急性热应激下肉鸡存活率及盲肠微生物群特征取决于体重等级

《Poultry Science》:The survival and cecal microbiota profile of broilers subjected to acute heat stress is contingent upon their body weight

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月16日 来源:Poultry Science 4.5

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  热应激(heat stress, HS)是家禽养殖中日益严峻的挑战,其由气温升高驱动,并可改变肠道及其微生物群。研究还假设体重可能与禽类耐受HS的能力密切相关。然而,目前尚缺乏明确证据表明HS暴露、体重及其对宿主微生物群短期影响的潜在交互作用。为此,本研究评估

  
热应激(heat stress, HS)是家禽养殖中日益严峻的挑战,其由气温升高驱动,并可改变肠道及其微生物群。研究还假设体重可能与禽类耐受HS的能力密切相关。然而,目前尚缺乏明确证据表明HS暴露、体重及其对宿主微生物群短期影响的潜在交互作用。为此,本研究评估了急性HS对鸡盲肠细菌群落的影响,并结合宿主体重等级(body weight class, BWC)探讨微生物群与HS抗性之间的潜在联系。共90只(每个体重等级6个重复,每重复5只)36日龄鸡按体重等级分组:低(2373.9 ± 32.1 g)、中(2681.1 ± 11.2 g)和高(3009.5 ± 36.0 g),随后分别接受急性HS(35 ± 1°C,8小时)或保持在热中性条件(CON)下。试验结束时,研究人员对其盲肠微生物群进行宏分类学分析(metataxonomic analysis)。结果显示,与高BWC组(中位存活时间:300分钟)相比,低BWC组鸡表现出更强的HS抗性(中位存活时间:359分钟)。宏分类学分析表明,与CON_Low组相比,急性HS提高了HS_Low组的均匀度指数。HS_Low组还表现出显著高于HS_High组的均匀度。相反,β多样性分析显示HS或BWC无显著影响。细菌群落以Bacillota和Bacteroidota门为主,最丰富的物种为Bacteroides fragilis、Blautia hominis和Enterococcus cecorum。HS组比CON组富集了更多微生物类群。鉴定出的生物标志物包括HS_Low组12个、HS_Med组5个、HS_High组3个,其中每组最显著的分别为Mediterraneibacter glycyrrhizinilyticus、Pseudoflavonifractor capillosus和Clostridium phoceensis。Erysipelotrichia、Erysipelotrichales和Erysipelotrichaceae的相对丰度与初始和最终体重之比呈线性降低。微生物共现网络对急性HS具有恢复力,CON组与HS组之间无结构差异。总体而言,这些发现表明BWC可作为肉鸡急性HS存活的可靠预测指标。此外,较轻鸡只表现出的较高HS抗性可能与其在HS暴露期间盲肠微生物均匀度的快速变化有关。此外,Erysipelotrichaceae可能作为肉鸡HS抗性的微生物指标,值得进一步研究。
急性热应激(heat stress, HS)是家禽养殖中由环境温度升高引发的日益严峻的挑战。鸡的冷却机制不足以应对高温时即发生HS,导致生理、生产和代谢异常。现代肉鸡因高强度选育而生长迅速,代谢产热高,热中性区产热显著增加,因而对HS尤为敏感。HS可依据时间特征分为急性、周期性和慢性三类,其中急性HS指短期(数小时至24小时)高温暴露,能快速激活下丘脑-垂体-肾上腺轴,引起应激激素骤升、肠道屏障损伤和高死亡率。胃肠道是HS的主要靶器官之一,急性HS可在数小时内改变肠黏膜结构,如绒毛高度/隐窝深度比降低、炎症细胞浸润等。近年来,“组学”技术揭示鸡肠道微生物数量庞大,且受遗传、日龄、日粮和环境因素影响。然而,关于HS如何塑造鸡肠道微生物群的研究结果并不一致,且多以周期性和慢性HS为主,缺乏急性HS相关数据。此外,体重(body weight, BW)可能与禽类耐热性相关,但体重、急性HS与宿主微生物群之间是否存在短期相互作用尚不清楚。因此,本研究旨在阐明急性HS对肉鸡盲肠微生物群的影响,并探讨不同体重等级(body weight class, BWC)与热耐受性的关系。

研究人员在韩国庆尚国立大学动物研究设施开展试验,使用90只36日龄Arbor Acres肉鸡,按体重分为低、中、高三个BWC,每个等级再分为热中性对照(CON, 21±1°C)和急性HS(35±1°C, 8小时)处理,每处理3个重复,每重复5只。试验结束后收集盲肠内容物,进行16S rRNA基因扩增子测序和宏分类学分析,并记录存活时间、体重变化和直肠温度。研究得出主要结论:低体重组肉鸡的HS抗性显著高于高体重组;急性HS主要影响盲肠微生物均匀度而非丰富度;菌群组成对HS较BWC更敏感;Erysipelotrichaceae相对丰度与体重比线性负相关,可能是HS抗性指标。这些发现提示BWC可作为预测急性HS存活率的实用指标,且较轻个体耐热性可能与其盲肠微生物均匀度的快速适应性变化有关,为理解宿主-微生物互作在热应激耐受中的作用提供了新视角。

关键的技术方法包括:1)体重等级划分:在36日龄称重并按体重排序,使用Microsoft Excel软件分为低(2373.9±32.1 g)、中(2681.1±11.2 g)和高(3009.5±36.0 g)三级,每组30只;2)急性热应激模型:将试验鸡暴露于35±1°C 8小时,对照组保持21±1°C,相对湿度均控制在50±5%;3)盲肠内容物采集:HS组在死亡确认后约10分钟内采集,对照组在试验结束时安乐死后采集;4)16S rRNA基因扩增子测序:提取盲肠内容物总DNA,扩增V3-V4区,采用Illumina HiSeq PE250平台测序,数据经Cutadapt、DADA2处理获得扩增子序列变体(amplicon sequence variant, ASV);5)生物信息学分析:通过R语言进行α/β多样性、LEfSe生物标志物、共现网络和TSS log2线性回归分析。样本队列来源于韩国Hapcheon当地孵化场购入的Arbor Acres雏鸡,饲养于庆尚国立大学动物设施。

研究结果如下。

**热应激抗性:肉鸡耐受热应激的能力由其体重等级决定。**通过Kaplan-Meier生存分析和Cox比例风险模型,低BWC组中位生存时间为359分钟,显著高于高BWC组(300分钟),且死亡风险降低68%(HR=0.32, 95% CI: 0.14–0.72)。中BWC组与高BWC组无显著差异。体重比和直肠温度均受温度显著影响,HS组体重比降低、直肠温度升高(45.7 ± 0.46°C vs 41.0 ± 0.44°C)。

**微生物多样性:短期急性热应激主要影响肉鸡盲肠微生物均匀度。**α多样性分析显示,温度与BWC在Shannon、Pielou均匀度和Inverse Simpson指数上存在显著交互作用。HS_Low组这些指数显著高于CON_Low组,且显著高于HS_High组。β多样性分析未显示HS或BWC作为主因素时的显著
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