DOI: https://doi.org/10.1186/s40168-024-02021-6
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39930537
تاريخ النشر: 2025-02-10
المؤلف: Qiyao Liu وآخرون
الموضوع الرئيسي: تغذية الحيوان وعلم وظائف الأعضاء
نظرة عامة
تبحث الدراسة في العلاقة بين وفرة Lactobacillus في الأمعاء الدقيقة وأداء النمو في الدجاج، كاشفة أن انخفاض Lactobacillus يرتبط بتقليل النمو مع تقدم عمر الدجاج. على وجه التحديد، أظهرت تسلسل جين 16S rRNA أن الدجاج ذو الوزن العالي أظهر مستويات Lactobacillus في الصائم أعلى بشكل ملحوظ مقارنة بنظرائه ذوي الوزن المنخفض عبر سلالتين. كانت هذه الوفرة مرتبطة إيجابياً بأوزان الجسم والعضلات، وتم ملاحظة انخفاض ملحوظ في Lactobacillus مع تقدم العمر، متزامناً مع انخفاض في متوسط الزيادة اليومية.
استكشفت الدراسة أيضاً آثار زراعة الميكروبات البرازية المبكرة (FMT) من دجاج متبرع صحي على أداء النمو. أشارت النتائج إلى أن FMT حسنت بشكل كبير مقاييس النمو في أعمار مختلفة، حتى بعد توقف العلاج، وكبحت بفعالية الانخفاض المرتبط بالعمر في وفرة Lactobacillus. بالإضافة إلى ذلك، كانت FMT مرتبطة بزيادة أعداد خلايا الجوبلت وخلايا بانث، وزيادة التعبير عن الجينات المتعلقة بالنمو (GH، GHR، IGF-1) في الكبد والعضلات. بشكل عام، تشير النتائج إلى أن FMT المبكر يمكن أن يحافظ على مستويات أعلى من Lactobacillus في الصائم، مما يعزز النمو الصحي ويدعم مسار إشارة GH/IGF-1، مما يبرز إمكانيته كاستراتيجية لتعزيز أداء نمو الدجاج.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على أهمية معدلات نمو الدجاج كعامل رئيسي في الجدوى الاقتصادية، مع التأكيد على التأثيرات المتعددة على النمو، بما في ذلك الوراثة والتغذية والبيئة والمرض. على الرغم من التقدم في الإدارة الوراثية والإنتاج التي تسارعت بها معدلات النمو، فإن الاتجاه الشائع هو الزيادة الأولية في متوسط الزيادة اليومية تليها انخفاض في مراحل النمو اللاحقة، خاصة في الدجاج الذي لديه فترات نمو ممتدة. يُعزى هذا الانخفاض إلى عوامل مثل اختلال ميكروبات الأمعاء، الذي يقلل من البكتيريا المفيدة مثل Lactobacillus ويعزز الميكروبات المسببة للأمراض، مما يؤدي في النهاية إلى التهاب مزمن في الأمعاء وضعف امتصاص العناصر الغذائية، وبالتالي تقليل أداء النمو.
تطرح الورقة أن الحفاظ على وفرة Lactobacillus في أمعاء الدجاج أمر حاسم لتحسين النمو، حيث يلعب دوراً في تنظيم الالتهاب ودعم صحة الأمعاء. ومن الجدير بالذكر أن وفرة Lactobacillus تميل إلى الانخفاض مع تقدم العمر، مما قد يؤثر سلباً على النمو. يقترح المؤلفون أن زراعة الميكروبات البرازية (FMT) قد تكون استراتيجية قابلة للتطبيق لتعزيز مستويات Lactobacillus وبالتالي أداء النمو في الدجاج. تهدف الدراسة إلى التحقيق في العلاقة بين وفرة Lactobacillus في الصائم وأداء النمو عبر سلالات وأعمار مختلفة من الدجاج، بالإضافة إلى تقييم فعالية FMT في تعزيز مستويات Lactobacillus في الكتاكيت الصغيرة لتحسين نتائج النمو بشكل عام.
الطرق
يستعرض قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يوضح المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية، معدات، وعينات بيولوجية، بالإضافة إلى مصادرها وطرق تحضيرها. كما يصف القسم المنهجيات المطبقة لجمع البيانات وتحليلها، مما يضمن إمكانية تكرار النتائج.
