1、雞消化道微生物菌群的組成及作用機(jī)理摘要：自發(fā)現(xiàn)了可以研究動(dòng)物腸道微生物的技術(shù)以來(lái)，家禽消化道的微生物菌落一直是人們研究的對(duì)象。對(duì)于腸道微生物菌群的營(yíng)養(yǎng)和生理需求，我們所掌握的知識(shí)很有限，僅限于了解可以在實(shí)驗(yàn)室條件下輕易培養(yǎng)的那些菌種。在分子技術(shù)得到運(yùn)用之前，這些結(jié)果掩蓋了雞腸道微生物菌群的真實(shí)組成及其行為這些分子技術(shù)包括聚合酶鏈?zhǔn)椒串婸olymeraseChainReaction,PCR變性梯度凝膠電泳(DenaturingGradientGelElectrophoresis,DGGE)、末端限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性(TerminalRestrictionFragmentLengthPolymor

2、phism,T-RFLP)分析、克隆和測(cè)序等方法。當(dāng)DNA測(cè)序技術(shù)變得更為廉價(jià)且耗時(shí)更少時(shí)，人們對(duì)腸道微生物菌群實(shí)際組成的研究取得了重大進(jìn)展。研究人員揭示了腸道微生物菌群(包括未經(jīng)培養(yǎng)的微生物)的真實(shí)組成，并提出了其在雞生理學(xué)中作用的新見(jiàn)解。本文我們將討論家禽腸道微生物菌群組成及其對(duì)腸道內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定以及腸道發(fā)育、分化成熟的影響。此外，我們還將介紹改變腸道微生物菌群組成會(huì)怎樣改善營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收和怎樣改變可以影響腸道功能的黏蛋白層組成。學(xué)術(shù)界在這方面已經(jīng)取得了重大研究進(jìn)展，未來(lái)的研究是要闡明腸道微生物對(duì)家禽生理的影響機(jī)制。未來(lái)家禽生產(chǎn)上的發(fā)展將包括專為獲得特定作用設(shè)計(jì)的微生物調(diào)節(jié)劑。關(guān)鍵詞：微生物菌

3、群；微生物區(qū)系；微生物組；腸道;全息生物"本內(nèi)平衡；分化；黏蛋白；益生素中圖分類號(hào)：S811.6文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C文章編號(hào)：1001-0769(2018)05-0047-031重要性"共生生命體(holobiont)”是為描述由片利共生和互利共生以及宿主相關(guān)微生物菌群組成的脊椎動(dòng)物超有機(jī)體創(chuàng)造的術(shù)語(yǔ)（Singh等，2013b;Walter等，2013宿主要發(fā)揮出其最大的遺傳潛力可能需要腸道微生物菌群之間的完美平衡，事實(shí)上似乎!個(gè)可一種脊椎動(dòng)物都可能擁有共同進(jìn)化的基因組和它的微生物組（Xu和Gordon,2003例如，腸道微生物菌群在腸道內(nèi)構(gòu)建了一個(gè)會(huì)對(duì)宿主的許多機(jī)體功能產(chǎn)生影響

4、的復(fù)雜環(huán)境。這些微生物對(duì)動(dòng)物機(jī)體的影響包括黏蛋白的降解、控制病原體的豐度和行為、調(diào)節(jié)炎癥以及刺激腸道的分化和發(fā)育，等等。在食品生產(chǎn)用動(dòng)物的生產(chǎn)中，用于操控腸道微生物菌群的策略有很多,其目的都是影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。另外，動(dòng)物抵抗人畜共患病病原體的感染和定植的能力可能會(huì)受到腸道微生物菌群的影響。增加腸道有益微生物豐度的常用方法包括使用直飼型微生物（如益生菌）和益生元添加劑，以給動(dòng)物飼喂所需要的微生物。競(jìng)爭(zhēng)排斥性產(chǎn)品和抗菌劑也被用于抑制腸道中有害微生物的豐度。由于消費(fèi)者希望獲得更多來(lái)源的"健康”的肉類、家禽和蛋類，生產(chǎn)者對(duì)有效應(yīng)用此類方法的興趣正在增加?，F(xiàn)有的文獻(xiàn)證明人們對(duì)與宿主相關(guān)的

