日粮纤维水平对二花脸猪肠道通透性和结肠细胞增殖与凋亡基因表达的影响开题报告

 2023-02-19 12:39:07

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

一、本课题的意义、国内外研究概况、应用前景等

我国不仅是养猪大国也是猪肉消费大国,生猪存栏量、出栏量以及猪肉产量均居世界第一。在养猪成本中,玉米、豆粕等主要饲料原料占了很大比重。近年来,饲料资源逐渐匮乏,随着玉米、大豆等主要粮食作物进口量的不断增加,寻求适宜原料替代品从而降低养殖成本迫在眉睫[1]。麸皮是由小麦加工后的副产物,由小部分胚乳、种皮、胚等组成,价格相对低廉,产量丰富,其日粮纤维含量较高[2],在猪饲养中的应用具有一定局限性。但是近年来,科学家发现日粮纤维能够显著影响肠道微生物的组成和功能,调节肠道内环境,从而维持猪肠道屏障功能和微生物区系稳定[4]。因此,研究日粮纤维对肠道健康的影响具有重要意义。

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2. 研究的基本内容和问题

二、研究目标:

将二花脸猪随机分为三个日粮麸皮替代水平组,通过研究其肠道通透性以及结肠细胞增殖和凋亡基因表达情况,以找出最有利于二花脸猪肠道健康的麸皮替代水平。

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3. 研究的方法与方案

五、研究方法和实验方案:

1.试验动物:本试验选择择约 38.25±0.89 kg二花脸育肥阉公猪作为试验动物,共15头。

2.试验日粮:本试验基础日粮配制参考中国《猪饲养标准(NY/T 65-2004)》肉脂型生长肥育猪标准制定,委托安佑生物科技集团股份有限公司生产。各组日粮间除纤维水平不同外,其他代谢能、粗蛋白、粗脂肪、总磷、总钙、赖氨酸、蛋氨酸 胱氨酸等均保持同一水平。所有日粮纤维、粗蛋白、粗脂肪等指标含量均按照中华人民共和国国家标准饲料分析法进行分析。日粮配方及营养水平具体信息见表1。

表1日粮配方及营养水平

基础日粮

7%麸皮替代基础日粮

14%麸皮替代基础日粮

原料

玉米

70.00

65.10

60.20

豆粕

18.00

16.74

15.48

麸皮

7.50

13.98

20.45

石粉

0.25

0.23

0.22

小苏打

0.25

0.23

0.22

预混料

4.00

3.72

3.44

组分

代谢能

ME(kcal/kg)

3129

3063

2997

粗蛋白

CP (%)

10.10

15.13

15.17

中性洗涤纤维

NDF (%)

11.77

13.61

15.45

总钙

Ca (%)

0.65

0.62

0.58

总磷

P (%)

0.48

0.51

0.54

赖氨酸

Lysine (%)

0.80

0.79

0.77

蛋氨酸 胱氨酸

Methionine Cystine (%)

0.53

0.53

0.53

组分

中性洗涤纤维

NDF (%)

12.84

14.43

15.84

酸性洗涤纤维

ADF (%)

5.13

5.70

6.27

粗纤维

CF (%)

3.60

3.86

4.22

粗蛋白

CP (%)

17.42

17.47

17.54

粗脂肪

EE (%)

6.80

6.81

6.77

总日粮纤维

TDF (%)

13.65

15.66

16.90

可溶性膳食纤维

SDF (%)

0.42

0.66

1.10

不可溶性膳食纤维

IDF (%)

14.00

16.32

17.99

3.试验分组和日粮管理

每个品种猪随机分为3个处理组,每组5个重复,使用奥饲本全自动生产性能测定系统进行饲喂,每头猪都能独立获取体重、采食量等信息,因此每头猪分别被认定为1个重复,试验期间所有猪只自由采食和饮水。试验预试期10 d,所有猪饲喂基础日粮;正试期28 d,3个处理组分别饲喂不同处理日粮。中性洗涤纤维水平分别为12.84%、14.43%、15.84%。

