牦牛瘤胃微生物抗生素抗性基因对3种外源性刺激因子的响应

通过给牦牛投喂硫酸头孢喹肟(CEF)、盐酸二氟沙星(DIF)和黄曲霉毒素B1(AFB1),并进行瘤胃微生物宏基因组测序,旨在揭示这3种外源性刺激因子对抗生素抗性基因(ARGs)种类、抗性类型、抗性机制等的影响,对于深入研究微生物抗性组特征和抗性机制具有重要价值。选取15头牦牛,随机分5组。Cef组和Dif组分别根据说明书推荐剂量按体重计算、灌服CEF 1 mg·kg^-1和DIF 1 mL·kg^-1;E1组和E2组分别按采食量投喂AFB120、60μg·kg^-1;C组为对照组。处理7 d后,采集瘤胃液,提取DNA,Illumina HiSeq测序,对reads counts进行标准化得到TPM值,并进行方差分析。结果显示,对照组共获得132种ARGs,分属30种抗性类型,其中,四环素类tetQ和tetW基因丰度较高;Cef组tetW基因丰度增加(P<0.05),Dif组tetQ丰度增加(P<0.05);Cef组四环素类和头孢菌素类抗性基因丰度增加(P<0.05),Dif组四环素类和氨基香豆素类抗性基因丰度增加(P<0.05),E1组氨基香豆素和青霉烯类抗性基因丰度增加(P<0.05),E2组青霉烯类、头孢菌素类等9类抗性基因丰度均增多(P<0.05);Dif组Erm基因23S核糖体RNA甲基转移酶丰度增加(P<0.05),E2组中ATP结合盒超家族等3种抗性机制相关基因的丰度增加(P<0.05);3种因子均显著增加四环素类ARGs宿主的种类。结论:瘤胃是蕴含丰富ARGs的储藏库,其中,四环素类抗生素抗性基因tetQ和tetW是主要的ARGs。不仅CEF和DIF使部分ARGs的种类、抗性类型以及耐药机制相关酶等的丰度升高,增加瘤胃微生物的耐药性,而且AFB1也具有类似作用,且高剂量AFB1对抗性类型的影响范围较抗生素大。这3种因子还导致携带四环素类ARGs宿主微生物的种类数量增加,从而强化横向转移机制,加快ARGs传播,增强微生物对四环素类的耐药性。     

基于电学参数的贺兰山东麓赤霞珠葡萄酒子产区判别

本研究以宁夏贺兰山东麓5个子产区(银川、青铜峡、红寺堡、石嘴山和农垦产区)自然发酵的赤霞珠干红葡萄酒为研究对象,测定其基本理化指标和电学特性,分析不同产区葡萄酒间电学特性的差异,筛选出区分不同产区葡萄酒的特征频率和有效电学参数,初步探索基于电学特性识别宁夏贺兰山东麓不同子产区葡萄酒的能力,以期为简捷快速有效识别产区葡萄酒提供新方法。结果表明,宁夏贺兰山东麓5个子产区的葡萄酒理化指标间存在显著性差异,农垦产区的葡萄酒可滴定酸含量最高,而还原糖含量最低;银川产区的葡萄酒挥发酸含量最低,石嘴山产区的葡萄酒酒精度最高。通过相关性分析、方差分析和多重比较,筛选出电压2 V下,区分不同产区葡萄酒的电学特性特征频率为0.1 kHz,有效电学参数为Z、L_p、X、C_p和Q。主成分分析和判别分析均显示,利用葡萄酒电学参数能够明显区分贺兰山东麓5个子产区,采用Fisher-判别分析建立的预测模型,其回代检测和交叉验证正确率均为100%。因此,利用葡萄酒电学特性识别产区具有可行性。     

舍饲牦牛瘤胃液微量元素与挥发性脂肪酸(VFA)含量测定及相关分析

采集16头舍饲牦牛瘤胃液,分析其中Fe、Cu、Zn、Mn等9种微量元素和挥发性脂肪酸(VFA)含量,同时分析微量元素间及其与瘤胃液VFA间的相关性。结果表明,牦牛瘤胃液中Fe、Mo的含量相对较低,Cu、Mn、Se的含量在适宜范围内,Zn的含量相对较高。Fe与Zn、Mn、Se、Sr呈正相关(P0.01或P0.05);Zn与Cu、Mn、Se、Sr呈正相关(P0.01或P0.05);Mn与Sr呈正相关(P0.01)。牦牛瘤胃液中乙酸浓度较低,丁酸浓度较高。Mn与总VFA、乙酸、戊酸呈正相关(P0.01或P0.05),Si与戊酸呈负相关(P0.05)。结论:牦牛瘤胃液中Fe、Mo、Zn的含量不在适宜范围内,存在健康隐患;Fe与Zn、Mn、Se、Sr,Zn与Cu、Mn、Se、Sr,Mn与Sr具有同源性;乙酸、丁酸的含量不在适宜范围内,瘤胃微生物的发酵可能因此受到抑制;较高的Mn和Sr含量可能促进VFA的合成,而较高的Si含量可能降低戊酸的合成。     

