蛋鸡肠道上皮细胞外泌miRNA调控臭气排放的机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31872993
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1707.畜禽行为学与智慧养殖
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The odor pollution seriously affects the healthy development of laying hens industry. The microbes in the cecum and feces of the laying hens are the key biological factors of odor production. Our previous study found that different strains of laying hens had different NH3 and H2S emission potentials, and there was a significant difference in cecum microbe community and the metabolic pathways related to odor production in different laying hens through 16S rRNA and metabonomics. Meanwhile, some studies have found that some miRNA secreted by host intestinal epithelium can enter the host intestinal cavity and regulate the growth and metabolism of microbes in the intestinal tract. Therefore, the host miRNAs in the intestinal contents were sequenced by using two typical strains of laying hens (low odor emission strain and high odor emission), and then select miRNAs which can regulate the growth and metabolism of odor production bacteria combined with the analysis of the metagenome, metaproteome and metabolome date. Finally, Through in vitro fermentation and in vitro culture trial, to further verify the effects of previous selected miRNAs on the odor emission and odor emission related microbes in the cecum of laying hens. The innovation and value of this research: elaborating the mechanism that miRNAs lead to the different odor emission potential by regulating the intestinal microbes indifferent laying hen strains.
蛋鸡养殖过程带来臭气污染严重影响蛋鸡养殖业健康发展,蛋鸡盲肠和粪便中的微生物是臭气产生的关键生物因子。课题组前期发现,不同品种蛋鸡具有不同的氨气和硫化氢排放潜势,并通过16SrRNA和代谢组学发现盲肠微生物群落和产臭气的相关代谢通路在不同蛋鸡品种间存在明显的差异;同时有研究发现,宿主肠上皮细胞分泌的某些miRNA可进入宿主肠腔并调控肠道中微生物的生长和代谢。因此,本研究以不同品种蛋鸡(低产臭和高产臭蛋鸡)为模式动物,对蛋鸡盲肠内容物中的宿主miRNA进行测序,并通过宏基因组、宏蛋白组和代谢组的联合分析,筛选能调控产臭菌群生长和代谢的miRNA,并通过体外发酵和体外培养试验,采用PCR等技术,进一步验证筛选的miRNA对蛋鸡盲肠产臭微生物和臭气排放的影响。主要创新与意义在于:系统解析以miRNA为纽带,经影响肠道微生物导致蛋鸡臭气排放差异的内在机制,为蛋鸡产业臭气减排提供指导。

