The intestinal microbiome is responsible for the fermentation of complex carbohydrates and orchestrates the immune system through gut microbiota-derived metabolites. In our previous study, we reported that supplementation of Enteromorpha polysaccharide (EP) and yeast glycoprotein (YG) in combination synergistically improved antioxidant activities, serum lipid profile, and fatty acid metabolism in chicken. However, the mechanism of action of these polysaccharides remains elusive. The present study used an integrated 16S-rRNA sequencing technology and untargeted metabolomics technique to reveal the mechanism of action of EP+YG supplementation in broiler chickens fed basal diet or diets supplemented with EP+YG (200mg/kg EP + 200mg/kg YG). The results showed that EP+YG supplementation altered the overall structure of caecal microbiota as evidenced by β diversities analysis. Besides, EP+YG supplementation changed the microbiota composition by altering the community profile at the phylum and genus levels. Furthermore, Spearman correlation analysis indicated a significant correlation between altered microbiota genera vs serum cytokine levels and microbiota genera vs volatile fatty acids production. Predicted functional analysis showed that EP+YG supplementation significantly enriched amino acid metabolism, nucleotide metabolism, glycan biosynthesis and metabolism, energy metabolism, and carbohydrate metabolism. Metabolomics analysis confirmed that EP+YG supplementation modulates a myriad of caecal metabolites by increasing some metabolites, including pyruvic acid, pyridoxine, spermidine, spermine, and dopamine, and decreasing metabolites related to lipid metabolisms such as malonic acid, oleic acid, and docosahexaenoic acid. The quantitative enrichment analysis results further showed that glycolysis/gluconeogenesis, citric acid cycle, tyrosine metabolism, glycine, serine, and threonine metabolism, and cysteine and methionine metabolism were the most important enriched pathways identified with enrichment ratio >11, whereas, fatty acid biosynthesis and biosynthesis of unsaturated fatty acids pathways were suppressed. Together, the 16S-rRNA and untargeted metabolomics results uncovered that EP+YG supplementation modulates intestinal microbiota and their metabolites, thereby influencing the important metabolism pathways, suggesting a potential feed additive.

中文翻译：

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微生物组-代谢组分析揭示了鸡的盲肠微生物群和代谢物与日粮浒苔多糖和酵母糖蛋白的组成和代谢的变化。

肠道微生物组负责复杂碳水化合物的发酵，并通过肠道微生物群衍生的代谢物协调免疫系统。在我们之前的研究中，我们报道了联合补充浒苔多糖 (EP) 和酵母糖蛋白 (YG) 可协同改善鸡的抗氧化活性、血清脂质谱和脂肪酸代谢。然而，这些多糖的作用机制仍然难以捉摸。本研究采用综合 16S-rRNA 测序技术和非靶向代谢组学技术，揭示了 EP+YG 对饲喂基础日粮或添加 EP+YG（200mg/kg EP + 200mg/kg YG）的肉鸡的作用机制。 . 结果表明，补充 EP+YG 改变了盲肠微生物群的整体结构，β 多样性分析证明了这一点。此外，补充 EP+YG 通过改变门和属水平的群落分布来改变微生物群的组成。此外，Spearman 相关性分析表明，改变的微生物群属与血清细胞因子水平和微生物群属与挥发性脂肪酸产生之间存在显着相关性。预测功能分析表明，补充 EP+YG 显着丰富了氨基酸代谢、核苷酸代谢、聚糖生物合成和代谢、能量代谢和碳水化合物代谢。代谢组学分析证实，补充 EP+YG 通过增加一些代谢物（包括丙酮酸、吡哆醇、亚精胺、精胺和多巴胺，以及减少与脂质代谢相关的代谢物，如丙二酸、油酸和二十二碳六烯酸。定量富集分析结果进一步表明，糖酵解/糖异生、柠檬酸循环、酪氨酸代谢、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢以及半胱氨酸和蛋氨酸代谢是最重要的富集途径，富集比>11，而脂肪酸生物合成和不饱和脂肪酸途径的生物合成受到抑制。总之，16S-rRNA 和非靶向代谢组学结果表明，补充 EP+YG 可调节肠道微生物群及其代谢物，从而影响重要的代谢途径，这表明它是一种潜在的饲料添加剂。减少与脂质代谢相关的代谢物，如丙二酸、油酸和二十二碳六烯酸。定量富集分析结果进一步表明，糖酵解/糖异生、柠檬酸循环、酪氨酸代谢、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢以及半胱氨酸和蛋氨酸代谢是最重要的富集途径，富集比>11，而脂肪酸生物合成和不饱和脂肪酸途径的生物合成受到抑制。总之，16S-rRNA 和非靶向代谢组学结果表明，补充 EP+YG 可调节肠道微生物群及其代谢物，从而影响重要的代谢途径，这表明它是一种潜在的饲料添加剂。减少与脂质代谢相关的代谢物，如丙二酸、油酸和二十二碳六烯酸。定量富集分析结果进一步表明，糖酵解/糖异生、柠檬酸循环、酪氨酸代谢、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢以及半胱氨酸和蛋氨酸代谢是最重要的富集途径，富集比>11，而脂肪酸生物合成和不饱和脂肪酸途径的生物合成受到抑制。总之，16S-rRNA 和非靶向代谢组学结果表明，补充 EP+YG 可调节肠道微生物群及其代谢物，从而影响重要的代谢途径，这表明它是一种潜在的饲料添加剂。定量富集分析结果进一步表明，糖酵解/糖异生、柠檬酸循环、酪氨酸代谢、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢以及半胱氨酸和蛋氨酸代谢是最重要的富集途径，富集比>11，而脂肪酸生物合成和不饱和脂肪酸途径的生物合成受到抑制。总之，16S-rRNA 和非靶向代谢组学结果表明，补充 EP+YG 可调节肠道微生物群及其代谢物，从而影响重要的代谢途径，这表明它是一种潜在的饲料添加剂。定量富集分析结果进一步表明，糖酵解/糖异生、柠檬酸循环、酪氨酸代谢、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢以及半胱氨酸和蛋氨酸代谢是最重要的富集途径，富集比>11，而脂肪酸生物合成和不饱和脂肪酸途径的生物合成受到抑制。总之，16S-rRNA 和非靶向代谢组学结果表明，补充 EP+YG 可调节肠道微生物群及其代谢物，从而影响重要的代谢途径，这表明它是一种潜在的饲料添加剂。半胱氨酸和蛋氨酸代谢是最重要的富集途径，富集比>11，而脂肪酸生物合成和不饱和脂肪酸的生物合成受到抑制。总之，16S-rRNA 和非靶向代谢组学结果表明，补充 EP+YG 可调节肠道微生物群及其代谢物，从而影响重要的代谢途径，这表明它是一种潜在的饲料添加剂。半胱氨酸和蛋氨酸代谢是最重要的富集途径，富集比>11，而脂肪酸生物合成和不饱和脂肪酸的生物合成受到抑制。总之，16S-rRNA 和非靶向代谢组学结果表明，补充 EP+YG 可调节肠道微生物群及其代谢物，从而影响重要的代谢途径，这表明它是一种潜在的饲料添加剂。