鱼类肠道粘附空间类型影响乳杆菌抗病力的分子机制研究
结题报告
批准号:
31872584
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
周志刚
学科分类:
C1905.水产动物营养与饲料学
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
王安然、张凤丽、牛文静、夏锐、李由申、周波
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中文摘要
肠道粘附是鱼类饲用益生菌的优选指标之一,然而,目前对鱼类肠道粘附的认知还停留在抽象描述阶段,缺乏对肠道空间(如黏液vs黏膜)分布的考量,限制了对这一益生因素的深入理解与细分应用。本项目拟结合宏基因组、转录组、无菌鱼菌群转接等技术手段,以前期划分的乳杆菌斑马鱼肠道3大粘附空间类型为基础,依托各自代表株如黏膜粘附型鼠李糖乳杆菌GG(LGG)、混合型短乳杆菌JCM 1170及黏液型鼠李糖乳杆菌JCM 20300,在夯实乳杆菌鱼肠道粘附类型与抗病力之间的相关性基础上,筛选确定宿主应答肠道差异屏障层次及通路与敏感指标。进一步以LGG野生株及其粘附决定因子缺失突变株PB22为对象开展比较研究,结合敏感指标及差异通路与屏障层次论证分析,拟澄清鱼类肠道空间粘附类型影响乳杆菌抗病力的分子机制,以期为鱼类饲用益生菌基于肠道粘附的优选提供精准指导,为推进我国鱼类养殖减抗乃至替抗调控奠定基础。
英文摘要
Intestinal adhesion is a selection criterion for fish dietary probiotics, however, the description on intestinal adhesion of probiotics in fish has been relatively primitive , and lacks the investigation on the spatial distribution in intestine (mucus vs mucosa), which limited the understanding and potential application of this probiotic trait. In this project, aided by metagenome, transcriptome, germ-free zebrafish & microbiota transfer techniques, and based on the three adhesion types classified in previous work, the applicant proposes to clarify the correlation between different intestinal adhesion types and disease resistance of Lactobacillus in fish, and select the responsive intestinal barriers, signaling pathways and sensitive markers, by using representative strains of the three adhesion types, i.e., the mucosa type strain L. rhamnosus GG (LGG), three strains Lactobacillus, the hybrid type strain L. brevis JCM1170 (JCM1170) and the mucus type strain L. rhamnosus JCM20300 (JCM20300). Moreover, systematic comparison will be carried out in wild type LGG and the isogenic pili-deficient LGG mutant strain by testing the differentiated pathways and barriers revealed above, which will provide insights in the molecular mechanism underlying the influence of Lactobacillus adhesion types on disease resistance. Overall, the results obtained in this study will guide the selection of fish dietary probiotics based on the gut adherence property, and lay the foundation for promoting antibiotic reduction and substitution in fish farming in China.
本项目在原计划的基础上,以3 株模式乳杆菌为对象开展乳杆菌鱼类肠道粘附空间类型与抗病力之间的相关性及潜在分子机制探究。模式乳杆菌分别是包括黏膜型L. plantarum JCM1149(LP)、混合型L. brevis JCM1170(LB)和黏液型L. rhamnosus 20300(LR)。研究发现,饲喂混合黏附型乳杆菌LB浸浴保护力显著高于对照组与黏膜型乳杆菌LR(P<0.05),也高于黏液型乳杆菌LP (P>0.05)。进一步发现饲喂3株均导致斑马鱼肠道菌群结构显著改变,但是混合型LB与黏膜型LP组改变幅度大于黏液型LR组。而且黏膜型菌株JCM1149诱导肠内炎症因子和Hsp70的表达高于其他菌株。进一步利用利用L. rhamnosus GG(黏膜型)及其缺乏SpaCBA菌毛的突变体PB22(混合型)表明,PB22抗病力强于LGG, 而且这是因为LGG造成斑马鱼肠道黏膜损伤。基于上述结果,进一步发现黏膜型与黏液型乳杆菌复配饲用策略与混合型乳杆菌具有相似的抗病力。项目澄清了鱼类肠道空间粘附类型影响乳杆菌抗病力的分子机制,并为基于肠道粘附的鱼类饲用益生菌复配策略提供指导。基于项目得到的传统益生菌在鱼类养殖的上的应用风险的提示,进一步推进了鱼类土著菌及相关益生元件的开发,加快推进我国鱼类养殖减抗替抗绿色发展。
期刊论文列表
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专利列表
Dietary SWF (R) enhanced growth performance and disease resistance in hybrid sturgeon (Acipenser baerii x Acipenser schrenckii) mediated by the gut microbiota
膳食 SWF (R) 通过肠道微生物群介导增强杂交鲟(Acipenser baerii x Acipenser schrenckii)的生长性能和抗病能力
DOI:10.1016/j.aqrep.2020.100346
发表时间:2020
期刊:Aquaculture Reports
影响因子:3.7
作者:Teame Tsegay;Wu Xuexiang;Hao Qiang;Ding Qianwen;Liu Hongliang;Ran Chao;Yang Yalin;Xia Liqiu;Wei Shaojun;Zhou Zhigang;Zhang Youming;Zhang Zhen
通讯作者:Zhang Zhen
The use of zebrafish (Danio rerio) as biomedical models
使用斑马鱼(Danio rerio)作为生物医学模型
DOI:10.1093/af/vfz020
发表时间:2019-07-01
期刊:ANIMAL FRONTIERS
影响因子:3.6
作者:Teame, Tsegay;Zhang, Zhen;Zhou, Zhigang
通讯作者:Zhou, Zhigang
DOI:10.19586/j.2095-2341.2020.0049
发表时间:2020
期刊:生物技术进展
影响因子:--
作者:刘宏亮;丁倩雯;TSEGAYTeame;郝强;王安然;马德铭;冉超;杨雅麟;张震;周志刚
通讯作者:周志刚
Effects of dietary sodium acetate on food intake, weight gain, intestinal digestive enzyme activities, energy metabolism and gut microbiota in cultured fish: Zebrafish as a model
膳食醋酸钠对养殖鱼食物摄入、体重增加、肠道消化酶活性、能量代谢和肠道微生物群的影响:以斑马鱼为模型
DOI:10.1016/j.aquaculture.2020.735188
发表时间:2020
期刊:Aquaculture
影响因子:4.5
作者:Zhang Hongling;Ding Qianwen;Wang Anran;Liu Yu;Teame Tsegay;Ran Chao;Yang Yalin;He Suxu;Zhou Wenhao;Olsen Rolf Erik;Zhang Zhen;Zhou Zhigang
通讯作者:Zhou Zhigang
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核酸酶处理增强了酵母培养物对高脂饮食喂养的斑马鱼表皮粘液、肝脏脂质代谢、炎症反应和肠道微生物群的改善作用
DOI:10.1016/j.fsi.2022.11.025
发表时间:2022
期刊:Fish &amp; Shellfish Immunology
影响因子:--
作者:Yajie Zhao;Qiang Hao;Qingshuang Zhang;Yalin Yang;Chao Ran;Qiyou Xu;Chenglong Wu;Wenshu Liu;Siming Li;Zhen Zhang;Zhigang Zhou
通讯作者:Zhigang Zhou
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