4.试验方案

1)采样

采用奥斯本FIRE种猪生产性能测定系统收集每天每头猪的体重、采食量数据,并计算猪只平均日采食量、平均日增重、料重比。该数据已用于曹旸师姐硕士毕业论文,本文并不涉及。

在28 d正试期后,颈静脉采集血液,4℃下3000 g离心10 min,小心吸取血清至1.5 mL离心管。将血清样品储存在-80℃备用,用于分析内毒素、DAO和D-乳酸。所有试验猪只按照应激最小化原则电击致晕、放血后,流水线上打开腹腔,取出完整胃肠道,分离出大肠。在结肠中部截取约4 cm肠段,用生理盐水浸泡去除内容物,用无菌载玻片刮取肠道黏膜,装至2 mL高压灭菌过的冻存管中。将结肠黏膜样品迅速放入液氮中保存,实验室-80℃保存,用于肠道细胞增殖、凋亡基因表达的定量分析。

2)指标测定及方法

(1)肠道通透性血清学检测 使用南京建成生物工程研究所ELISA 试剂盒检测血清中内毒素、DAO和D-乳酸的含量,操作步骤参照产品说明书,使用ELISA Calc 软

件制作标准曲线,并计算样品中内毒素、DAO和D-乳酸的含量。

(2)结肠细胞增殖、凋亡基因表达量测定

①黏膜样品中RNA的提取(TRIZOL法)

a.用无菌处理过的镊子取适量肠黏膜样品至2 mL加厚高压灭菌离心管中,放入两粒处理过的瓷珠,加入1000μLTrizol,放入组织研磨仪中1800 rpm剧烈震荡2 min。

b.静置5 min后加入200 μL氯仿,离心管在漩涡振荡器上混匀20 s,静置2 min后4℃,12000 rpm离心10 min。

c.吸取500 μL上清到1.5 mL离心管中,加入500 μL -20℃预冷的异丙醇,离心管在漩涡振荡器上混匀20 s,静置10 min后 4℃,12000 rpm离心10 min。

d.取出离心管可见管底RNA白色沉淀,小心弃去上清,加入1000 μL-20℃预冷的75%乙醇(使用DEPC水配制),轻轻吹打洗涤沉淀, 4℃,10000 rpm 离心 5 min。

e.小心弃去上清,再用预冷的75%乙醇洗涤一次,4℃,10000 rpm 离心 5 min。

f.小心弃去上清,将离心管在通风橱中风干20 min,待乙醇全部挥发后加入50 μL DEPC(Rnase-free)水溶解RNA。

g.用微量分光光度计尽快测定RNA浓度及纯度,1%琼脂糖凝胶电泳测定RNA完整性,之后于 -80℃储存。

h.以上步骤全部在冰上进行。

②符合质量要求的RNA利用反转录试剂盒(Vazyme,南京)反转录为cDNA。

a. 在RNase-free离心管中配制如下混合液:

RNase-free ddH2O

16 μl

4 × gDNA wiper Mix

4 μl

模板RNA

Total RNA: 1 pg - 1 μg

用移液器轻轻吹打混匀。42℃反应 2 min。

b.在第1步的反应管中直接加入5 × HiScript III qRT SuperMix用移液器轻轻吹打混匀。

c. PCR仪上37℃反应15 min,然后 85℃反应5 sec。

2)指标测定及方法

(1)肠道通透性血清学检测 使用南京建成生物工程研究所ELISA 试剂盒检测血清中内毒素、DAO和D-乳酸的含量,操作步骤参照产品说明书,使用ELISA Calc 软

