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缩合单宁对生长中期草鱼生产性能、肠道结构和免疫功能的影响及其机制

【摘要】:本试验以生长中期草鱼为研究对象,首次研究了植物性饲料原料中常见的抗营养因子—缩合单宁(condensed tannins,CT)对草鱼生产性能和肠道健康的影响及其可能机制。本试验首先开展为期70天的生长试验,共设0、10.00、20.00、30.00、40.00和50.00 g/kg六个不同水平缩合单宁处理组,考察缩合单宁对草鱼生产性能、肠道生长发育、肠道微生物、肠道组织形态以及肠道结构完整性的影响以及作用机制。其次开展为期10天的消化试验,共设3个不同水平的缩合单宁处理组,研究缩合单宁对草鱼饲料营养物质利用率的影响。最后进行为期14天的嗜水气单胞菌攻毒试验,探讨缩合单宁对草鱼肠炎和肠道免疫功能的影响及其机制。试验结果显示:与对照组相比,饲料缩合单宁水平大于等于30 g/kg时显著降低了生长中期草鱼增重百分比和采食量等生产性能(P0.05),降低了饲料表观消化系数,抑制了肠道生长发育和降低了微生物数量,破坏了肠道组织形态,以及提高了肠炎发病率,削弱了草鱼肠道健康。饲料缩合单宁对生长中期草鱼肠道健康的破坏可能与其破坏肠道结构完整性和免疫功能有关。肠道结构相关指标结果显示,饲粮中缩合单宁:(1)增加了前、中、后肠中活性氧ROS以及氧化损伤产物MDA和PC含量(P0.05),降低了SOD、CAT、GPx、GST和GR酶活力和基因表达(除了GSTP1)(P0.05),并下调了信号分子Nrf2的mRNA水平(P0.05);(2)促进了前、中、后肠中caspase(-2、-3、-7、-8和-9)的基因表达(P0.05),以及上调了死亡受体FasL、促凋亡蛋白Bax和凋亡蛋白活化因子Apaf-1和下调了抗凋亡蛋白Bcl-2、Mcl-1和IAP的基因表达(P0.05),并上调了相关信号分子JNK和p38MAPK的mRNA水平(P0.05),激活了线粒体凋亡途径和死亡受体凋亡途径;(3)下调了前、中、后肠中ZO-1、occludin、claudin(c、f、-3c、-7a、-7b、-11、-15a和-15b)(除了中、后肠中ZO-2和三个肠段中claudin-b)和上调了claudin-12的基因表达(P0.05),并下调了信号分子MLCK的mRNA水平(P0.05)。肠道免疫相关指标结果显示,饲粮中缩合单宁:(1)降低了前、中、后肠中免疫物质LZ和ACP活力(P0.05)以及C3、C4和IgM含量(P0.05),下调了抗菌肽Hepcidin、LEAP-2A、-2B、Mucin2和β-defensin-1的基因表达(P0.05);(2)降低了前、中、后肠中抗炎因子TGF-β1、IL-4/13A、IL-10和IL-11的mRNA水平(除了IL-4/13B)(P0.05),并下调了TOR和S6K1、上调了4E-BP2(而不是4E-BP1)信号分子的基因表达以及降低了p-TOR蛋白水平(P0.05);(3)上调了前、中、后肠中促炎因子IFN-γ2、IL-1β、IL-6、IL-12p35、IL-12p40、IL-15和IL-17D(除了前肠中IL-8和三个肠段中TNF-α)的mRNA水平(P0.05),并上调了IKKα、β、γ、NF-κBp65(而不是NF-κBp52)和c-Rel、下调了IκBα信号分子的基因表达以及增加了核内NF-κBp65蛋白水平(P0.05)。综合试验结果表明:在本试验条件下,缩合单宁降低了草鱼生产性能,破坏了肠道健康,而肠道健康依赖于肠道结构完整性和免疫功能。本试验进一步研究表明,缩合单宁(1)可能通过抑制Keap1a,1b/Nrf2信号途经降低抗氧化酶的基因表达和酶活力,降低了肠道抗氧化损伤能力,激活JNK和p38MAPK信号途径加重肠道细胞凋亡,抑制MLCK信号途径破坏紧密连接结构三个方面破坏了肠道结构完整性;(2)可能通过降低先天性和获得性免疫物质的活力或表达,抑制TOR/S6K1,4E-BP2(而不是4E-BP1)信号途径下调抗炎因子表达和激活IKKα,β,γ/IκBα/NF-κBp65(而不是NF-κBp52),c-Rel信号途经上调促炎因子表达,加重肠道炎症反应,降低了肠道免疫功能。此外,基于PWG、前肠PC和肠炎发病率,首次确定了生长中期草鱼(232-890g)饲粮中缩合单宁含量分别不应超过18.63、17.04和17.36 g/kg。

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