DOI: https://doi.org/10.1186/s40104-025-01233-6
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40571924
تاريخ النشر: 2025-06-26
المؤلف: Haoran Zhao وآخرون
الموضوع الرئيسي: تغذية الحيوان وعلم وظائف الأعضاء
نظرة عامة
تقدم هذه القسم نظرة عامة على الدور الحاسم الذي تلعبه ميكروبات الأمعاء في صحة واستقلاب المضيفين، وخاصة في الدواجن التجارية. يبرز أن الاستعمار المبكر لميكروبات الأمعاء في الصيصان يتأثر بشكل أساسي بالعوامل البيئية بسبب فقسها في حاضنات معقمة، مما يخلق فرصة للتعديل خلال نافذة تطوير حاسمة. تم تقديم زراعة الميكروبات (MT) كطريقة لنقل الميكروبات من المتبرع إلى المستلم، بهدف تعزيز صحة أمعاء المستلم. بينما أظهرت MT وعدًا في تحسين جوانب مختلفة من صحة الدواجن، بما في ذلك الأداء والمناعة، تؤكد المراجعة على التحديات المرتبطة بتنفيذها، مثل اختيار المتبرع وطرق المعالجة.
في الختام، على الرغم من العقبات، تقدم MT إمكانات كبيرة لتعزيز صحة الدجاج وتعمل كنموذج قيم لأبحاث الميكروبات. يدعو المؤلفون إلى أن تركز الدراسات المستقبلية على توحيد بروتوكولات MT وتحسين طرق التسليم، مما قد لا يحسن فقط إنتاج الدواجن ولكن أيضًا يعزز فهم التفاعلات بين الميكروبات والمضيفين. يمكن أن يؤدي هذا النهج المزدوج إلى تطبيقات عملية في الزراعة وأفكار أعمق حول العمليات البيولوجية الأساسية.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه الورقة البحثية الضوء على التأسيس الفريد للميكروبات في الدجاج التجاري، والذي يتأثر بممارسات الإدارة المحددة مثل تنظيف البيض، نقص الاتصال الأبوي أثناء الفقس، والتفاعلات الأمومية المحدودة بعد الفقس. بينما قد يحدث بعض الاستعمار الميكروبي عموديًا من الدجاجات، فإن المصدر الرئيسي لميكروبات الأمعاء في الصيصان هو البيئة، مما يؤدي إلى تكوين يمكن أن يزيد من القابلية للإصابة بالعوامل الممرضة. تعتبر مرحلة الحياة المبكرة حاسمة لتطوير ميكروبات الأمعاء، والتي تعتبر ضرورية لوظيفة المناعة، وسلامة الحاجز، واستقلاب المغذيات، مما يؤثر في النهاية على النمو والصحة في الدجاج.
تم تقديم زراعة الميكروبات (MT) كاستراتيجية واعدة لتعزيز تكوين ميكروبات الأمعاء من خلال نقل ميكروبات المتبرع إلى المستلمين، وبالتالي تحسين النتائج الصحية. تشير الأدلة من الدراسات البشرية ودراسات الماشية إلى أن MT يمكن أن تعدل الميكروبات بشكل فعال وتخفف من حالات مثل التهاب الأمعاء النخري في الخنازير والتهاب الأمعاء النخري في الدواجن. تهدف الورقة إلى استكشاف تطبيقات MT في إنتاج الدواجن، مناقشة جوانب مثل اختيار المتبرع، وطرق التسليم، وآليات العمل، مع التأكيد على أهمية التنوع الميكروبي والقدرة على التكيف من أجل استعمار ناجح في أمعاء الدجاج.
