飼料中鋅的濃度和化學形態影響豬結腸微生物組的功能和抗生素抗性基因庫

2021-02-22 抗生素與抗性基因


Abstract

Despite a well-documented effect of high dietary zinc oxide on the pig intestinal microbiota composition less is it yet known about changes in microbial functional properties or the effect of organic zinc sources. Forty weaning piglets in four groups were fed diets supplemented with 40 or 110 ppm zinc as zinc oxide, 110 ppm as Zn-Lysinate, or 2500 ppm as zinc oxide. Host zinc homeostasis, intestinal zinc fractions, and ileal nutrient digestibility were determined as main nutritional and physiological factors putatively driving colon microbial ecology. Metagenomic sequencing of colon microbiota revealed only clear differences at genus level for the group receiving 2500 ppm zinc oxide. However, a clear group differentiation according to dietary zinc concentration and source was observed at species level. Functional analysis revealed significant differences in genes related to stress response, mineral, and carbohydrate metabolism. Taxonomic and functional gene differences were accompanied with clear effects in microbial metabolite concentration. Finally, a selection of certain antibiotic resistance genes by dietary zinc was observed. This study sheds further light onto the consequences of concentration and chemical form of dietary zinc on microbial ecology measures and the resistome in the porcine colon.

中文摘要

儘管飼料中高氧化鋅對豬腸道菌群組成的影響已得到充分證明，但關於微生物功能特性的變化或有機鋅源的影響尚不清楚。將四十隻斷奶仔豬分為四組飼喂，分別添加40或110 ppm的氧化鋅，110 ppm的賴氨酸鋅或2500 ppm的氧化鋅。研究認為，宿主鋅穩態、腸道鋅含量和迴腸營養物質消化率是驅動結腸微生物生態的主要營養生理因素。結腸微生物群的元基因組測序顯示，僅添加2500 ppm氧化鋅飼養豬組的菌屬水平存在的差異。但在種水平上，不同鋅含量和來源的組間差異明顯。功能分析顯示，與應激反應、礦物質和碳水化合物代謝相關的基因存在顯著差異。分類學和功能基因差異對微生物代謝物濃度具有明顯影響。最後，觀察到飼料中的鋅對某些抗生素抗性基因的選擇。這項研究進一步揭示了飼料中鋅的濃度和化學形態對豬結腸微生物生態措施和抗性的影響。

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原文連結：

https://www.nature.com/articles/s41396-020-0730-3

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