關(guān)基因表達(dá)的影響不顯著（P＞0.05）。相關(guān)分析顯示，SREBP1與FAS基因表達(dá)之間有顯著正相關(guān)(P≤ O.01)，SCD與LPL（P≤0.05）和SREBP1（0.05＜P≤0.1）基因表達(dá)之間存在正相關(guān)，表明乳腺脂肪生成基因的表達(dá)之間存在調(diào)控作用。結(jié)果表明，日糧添加大蒜油改變了奶山羊乳脂肪酸組成，但是對乳腺脂肪生成相關(guān)基因的表達(dá)沒有顯著影響。因此，大蒜油對奶山羊乳脂肪酸組成的調(diào)控作用與這些乳腺脂肪生成相關(guān)基因的表達(dá)可能