结项摘要

本项目基于不同品种蛋鸡罗曼粉和海兰灰存在硫化氢(H2S)排放量差异的现象,对其中存在的机制进行探究。本项目通过对比海兰灰与罗曼粉之间H2S排放量差异、肠道菌群结构及功能差异、蛋鸡肠道上皮细胞外泌miRNA差异后筛选出与H2S产生相关并且在两品种蛋鸡间存在显著差异的菌属、miRNA和功能基因,再验证关键miRNA干预靶向宿主菌功能基因后对H2S产生的影响,以揭示不同品种蛋鸡间H2S排放量差异的潜在机制。结果显示NH3排放量在两品种蛋鸡间显著无差异,海兰灰H2S的日均排放量显著低于罗曼粉(P<0.05)。进一步对盲肠内容物扩增子测序发现海兰灰盲肠中具有较强蛋白发酵能力的菌属,并且硫酸盐还原菌的丰度显著低于罗曼粉(P<0.05),而产丁酸菌属的丰度显著高于罗曼粉(P<0.05)。通过miRNA及宏转录组测序并分析后发现在H2S代谢通路中gga-miR-222a与蛋氨酸合成酶基因Odosp_3416和BF9343_2953之间存在靶标关系。经过上述两功能基因宿主菌丰度的对比后,选择gga-miR-222a与BF9343_2953宿主菌Bacteroides fragilis NCTC9343进行验证,结果表明gga-miR-222a能被Bacteroides fragilis NCTC 9343吸收进入胞内与其核酸结合行使调控功能,并能显著提高Bacteroides fragilis NCTC 9343在对数期的丰度,上调蛋氨酸基因BF9343_2953的表达量,提高菌液中蛋氨酸含量。Bacteroides fragilis NCTC 9343与gga-miR-222a协同降低罗曼粉蛋鸡肠道H2S排放的实质是gga-miR-222a的主要作用宿主菌为Bacteroides fragilis NCTC 9343,且gga-miR-222a 只调控了 Bacteroides fragilis NCTC 9343硫代谢途径中蛋氨酸合成酶表达量增加,从而增加了“蛋氨酸-半胱氨酸”代谢通路中硫元素向蛋氨酸方向合成的量,降低了H2S代谢生成所需化合物的合成量,使H2S产量降低。本项目为后续在需要降低硫损失、硫空气污染(以H2S形式),提高蛋氨酸合成的相关领域提供生物添加剂的技术支持。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
动物肠道中硫化氢的生理生态调控作用
  • DOI:
    10.1093/nar/gkq1359
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    家畜生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡佳昕;廖新俤
  • 通讯作者:
    廖新俤
Breed differences in the expression levels of gga-miR-222a in laying hens influenced H2S production by regulating methionine synthase genes in gut bacteria
蛋鸡 gga-miR-222a 表达水平的品种差异通过调节肠道细菌中的蛋氨酸合酶基因影响 H2S 的产生
  • DOI:
    10.21203/rs.3.rs-46836/v1
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    MICROBIOME
  • 影响因子:
    15.5
  • 作者:
    Xing Si-Cheng;Huang Chun-Bo;Wu Rui-Ting;Yang Yi-Wen;Chen Jing-Yuan;Mi Jian-Dui;Wu Yin-Bao;Wang Yan;Liao Xin-Di
  • 通讯作者:
    Liao Xin-Di
Sodium butyrate reduces ammonia production in the cecum of laying hens by regulating ammonia-producing bacteria
丁酸钠通过调节产氨细菌减少蛋鸡盲肠中氨的产生
  • DOI:
    10.1016/j.psj.2022.102241
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Poultry Science
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Shuo Liu;Jiaxin Hu;Linfei Li;Sicheng Xing;Yiwen Yang;Xindi Liao
  • 通讯作者:
    Xindi Liao
The microbiota structure in the cecum of laying hens contributes to dissimilar H2S production
蛋鸡盲肠中的微生物群结构有助于产生不同的 H2S
  • DOI:
    10.1186/s12864-019-6115-1
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    BMC Genomics
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Chun-Bo Huang;Lei Xiao;Si-Cheng Xing;Jing-Yuan Chen;Yi-Wen Yang;Yang Zhou;Wei Chen;Juan-Boo Liang;Jian-Dui Mi;Yan Wang;Yin-Bao Wu;Xin-Di Liao
  • 通讯作者:
    Xin-Di Liao

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其他文献

三种兽药及其主要代谢产物在猪粪中的排泄研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国兽医学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王小庆;郭瑞鹏;马保华;廖新俤;吴银宝
  • 通讯作者:
    吴银宝
不同加入方式下金霉素对猪场污水厌氧消化系统的影响
  • DOI:
    10.11654/jaes.2018-0555
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    农业环境科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曹俊超;王小庆;马保华;邹永德;廖新俤;庞燕玲;吴银宝
  • 通讯作者:
    吴银宝
恩诺沙星对小型模型水生态系统中底泥微生物的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    农业环境科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    汪植三;吴银宝;廖新俤
  • 通讯作者:
    廖新俤
3种兽药及其主要代谢产物在猪粪中的排泄规律
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国兽医学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭瑞鹏;马保华;廖新俤;吴银宝
  • 通讯作者:
    吴银宝
两种研究方法下泰乐菌素A在厌氧消化系统中的转化及其效应
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Environmental Progress &amp; Sustainable Energy
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王小庆;郭瑞鹏;马保华;Juanboo Liang;廖新俤;吴银宝
  • 通讯作者:
    吴银宝

其他文献

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廖新俤的其他基金

耐药基因在‘鸡粪-黑水虻-蛋鸡’食物链中的传递规律及影响机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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