高产细菌素益生芽孢杆菌LFB112调控鸡肉品质的分子机理研究

The healthy developments of broiler poultry industry are facing three big problems: 1) prolonged overuse of antibiotics is harmful to food safety and increases in bacterial resistance, 2) the rapid growth of broiler conflicted with the declined meat quality and flavor, 3) the major consumer demands of meat safety and delicious unable to be satisfied. The project intends to build 3 assumptions, including ANGPTL4, FIAF and GPR41/43, which will use molecular biology, microbial genomics and transcriptomics research methods. By sterilized oil co-cultured with LFB112 in vitro, we can identify the production capacity of fatty acids and metabolism pathways of LFB112; Through different treatments of broilers feeding LFB112, we can construct the connection pathways from the LFB112 to the microflora, SCFA, mucosal cells and sensing molecules in intestinal, then to blood, muscle, live and adipose tissue, and finally clarify the molecular mechanism to regulate the broiler meat quality or flavor. The results could provide new concepts, technologies and methods to regulate meat quality and flavor as well as special probiotics, fat metabolism or improve the utilization rate of feed energy, and be abundant theory of probiotics to regulate nutrition.

针对肉禽产业健康发展面临的三大问题：1)长期过度使用抗生素危害食品安全和致细菌耐药性增加、2)肉鸡快速生长与肉品质和风味下降的矛盾、3）不能满足消费者对肉类“安全又好吃”的需求。本项目拟建立ANGPTL4、FIAF和GPR41/43 3个假设途径，运用分子生物学、微生物组学和转录组学等手段，通过除菌油脂与LBF112共培养的体外试验，阐明LFB112产生各种脂肪酸的能力和在转录水平上的脂肪酸代谢途径；通过LFB112饲喂肉仔鸡试验，构建从LFB112到肠道微生物、肠道短链脂肪酸、肠粘膜细胞、粘膜感应分子，再到血液、肌肉、肝脏、脂肪组织的脂肪代谢活性分子的联络通路，最终阐明LFB12调控鸡肉品质和风味的分子机理。其成果为益生菌调控肌肉品质和风味、专效调控菌剂及肉仔鸡脂肪代谢或改善饲料能量利用效率，提供公用的新思路、新技术和新方法，丰富益生菌调控营养理论。

针对肉禽产业健康发展面临的三大问题：1)长期过度使用抗生素危害食品安全和致细菌耐药性增加、2)肉鸡快速生长与肉品质和风味下降的矛盾、3）不能满足消费者对肉类“安全又好吃”的需求。本项目首先通过芽孢杆菌LFB112及其代谢产物饲喂肉仔鸡开展体内试验，验证芽孢杆菌LFB112提高肉仔鸡的生产性能和胴体产量，提高免疫性能和抗氧化功能，改善肠道健康；芽孢杆菌LFB112及其代谢产物可显著提高鸡肉中14种单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸和功能性脂肪酸含量，增加肌内脂肪、肌苷酸和风味氨基酸含量，改善肉品质。通过肝脏和肠道转录组分析，芽孢杆菌LFB112及其代谢产物可通过PPAR信号通路调控脂肪酸的合成与分解代谢，促进脂肪酸的转运，促进脂肪沉积。总体益生效果而言，芽孢杆菌LFB112全菌粉（芽孢态菌体+代谢产物）的综合调控效果最强。其次通过油脂对芽孢杆菌 LFB112 脂肪代谢基因诱导表达试验，发现芽孢杆菌LFB112代谢产生的短链脂肪酸主要是乙酸；芽孢杆菌LFB112能够利用外源油脂通过FASⅡ型脂肪酸生物合成途径合成不饱和脂肪酸。最后通过芽孢杆菌LFB112与肠上皮细胞体外共培养试验，验证芽孢杆菌LFB112可通过短链脂肪酸提高脂肪酸受体FFAR2、FFAR3的表达，促进IPEC-J2细胞分泌GLP-1、PYY等胃肠激素，调控细胞中参与脂肪酸吸收和转运相关基因的表达量，进而促进脂肪酸的吸收；芽孢杆菌LFB112能够刺激Caco-2细胞内MTTP、FABP-2蛋白的表达，促进细胞吸收的脂肪酸形成脂滴储存。本项目研究成果构建了从芽孢杆菌LFB112及其代谢产物SCFAs到肠粘膜细胞感应分子，再到血液、肌肉、肝脏、肌内脂肪代谢分子联络通路，系统阐明了芽孢杆菌LFB112调控鸡肉品质和风味的分子机理，是揭示益生菌作用机理研究方法的新突破。