论文题目：
Grazing and Supplementation of Dietary Yeast Probiotics Shape the Gut Microbiota and Improve the Immunity of Black Fattening Goats (Capra hircus)
期刊：
Frontiers in Microbiology
研究背景
食物来源是肠道微生物组成和功能最有效的调节因素之一，肠道微生物菌群也会影响营养物质的吸收、代谢和储存，并对宿主的生理表现出潜在的深远影响，本研究旨在探讨不同饲喂方式对黑山羊生长特性、肠道微生物菌群和免疫力的影响。此外，使用PacBio单分子实时(SMRT)测序在种水平上识别了重要的肠道微生物，并对其在不同摄食模式下与多个免疫指标的相关性展开了深入讨论。
实验设计
样本情况：
将30只健康黑山羊分为3组：放牧组，舍饲组和舍饲加益生菌组，益生菌的主要活性成分包括酿酒酵母和甘露聚糖。经过2周的适应期后，进行生长性能试验，并分三次采集血液和粪便样本。血液通过elisa检测IgA、IgG、IgM、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-10，粪便样本通过PacBio三代测序仪进行16S rRNA全长测序。
主要结果
1.生长性能与免疫指标
随着饲喂时间的延长，在相同的饲喂方式下，山羊的体重、身高、体长和胸围均有显著的上升趋势(P<0.05)。PG组山羊的体重和胸围分别在53天和100天显著低于BF组(P<0.05)，而BF+P组山羊的生长指标与BF组无显著差异(P>0.05)。通过双向重复测量的综合分析，随着饲养时间的延长，IgA、IgG和IgM显著增加(P<0.05)，而TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-10在BF+P组(P<0.05)中呈下降趋势。PG组和BF+P组在第100天的IgA和IgG浓度最高(P<0.05)。
2.α多样性指数分析
分析粪便样品多个α多样性指数，PG组在各时间点的ACE、Chao1和Shannon-Wiener指数都显著高于其他组(P<0.05)，PG和BF组在不同时间点均无显著变化，而BF+P组有显著增加趋势(P<0.05)。
A：ACE指数 B:Chao1指数 C:香农指数 D：辛普森指数
3.不同分类学水平下的微生物物种组成分析
如下图所示，在门水平上，所有样品中厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidetes)分别是最主要的两个门，占总序列的70%以上。随着取食时间的增加，厚壁菌门呈增加趋势，而变形菌门呈下降趋势。BF+P组在第100天，厚壁菌门的相对丰度最高。所有粪便样本共鉴定出28个相对丰度超过0.1%的科。瘤胃球菌科(Ruminococcaceae)、毛螺菌科(Lachnospiraceae)和拟杆菌科(Bacteroidaceae)最为丰富。PG组在第100天Ruminococcaceae相对丰度最高(P<0.05)，而BF+P组在第100天Lachnospiraceae相对丰度最高(P<0.05)。在种水平上，共鉴定出13个丰度超过0.1%的物种，BF+P组在第0天大肠杆菌（Escherichia coli）的相对丰度最高，但随着益生菌的摄入E. coli丰度显著降低。PG组在第0天的嗜黏蛋白阿克曼菌（Akkermansia muciniphila）丰度最高(P<0.05)。瘤胃球菌（Ruminococcus flavefaciens）在各时间点均出现。在进食后期，R. flavefaciens在各组中占据相同的位置。
4. 细菌与免疫指数的相关性研究
在种水平上，粪便微生物群与免疫指标之间存在显著的相关性。A. muciniphila与IgG（0.176）、IgM（0.173）、IgA（0.223）、IL-10（0.211）呈显著正相关（P<0.05）。琥珀酸纤维杆菌（Fibrobacter succinogenes）、大肠梭状芽孢杆菌（Clostridium colinum)和R. flflavefaciens与IgA、IgM和IL-10呈显著正相关(P<0.05)。另一方面，E. coli与IgM（−0.203）、IgA（−0.199）和IL-10（−0.252）之间存在显著的负相关关系(P<0.05)。球拟杆菌(Bacteroides caccae)、卵形拟杆菌(Bacteroides ovatus)、丁酸梭菌(Clostridium butyricum)和远副拟杆菌(Parabacteroides distasonis)与IgG、IgM、IgA、IgA、IL-10呈显著负相关(P<0.05)。
结 论
饮食方式可以改变黑山羊的肠道微生物群结构。BF处理有利于山羊的生长性能，而PB和BF+P处理可通过正向调节A.muciniphila和R.flavefaciens等有益肠道菌群的增殖来提高山羊的免疫力。这些结果表明，BF每天添加5g益生菌有增强黑山羊生长和免疫的潜力。
文章链接：
DOI: 10.3389/fmicb.2021.666837
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