تُبرز التقنيات والبروتوكولات الرئيسية، بما في ذلك أي تحليلات إحصائية تم إجراؤها لتفسير البيانات. يؤكد القسم على الالتزام بالمعايير الأخلاقية والإرشادات ذات الصلة بالبحث، مما يضمن أن النتائج صحيحة وموثوقة. بشكل عام، يوفر هذا القسم نظرة شاملة على الإطار التجريبي الذي يدعم استنتاجات الدراسة.
النتائج
تظهر نتائج الدراسة علاقة إيجابية كبيرة بين وفرة Lactobacillus في الصائم وأداء النمو في الدجاج. باستخدام سلالتين متميزتين – دجاج الريش الأصفر ودجاج الريش الأبيض – لاحظ الباحثون أن الدجاج ذو الوزن العالي (H) أظهر أحجام وأوزان أكبر من عضلات الصدر والساق مقارنة بالدجاج ذو الوزن المنخفض (L) ضمن كلا السلالتين. على وجه التحديد، كانت أحجام وأوزان العضلات أعلى بشكل ملحوظ في الدجاج H، مما يبرز الفروق في أداء النمو.
كشف تسلسل جين 16S rRNA أن Lactobacillus كان الجنس السائد في كل من الدجاج ذو الوزن العالي والوزن المنخفض، مع وفرة نسبية أعلى بشكل ملحوظ في الدجاج ذو الوزن العالي: 85.96% مقابل 55.58% لدجاج الريش الأصفر و76.21% مقابل 31.47% لدجاج الريش الأبيض. بالإضافة إلى ذلك، أكدت تحليل الارتباط سبيرمان وجود علاقة إيجابية كبيرة (P < 0.05) بين الوفرة النسبية لـ Lactobacillus في الصائم وأداء نمو الدجاج، مما يشير إلى أن مستويات أعلى من Lactobacillus مرتبطة بمقاييس نمو محسنة في الدجاج.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على العلاقة المهمة بين الانخفاض المرتبط بالعمر في وفرة Lactobacillus في الصائم وأداء النمو في الدجاج. وجدت الدراسة أن مستويات Lactobacillus انخفضت مع تقدم العمر (30 يوماً: 74.04%; 60 يوماً: 50.80%; 120 يوماً: 34.03%)، مما يتوافق مع انخفاض متوسط الزيادة اليومية (ADG) وأوزان العضلات. أكدت تحليل الارتباط سبيرمان وجود ارتباط إيجابي بين وفرة Lactobacillus وADG (P < 0.05)، مما يشير إلى أن الحفاظ على مستويات أعلى من Lactobacillus أمر حاسم لأداء نمو مثالي في الدجاج. علاوة على ذلك، أظهرت الأبحاث أن زراعة الميكروبات البرازية المبكرة (FMT) حسنت بشكل كبير أداء النمو من خلال زيادة وفرة Lactobacillus في الصائم. أظهرت مجموعات FMT أوزان جسم وعضلات أعلى مقارنة بالمجموعات الضابطة، مع بقاء مستويات Lactobacillus مرتفعة حتى بعد توقف FMT. كان هذا الارتفاع المستمر في Lactobacillus مرتبطاً بتحسين صحة الأمعاء، كما يتضح من طول الصائم الأطول وزيادة أعداد خلايا الجوبلت وخلايا بانث. بالإضافة إلى ذلك، أثرت FMT بشكل إيجابي على التعبير عن جينات هرمون النمو (GH) وعامل النمو الشبيه بالأنسولين 1 (IGF-1)، مما يشير إلى آلية قد تعزز بها Lactobacillus النمو من خلال مسار إشارة GH/IGF-1. بشكل عام، تؤكد النتائج على إمكانيات FMT المبكر كاستراتيجية فعالة للتخفيف من الانخفاضات المرتبطة بالعمر في Lactobacillus وتعزيز أداء نمو الدجاج.
DOI: https://doi.org/10.1186/s40168-024-02021-6
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39930537
Publication Date: 2025-02-10
Author(s): Qiyao Liu et al.
Primary Topic: Animal Nutrition and Physiology
Overview
The research investigates the relationship between Lactobacillus abundance in the small intestine and growth performance in chickens, revealing that a decline in Lactobacillus correlates with reduced growth as chickens age. Specifically, 16S rRNA gene sequencing demonstrated that high body weight chickens exhibited significantly greater jejunal Lactobacillus levels compared to their lower weight counterparts across two breeds. This abundance was positively associated with body and muscle weights, and a notable decline in Lactobacillus was observed with age, paralleling a decrease in average daily gain.