5、微生物生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的研究正大幅增加（圖11從實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中獲得的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)將能夠使我們最大限度地提高家禽的產(chǎn)量和動(dòng)物的健康水平。將分子工具W傳統(tǒng)培養(yǎng)技術(shù)結(jié)合起來(lái)以研究腸道生態(tài)系統(tǒng)，使我們能夠揭示影響全息生物功能的相互作用。2腸道微生物菌群組成雞腸道內(nèi)微生物菌群的組成不是一成不變的，而是表現(xiàn)出隨家禽年齡的變化會(huì)出現(xiàn)短暫變化的現(xiàn)象，并且不同腸道區(qū)域的微生物菌群組成會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的空間差異的特性（Pedros。等,2012在家禽的生命早期，其腸道微生物的組成似乎更容易受到宿主因素（如年齡和品種因素）的影響（Lumpkins等，2010）,而日糧等外部因素的影響相對(duì)較弱。了解這些差異對(duì)設(shè)計(jì)能夠降低病原體影

6、響并提高生產(chǎn)效率的策略可能很重要。3腸道微生物菌群組成的暫時(shí)變化3.1 出雛前階段種蛋的蛋殼已進(jìn)化成為能夠抵御微生物入侵的一道壁壘（Gast和Holt,2000然而，保護(hù)蛋殼的角質(zhì)層可能會(huì)被降解，這會(huì)導(dǎo)致微生物穿透蛋殼侵入到種蛋內(nèi)部（Cook,2003X從管理的角度來(lái)看，這種情況可能會(huì)發(fā)生于種蛋剛產(chǎn)出后、處于產(chǎn)蛋箱時(shí)、用傳送帶輸送時(shí)或處于集蛋平臺(tái)上時(shí)。因此，微生物依然可能會(huì)以不同于其在哺孚勵(lì)物中的方式從母雞垂直傳播給雛雞。致病微生物如沙門氏菌、大腸桿菌、支原體和彎曲桿菌都可以在家禽中進(jìn)行垂直傳播（Doyle和Erickson,2006;Methner等,1995;Okamura等，2007對(duì)沙

7、門氏菌和支原體進(jìn)行的研究表明細(xì)菌可以存在于家禽的卵巢內(nèi)，于是有人認(rèn)為有益微生物也可以發(fā)生垂直傳播的假設(shè)似乎也是合理的。我們通過(guò)解剖母雞的生殖道可以發(fā)現(xiàn)，胚胎很可能在蛋殼形成之前就已接觸了微生物。在胚胎發(fā)育過(guò)程中，微生物很有可能已在胚胎的腸道內(nèi)定植了，特別是當(dāng)胚胎開始攝取羊水時(shí)。另外,如果微生物出現(xiàn)在卵黃囊中,那么它們可能在胚胎發(fā)育過(guò)程中，在卵黃囊回縮入腸道后被帶入體內(nèi)。胚胎感染細(xì)菌不一定是致命的，事實(shí)上在篩選致病菌株時(shí)就是用微生物對(duì)雞胚進(jìn)行攻毒（Maurer等，2002有報(bào)道稱，在家禽胚胎中發(fā)現(xiàn)了活的細(xì)菌，不過(guò)分子檢測(cè)已證實(shí)這些微生物的多樣性很低，這表明它們是家禽腸道中的早期菌群（Pedros