件制作标准曲线,并计算样品中内毒素、DAO和D-乳酸的含量。

(2)结肠细胞增殖、凋亡基因表达量测定

①黏膜样品中RNA的提取(TRIZOL法)

a.用无菌处理过的镊子取适量肠黏膜样品至2 mL加厚高压灭菌离心管中,放入两粒处理过的瓷珠,加入1000μLTrizol,放入组织研磨仪中1800 rpm剧烈震荡2 min。

b.静置5 min后加入200 μL氯仿,离心管在漩涡振荡器上混匀20 s,静置2 min后4℃,12000 rpm离心10 min。

c.吸取500 μL上清到1.5 mL离心管中,加入500 μL -20℃预冷的异丙醇,离心管在漩涡振荡器上混匀20 s,静置10 min后 4℃,12000 rpm离心10 min。

d.取出离心管可见管底RNA白色沉淀,小心弃去上清,加入1000 μL-20℃预冷的75%乙醇(使用DEPC水配制),轻轻吹打洗涤沉淀, 4℃,10000 rpm 离心 5 min。

e.小心弃去上清,再用预冷的75%乙醇洗涤一次,4℃,10000 rpm 离心 5 min。

f.小心弃去上清,将离心管在通风橱中风干20 min,待乙醇全部挥发后加入50 μL DEPC(Rnase-free)水溶解RNA。

g.用微量分光光度计尽快测定RNA浓度及纯度,1%琼脂糖凝胶电泳测定RNA完整性,之后于 -80℃储存。

h.以上步骤全部在冰上进行。

②符合质量要求的RNA利用反转录试剂盒(Vazyme,南京)反转录为cDNA。

a. 在RNase-free离心管中配制如下混合液:

RNase-free ddH2O

16 μl

4 × gDNA wiper Mix

4 μl

模板RNA

Total RNA: 1 pg - 1 μg

用移液器轻轻吹打混匀。42℃反应 2 min。

b.在第1步的反应管中直接加入5 × HiScript III qRT SuperMix用移液器轻轻吹打混匀。

c. PCR仪上37℃反应15 min,然后 85℃反应5 sec。

③利用实时荧光定量PCR仪器进行定量分析

使用20μL体系(Vazyme,南京),体系内各成分如下:EvaGreen2XqPCRMasterMix10 μL,上下引物各0.6 μL,双蒸水6.8μL,DNA模板2 μL,每个样品重复三次。其中引物序列信息见表2。

表2结肠细胞凋亡与增殖基因引物序列信息

目标

引物序列

参考文献

GAPDH

Forward

GTCGGAGTGAACGGATTTGG

[1]

Reverse

CAATGTCCACTTTGCCAGAGTTAA

Bcl-2L1

Forward

TGAATCAGAAGCGGAAACCC

[2]

Reverse

GCTCTAGGTGGTCATTCAGGTAAC

Caspase3

Forward

ACACGCCATGTCATCTTCAGTCC

[2]

Reverse

TTCATAATTCAGGCCTGCCGAG

参考文献:

[1] Xun W, Shi L, Zhou H, et al. Effects of curcumin on growth performance, jejunal mucosal membrane integrity, morphology and immune status in weaned piglets challenged with enterotoxigenic Escherichia coli [J]. Int Immunopharmacol, 2015, 27(1): 46-52.

[2] Zhou X, Zhang Y, Wu X, et al. Effects of Dietary Serine Supplementation on Intestinal Integrity, Inflammation and Oxidative Status in Early-Weaned Piglets[J]. Cell Physiol B iochem, 2018, 48(3): 993-1002.

5.试验路线

4. 研究创新点

六、特色或创新之处

(1)目前对二花脸猪在不同纤维水平日粮下的肠道屏障以及肠道健康的影响尚不完全清晰,本试验就这一方向进行研究,可以为探究二花脸猪合理的麸皮添加水平提供一定的理论依据。

(2)本论文采用麸皮替代部分日粮进行二花脸猪饲养试验,在充分开拓本土饲料资源的同时,节省生产成本,为二花脸猪品种推广以及为低价日粮配方的制定提供理论指导。

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5. 研究计划与进展

七、研究计划及预期进展

选题时间:2019年6月

综述时间:2019年7月

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