头孢喹肟(CEF)影响牦牛瘤胃微生态的宏基因组学分析

为了探讨头孢喹肟(CEF)对牦牛瘤胃微生态的影响,试验将牦牛分为处理组和对照组,处理组静脉注射CEF 1 mg/kg(按体重),对照组未做抗生素处理。采集各组瘤胃液,通过生物信息学分析软件考查CEF对瘤胃菌群多样性及碳水化合物酶类(CAZy)功能的影响。结果表明:CEF可降低拟杆菌门(Bacteroidetes)丰度,在属水平上CEF对普雷沃氏菌属(Prevotella)和拟杆菌属(Bacteroides)具有抑制作用;CEF对CAZy中糖苷水解酶(GH)、糖基转移酶(GT)、碳水化合物结合模块(CBM)等9类功能酶均产生影响,干扰碳水化合物代谢;牦牛瘤胃微生物中降解植物纤维素主要的CAZy是GH和GT家族。说明CEF可改变瘤胃细菌多样性,影响CAZy功能,使瘤胃微生态失衡。     

宏基因组学揭示二氟沙星对牦牛瘤胃微生态及CAZy谱影响

反刍动物瘤胃微生物结构和功能关系到生态系统正常的物质循环、能量流动。为了探讨抗生素对瘤胃微生态的影响,揭示抗生素对反刍动物瘤胃微生物影响的规律,以牦牛为研究对象,进行二氟沙星(DIF)处理,采集瘤胃液,提取DNA,采用宏基因组学方法分析DIF对瘤胃微生物组成及碳水化合物酶类(CAZy)的影响。结果显示,拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)等相对丰度下降,而厚壁菌门(Firmicutes)、广古菌门(Euryarchaeota)等增加。普雷沃菌属(Prevotella)、拟杆菌属(Bacteroides)等相对丰度下降,而金黄杆菌属(Chryseobacterium)、链球菌属(Streptococcus)等增加;CAZy酶类中,CBM17、CBM25等丰度上调(P0.01或P0.05);GH53、CE8、CE13、CBM21、CBM26及对接蛋白(dockerin)等下调(P0.01或P0.05)。结论:DIF影响瘤胃微生物结构,并不同程度改变各优势门、属的相对丰度,抑制部分有益菌的作用;改变CAZy酶中部分家族基因丰度,影响瘤胃微生物对淀粉及果胶的降解作用,降低瘤胃微生物降解植物纤维素的效率。     

宏基因组学揭示AFB1对牦牛瘤胃微生物多样性及CAZy谱影响

采用宏基因组学方法探讨黄曲霉毒素B1(AFB1)对牦牛瘤胃微生物多样性及碳水化合物酶类(CAZy)功能谱的影响。试验设E1、E2两个试验组和对照组C,日粮中添加AFB1量分别为20μg·kg^-1、60μg·kg^-1和0。采集瘤胃液,提取DNA,进行宏基因组分析。结果表明,AFB1降低拟杆菌门及厚壁菌门的丰度,在属水平上较高水平的AFB1对普雷沃氏菌具有抑制作用。牦牛瘤胃中降解植物纤维素主要的CAZy是糖苷水解酶(GH)和糖基转移酶(GT)。AFB1对CAZy中6类酶以及3种纤维小体构成组分均产生影响,且高水平影响更大。研究揭示,AFB1降低瘤胃细菌多样性,影响CAZy功能。研究结果有利于探讨AFB1影响反刍动物瘤胃微生态的机制,为饲料安全使用及牦牛健康养殖和产品安全生产提供参考。     

AFB1与吸附剂对牦牛瘤胃发酵性能的影响

探讨黄曲霉毒素B1(AFB1)和吸附剂对牦牛瘤胃发酵性能影响。采用2因素4水平完全正交试验,饲料中添加4个水平AFB1为20、40、60μg·kg-1、对照组,不同吸附剂处理:蒙脱石(MMT)50 g·头-1·d-1、酵母细胞壁提取物(YCW)50 g·头-1·d-1、MMT 25 g·头-1·d-1+YCW 25 g·头-1·d-1、对照组,测定瘤胃液p H、氨氮(NH3-H)、挥发性脂肪酸(VFA)等14个发酵指标及Fe、Cu、Mn等5种微量元素含量。结果表明,AFB1可降低牦牛瘤胃液p H、NH3-H、总VFA、乙酸、丙酸、戊酸浓度、微晶纤维素酶、纤维二糖酶、木聚糖酶活性、Fe、Cu、Mn、Zn、Se含量(P0.01或P0.05),乙丙比升高(P0.01或P0.05)。3种吸附剂处理均不同程度降低乙丙比,提高总VFA、乙酸、丙酸、丁酸及微生物蛋白(MCP)浓度、羧甲基纤维素酶活性,效应顺序为ⅡⅢⅠ,但仅YCW作用具有统计学意义(P0.01或P0.05)。AFB1对牦牛瘤胃发酵具有抑制作用,浓度越高作用越大;随AFB1浓度增高,瘤胃液微量元素含量降低(P0.01或P0.05),可能存在吸附作用;3种吸附剂处理均可抑制AFB1对牦牛瘤胃微生物毒性,其中YCW效果较优。研究结果将为进一步探讨AFB1影响瘤胃发酵性能相关研究提供参考,为反刍动物饲料安全和吸附剂应用奠定基础。