8、o等，2006,2008人們?cè)谂咛ブ袡z測(cè)到與梭菌屬、丙酸桿菌屬和乳酸桿菌屬相關(guān)的菌種，這表明這些微生物可能是從由母雞垂直傳播給雛雞的，即使在商品化生產(chǎn)條件下這種情況也會(huì)發(fā)生。3.2 育雛期雛雞出雛后會(huì)立即接觸周圍環(huán)境中的微生物。商用種蛋孵化器是雛雞污染微生物的一個(gè)源頭，這使得它們?cè)诤锌赡懿痪哂泄采?yīng)的微生物的環(huán)境中出雅（Cason等，1994;Cox等，1991X雛雞的進(jìn)食和飲水也會(huì)導(dǎo)致更多的微生物被快速地?cái)z入體內(nèi)。事實(shí)上，抓捕、運(yùn)輸和接種疫苗的過(guò)程均有助于商業(yè)化生產(chǎn)條件下的家禽的腸道微生物菌群發(fā)生變化。在維雞被運(yùn)送至家禽養(yǎng)殖場(chǎng)的那一刻，其腸道中已有了一個(gè)有明顯結(jié)構(gòu)特性的微生物菌群（Ped

9、roso等，2005腸道微生物菌群的這種構(gòu)建形成十分迅速，并且幼齡雛雞腸道中的菌種在育成期結(jié)束時(shí)可能仍然存在（Yin等，20101因此，這會(huì)提出一個(gè)特別嚴(yán)峻的問(wèn)題，即雛雞腸道中早期定植的菌群（如沙門氏菌和彎曲桿菌）在食品安全上是否也具有十分重要的意義。許多研究表明食源性病原體最容易在雛雞出雛后的第1周在雛雞腸道中定植成功（Nurmi等，1992;Wagner,2006）,因?yàn)榇藭r(shí)雛雞腸道環(huán)境正處于迅速變化之中，內(nèi)部的微生物菌群缺乏多樣性且極不穩(wěn)定。在采用厚墊料的家禽養(yǎng)殖場(chǎng)，雛雞將暴露于高度多樣化的環(huán)境中，這會(huì)大大增加雛雞腸道內(nèi)對(duì)簡(jiǎn)單，且與小腸中的微生微生物菌種的數(shù)量。在此期間，幼齡雛雞盲腸微生

10、物菌群組同物菌群組成常相似（Lu等，2003）,這表明腸道尚未在空間環(huán)境上形成各種間隔。在3日齡時(shí)，雛雞的回腸微生物菌群大部分是周圍環(huán)境中的細(xì)菌（Lu等，2003）,特別是當(dāng)推雞采用厚墊料飼養(yǎng)時(shí)（Cressman等，2010）;然而，7日齡雛雞的回腸黏膜微生物以乳酸桿菌為主，其次為未分類的毛螺菌和腸球菌（Cressman等，201012周齡后，雛雞的盲腸和小腸微生物發(fā)育成有明顯差異的菌群。這可能要?dú)w功于腸道空間環(huán)境的成熟，包括pH、氣體（02、C02和H2表面活性劑、滲透壓、底物和細(xì)菌代謝物如短鏈脂肪酸（ShortChainFattyAcids,SCFA）的差異。3.3 生長(zhǎng)期現(xiàn)有的許多報(bào)道都

11、揭示了生長(zhǎng)期雞回腸微生物菌群的組成（Cressman等,2010;Czerwinski等,2012;Lin等，2013;Lu等,2003;Pissavin等,2012;Sun等，2013;Zhao等，2013例如Nakphichit等（2011）發(fā)現(xiàn)，在生長(zhǎng)期雛雞的小腸中，乳酸桿菌的含量最豐富，自21日齡開始至42日齡，乳酸桿菌的多樣性不斷增加。21日齡時(shí)，唾液孚用菌、約氏乳桿菌、羅伊氏孚府菌、口乳桿菌和卷曲孚用菌出現(xiàn)在雛雞小腸中。3周后,格氏乳桿菌、L.equi.唾液乳桿菌、脆弱乳桿菌、鳥乳桿菌、約氏乳桿菌和羅伊氏乳桿菌大量出現(xiàn)在小腸中。這些研究表明，雖然學(xué)府菌是小腸微生物菌群的主導(dǎo)細(xì)菌，但隨著家禽年齡的增長(zhǎng)，一系列菌種和菌株會(huì)出現(xiàn)在腸道中。相反，使用傳統(tǒng)培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn)了一個(gè)由鏈球菌、