طرق
تسلط قسم طرق الإدارة لنقل الميكروبات في الدواجن الضوء على تقنيات مختلفة مستخدمة لتوصيل الميكروبات إلى الصيصان. بينما تظل التغذية عن طريق الفم هي الطريقة السائدة، تم استكشاف عدة طرق بديلة. على سبيل المثال، أعد خالد وآخرون مستحضرًا من السائل المعوي تم رشه على العلف يوميًا، بينما طبق ريتشاردز-ريوس وآخرون المستحضر على البيض عدة مرات أثناء الفقس. تضمنت طرق مبتكرة أخرى استخدام دونالدسون وآخرون القطن لتطبيق المستحضر على البيض قبل الفقس، ومزج فرانكو وآخرون بين طلاء البيض ورش نشارة الخشب قبل إدخال الصيصان إلى بيئتهم.
بالإضافة إلى ذلك، تم توثيق التطبيق المباشر للمستحضر على الصيصان من قبل بوتنجر وآخرون وماركولا وآخرون. اقترح ماكي وآخرون ترك البراز على البيض كطريقة محتملة لتوصيل الميكروبات، واستكشفت دراسات أخرى استخدام مياه الشرب كوسيلة لإدارة الميكروبات. قدم لي وآخرون نهجًا جديدًا يتضمن استخدام القمامة المعاد استخدامها من نظام إنتاج دواجن تجاري محاكى، والتي تم توفيرها بعد ذلك للصيصان. تعكس هذه الطرق المتنوعة الاستكشاف المستمر لاستراتيجيات فعالة لنقل الميكروبات في الدواجن.
مناقشة
يوفر قسم المناقشة في الورقة البحثية نظرة شاملة على تكوين الميكروبات وتطورها في الجهاز الهضمي (GIT) للدجاج البالغ، مع تسليط الضوء على الخصائص الإقليمية المتميزة وتنوع أكثر من 900 نوع بكتيري موجود. تشير النتائج الرئيسية إلى أن أنواع اللاكتوباسيلس تهيمن على المحصول، والمعدة، والمعدة الحقيقية، والتي تتكيف مع البيئات الحمضية، بينما يعمل السيسم كأحد مواقع التخمر الرئيسية مع أعلى تنوع ميكروبي، يتكون بشكل أساسي من Firmicutes وBacteroidetes. تؤكد الدراسة على الطبيعة الديناميكية للاستعمار الميكروبي، الذي يبدأ خلال التطور الجنيني ويتأثر بالعوامل البيئية بعد الفقس، وخاصة دور ميكروبات قشرة البيض وبيئة الفقس في تشكيل تكوين ميكروبات الأمعاء.
بالإضافة إلى ذلك، يناقش القسم إمكانية زراعة الميكروبات (MT) كاستراتيجية لتعزيز صحة الدواجن وإنتاجيتها. يحدد السياق التاريخي لزراعة الميكروبات البرازية وتطورها إلى تطبيقات أوسع في الدواجن، حيث يمكن أن تشمل مصادر MT البراز، والمحتوى المعوي، وحتى القمامة المستخدمة. يعتبر اختيار ميكروبات المتبرع أمرًا حاسمًا، حيث أن العمر والسلالة والخصائص المحددة هي عوامل مهمة تؤثر على نجاح MT. تقترح الورقة أن التعديل الاستراتيجي لميكروبات الأمعاء خلال مراحل الحياة المبكرة يمكن أن يؤدي إلى تحسين الأداء في النمو واستجابات المناعة في الدجاج، مما يقدم MT كإجراء واعد في إنتاج الدواجن.
DOI: https://doi.org/10.1186/s40104-025-01233-6
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40571924
Publication Date: 2025-06-26
Author(s): Haoran Zhao et al.
Primary Topic: Animal Nutrition and Physiology
Overview
The section provides an overview of the critical role that gut microbiota plays in the health and metabolism of hosts, particularly in commercial poultry. It highlights that the early colonization of gut microbiota in chicks is primarily influenced by environmental factors due to their hatching in sterile incubators, which creates an opportunity for modulation during a crucial developmental window. Microbiota transplantation (MT) is introduced as a method to transfer microbiota from a donor to a recipient, aiming to enhance the recipient’s gut health. While MT has shown promise in improving various aspects of poultry health, including performance and immunity, the review emphasizes the challenges associated with its implementation, such as donor selection and processing methods.