The study further explored the effects of early fecal microbiota transplantation (FMT) from healthy donor chickens on growth performance. Results indicated that FMT significantly improved growth metrics at various ages, even after cessation of treatment, and effectively inhibited the age-related decline in Lactobacillus abundance. Additionally, FMT was associated with increased numbers of goblet and Paneth cells and enhanced expression of growth-related genes (GH, GHR, IGF-1) in the liver and muscles. Overall, the findings suggest that early FMT can sustain higher Lactobacillus levels in the jejunum, thereby promoting healthier growth and supporting the GH/IGF-1 signaling pathway, highlighting its potential as a strategy to enhance chicken growth performance.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the significance of chicken growth rates as a key factor in economic viability, emphasizing the multifaceted influences on growth, including genetics, nutrition, environment, and disease. Despite advancements in genetic and production management that have accelerated growth rates, a common trend is the initial increase in average daily gain followed by a decline in later growth stages, particularly in chickens with extended growth periods. This decline is attributed to factors such as gut dysbiosis, which diminishes beneficial bacteria like Lactobacillus and promotes pathogenic microbes, ultimately leading to chronic intestinal inflammation and compromised nutrient absorption, thereby reducing growth performance.
The paper posits that maintaining Lactobacillus abundance in the chicken gut is crucial for optimizing growth, as it plays a role in regulating inflammation and supporting gut health. Notably, the abundance of Lactobacillus tends to decrease with age, which may negatively impact growth. The authors propose that fecal microbiota transplantation (FMT) could be a viable strategy to enhance Lactobacillus levels and, consequently, growth performance in chickens. The study aims to investigate the relationship between jejunal Lactobacillus abundance and growth performance across different chicken breeds and ages, as well as to assess the efficacy of FMT in promoting Lactobacillus levels in young chicks to improve overall growth outcomes.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, as well as their sources and preparation methods. The section also describes the methodologies applied for data collection and analysis, ensuring reproducibility of the results.
Key techniques and protocols are highlighted, including any statistical analyses performed to interpret the data. The section emphasizes adherence to ethical standards and guidelines relevant to the research, ensuring that the findings are both valid and reliable. Overall, this section provides a comprehensive overview of the experimental framework that underpins the study’s conclusions.
Results
The results of the study demonstrate a significant positive correlation between the abundance of Lactobacillus in the jejunum and the growth performance of chickens. Utilizing two distinct breeds—yellow feather and white feather chickens—researchers observed that high body weight chickens (H) exhibited greater volumes and weights of breast and leg muscles compared to low body weight chickens (L) within both breeds. Specifically, the muscle volumes and weights were markedly higher in H chickens, underscoring the differences in growth performance.
16S rRNA gene sequencing revealed that Lactobacillus was the predominant genus in both high and low body weight chickens, with a notably higher relative abundance in high body weight chickens: 85.96% versus 55.58% for yellow feather chickens and 76.21% versus 31.47% for white feather chickens. Additionally, Spearman correlation analysis confirmed a significant positive relationship (P < 0.05) between the relative abundance of jejunal Lactobacillus and chicken growth performance, indicating that higher levels of Lactobacillus are associated with enhanced growth metrics in chickens.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the significant relationship between the age-related decline in Lactobacillus abundance in the jejunum and the growth performance of chickens. The study found that Lactobacillus levels decreased with age (30 days: 74.04%; 60 days: 50.80%; 120 days: 34.03%), correlating with reduced average daily gain (ADG) and muscle weights. Spearman correlation analysis confirmed a positive association between Lactobacillus abundance and ADG (P < 0.05), suggesting that maintaining higher levels of Lactobacillus is crucial for optimal growth performance in chickens. Furthermore, the research demonstrated that early fecal microbiota transplantation (FMT) significantly enhanced growth performance by increasing jejunal Lactobacillus abundance. The FMT groups exhibited higher body weights and muscle weights compared to controls, with Lactobacillus levels remaining elevated even after cessation of FMT. This sustained increase in Lactobacillus was linked to improved intestinal health, as evidenced by longer jejunal lengths and increased numbers of goblet and Paneth cells. Additionally, FMT positively influenced the expression of growth hormone (GH) and insulin-like growth factor 1 (IGF-1) related genes, indicating a mechanism by which Lactobacillus may promote growth through the GH/IGF-1 signaling pathway. Overall, the findings underscore the potential of early FMT as an effective strategy to mitigate age-related declines in Lactobacillus and enhance chicken growth performance.