槲皮素对AA肉鸡消化道菌群的作用及Toll样受体信号转导机制

Previous results in our laboratory showed that quercetin increased apparent metabolic rate of dietary protein and calcium , also decreased harmful bacteria and increased beneficial bacteria of caecum in laying hens and broilers, imroved immune via activiating NF-κB signaling pathway induced by TNFα in broilers. Therefore, we investigated the effect and mechanism whether quercetin directly and/or indirectly affects gastrointestinal flora through increasing β-defensins secretion and expression via TLRs/NF-κB signaling pathway. We will obtain new method to improving gastrointestinal micro-ecology from this study, and this result has important academic value to regulation of micro-ecology. The effect and mechanism of action whereby quercetin improving gastrointestinal micro-ecology in AA broilers will be studied using macrogenome sequuencing, quantitative PCR, western blot, ELISA, mass spectrum, etc. These results will provide important theoritcal basis for applying quercetin in feed additives with improving gastrointestinal micro-ecology, increasing nutrients availability.

本课题组前期研究表明，槲皮素可显著提高蛋鸡和肉鸡饲料蛋白质和钙表观代谢率，也可降低蛋鸡和肉鸡盲肠有害菌数量、提高有益菌数量改善盲肠微生态，还能通过激活肉鸡由TNFα诱导的NF-κB信号通路来提高免疫功能等。在上述研究基础上，进一步探讨槲皮素直接作用于AA肉鸡消化道菌群和/或通过促进消化道β-防御素分泌和表达间接影响消化道微生态，通过激活Toll样受体（TLRs）/核转录因子κB（NF-κB）信号通路，最终改善消化道微生态这一前沿问题，在采取营养调控措施改善消化道微生态环境方面获取新的有效方法，对丰富微生态环境调控的理论有很大的学术价值。本研究以AA肉鸡为动物模型，通过宏基因组测序分析、定量RT-PCR、Western blot、ELISA、质谱分析等方法探讨槲皮素对AA肉鸡消化道菌群的作用及机制，为槲皮素作为改善肠道微生态，从而提高饲料营养素利用率的饲料添加剂提供重要依据。

动物生产水平显著提高，但蛋白质饲料资源短缺且利用效率极低，规模化、集约化养殖过程中氮排放污染问题严重，制约了我国养殖业的可持续发展。研究显示，消化道菌群在家禽饲料营养素利用中起重要作用，对家禽代谢的调节作用与饲料转化率密切相关。迄今，饲料营养素利用效率低的问题一直未得到解决，主要采用饲料添加剂调控，缺引发药物残留、产生耐药性等问题，因此，研发无毒害和无残留、提高饲料营养素利用率的添加剂尤为重要。槲皮素的作用受到关注，本课题组前期研究已证实，槲皮素具有改善蛋鸡盲肠微生态环境、提高蛋鸡饲料转化率，促进蛋白质和钙利用的作用，但具体作用机制仍不清楚。. 鉴于此，本项目研究了①正常AA肉鸡不同日龄消化道菌群的种类、数量及其相互关系；②槲皮素对AA肉鸡消化道菌群多样性和不同菌群数量的影响；③槲皮素对AA肉鸡消化道禽β-防御素分泌和表达的影响；④槲皮素对AA肉鸡消化道10种鸡Toll样受体（TLR）mRNA表达的影响；⑤槲皮素是否通过调控TLRs/NF-κB信号通路改善AA肉鸡消化道微生态的平衡。. 结果表明，①AA肉鸡消化道菌群以细菌为主，相对丰度最大的是厚壁菌门，主要由鸟乳杆菌、卷曲乳杆菌、路氏乳杆菌、母鸡乳杆菌、唾液乳杆菌、果囊乳杆菌、阴道乳杆菌、口乳杆菌、北里氏乳杆菌、约氏乳杆菌、加氏乳杆菌和敏捷乳杆菌组成；②槲皮素可调节AA肉鸡消化道的微生态平衡；③槲皮素还可显著促进AA肉鸡消化道禽β-防御素的表达；④槲皮素对消化道菌群的作用机制为槲皮素既可通过调控TLR3与TLR4触发的MyD88非依赖性信号通路，也可通过调控除TLR3外其它TLRs触发的MyD88依赖性信号通路来促进消化道禽β-防御素的表达，继而维持消化道微生态平衡，从而降低AA肉鸡的死亡率。. 这些研究将结果为将槲皮素作为改善消化道微生态环境、提高饲料养分利用、减少环境污染的饲料添加剂应用于家禽养殖生产提供了重要的科学依据。