In conclusion, despite the hurdles, MT presents significant potential for enhancing chicken health and serves as a valuable model for microbiota research. The authors advocate for future studies to focus on standardizing MT protocols and optimizing delivery methods, which could not only improve poultry production but also advance the understanding of microbiota-host interactions. This dual approach could lead to both practical applications in agriculture and deeper insights into fundamental biological processes.
Introduction
The introduction of this research paper highlights the unique establishment of microbiota in commercial chickens, which is influenced by specific management practices such as egg cleaning, lack of parental contact during incubation, and minimal maternal interactions post-hatch. While some microbial colonization may occur vertically from hens, the primary source of gut microbiota in chicks is environmental, leading to a composition that can increase susceptibility to pathogens. The early life stage is critical for gut microbiota development, which is essential for immune function, barrier integrity, and nutrient metabolism, ultimately affecting growth and health in chickens.
Microbiota transplantation (MT) is presented as a promising strategy to enhance gut microbiota composition by transferring a donor’s microbiota to recipients, thereby improving health outcomes. Evidence from both human and livestock studies indicates that MT can effectively modulate microbiota and alleviate conditions such as necrotizing enterocolitis in piglets and necrotic enteritis in poultry. The paper aims to explore the applications of MT in poultry production, discussing aspects such as donor selection, delivery methods, and the mechanisms of action, while emphasizing the importance of microbial diversity and adaptability for successful colonization in the chicken gut.
Methods
The section on methods of administration for microbiota transfer in poultry highlights various techniques employed to deliver microbiota to chicks. While oral gavage remains the predominant method, several alternative approaches have been explored. For example, Khalid et al. prepared a cecal inoculum that was sprayed onto feed daily, while Richards-Rios et al. applied the inoculum to eggs multiple times during incubation. Other innovative methods included Donaldson et al.’s use of cotton to apply the inoculum to eggs prior to hatching and Franco et al.’s combination of egg painting with spraying wood shavings before introducing chicks into their environment.
Additionally, direct application of the inoculum onto chicks has been documented by Pottenger et al. and Marcolla et al. Maki et al. suggested leaving feces on eggs as a potential microbiota delivery method, and other studies have explored using drinking water as a medium for microbiota administration. Lei et al. introduced a novel approach involving the use of reused litter from a simulated commercial poultry production system, which was then provided to chicks. These diverse methods reflect the ongoing exploration of effective strategies for microbiota transfer in poultry.
Discussion
The discussion section of the research paper provides a comprehensive overview of the microbiota composition and development in the gastrointestinal tract (GIT) of adult chickens, highlighting the distinct regional characteristics and the diversity of over 900 bacterial species present. Key findings indicate that Lactobacillus species dominate the crop, proventriculus, and gizzard, which are adapted to acidic environments, while the cecum serves as a primary fermentation site with the highest microbial diversity, predominantly comprising Firmicutes and Bacteroidetes. The study emphasizes the dynamic nature of microbial colonization, beginning during embryonic development and influenced by environmental factors post-hatching, notably the role of the eggshell microbiota and the hatching environment in shaping gut microbiota composition.
Additionally, the section discusses the potential of microbiota transplantation (MT) as a strategy to enhance poultry health and productivity. It outlines the historical context of fecal microbiota transplantation and its evolution into broader applications in poultry, where sources for MT can include feces, intestinal content, and even used litter. The selection of donor microbiota is critical, with age, breed, and specific traits being significant factors influencing the success of MT. The paper suggests that strategic modulation of gut microbiota during early life stages can lead to improved growth performance and immune responses in chickens, thereby presenting MT as a promising intervention in poultry production.