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        通過控制腸道微生物菌群組成來改善雞的健康和生產(chǎn)

        2018-05-14 11:14:23張玲清
        國外畜牧學(xué)·豬與禽 2018年12期

        張玲清

        摘? 要:飼喂和管理策略有助于減少動(dòng)物腸道中有害微生物群落的數(shù)量保持微生物菌群的正確平衡以及維持有益微生物占據(jù)壓倒性的優(yōu)勢(shì)。本文將概述改善動(dòng)物健康和生產(chǎn)性能的策略。

        關(guān)鍵詞:腸道微生物;雞;動(dòng)物健康

        中圖分類號(hào):S815 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:C 文章編號(hào):1001-0769(2018)12-0050-03

        乳酸菌(Lactic Acid Bacteria,LAB),如乳桿菌屬和鏈球菌屬中的細(xì)菌,被報(bào)道為動(dòng)物腸道中的正常菌群,它們可以發(fā)酵碳水化合物或淀粉,產(chǎn)生能降低腸道內(nèi)環(huán)境pH的乳酸,從而抑制其他細(xì)菌(包括腸道致病菌)的生長(zhǎng)。乳酸菌也有助于促進(jìn)腸黏液層的有益發(fā)育,分解多糖,以及提供能量和短鏈脂肪酸(Short-chain Fatty Acid,SCFA)。對(duì)宿主來說,SCFA是重要的營(yíng)養(yǎng)素,已知它可以刺激增加腸道可吸收表面。SCFA還能降低結(jié)腸內(nèi)環(huán)境的pH,進(jìn)而抑制膽汁的分解代謝,隨后將其轉(zhuǎn)化為次級(jí)膽汁酸。

        胃腸道中的正常菌群也可作為一種互補(bǔ)的外生源。它們可以合成維生素K以及大部分水溶性B族維生素,如生物素、葉酸、煙酸、泛酸、吡哆醇、核黃素和硫胺素等,這些物質(zhì)對(duì)提高雞的健康和生產(chǎn)性能有重要的作用。

        雞的消化道也定植著包括革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌在內(nèi)的多種致病性菌種。革蘭氏陽性菌(如產(chǎn)氣莢膜梭狀芽孢桿菌)可產(chǎn)生能夠殺死腸道細(xì)胞或擾亂細(xì)胞功能的毒素。革蘭氏陰性菌,如沙門氏菌和部分大腸桿菌,可以產(chǎn)生內(nèi)毒素,進(jìn)而引起宿主發(fā)熱以及釋放出可作用于下丘腦體溫調(diào)節(jié)中心的內(nèi)源性制熱物。它們還能產(chǎn)生影響腸道蠕動(dòng)的其他毒素,從而導(dǎo)致宿主腹瀉。發(fā)酵,尤其是消化菌群對(duì)氨基酸進(jìn)行發(fā)酵,可產(chǎn)生刺激性成分,如可引起結(jié)膜炎并進(jìn)而導(dǎo)致雞發(fā)生呼吸問題的氨。這兩種致病菌可通過引發(fā)炎癥反應(yīng)致病。當(dāng)某些微生物或它們的代謝物(腸毒素)在附著或跨越菌群/宿主屏障時(shí)就會(huì)發(fā)生炎癥反應(yīng)。

        這些問題很大部分可以通過飼喂和管理策略來避免或至少減輕,這些策略有助于減少腸道中有害微生物群的數(shù)量,保持微生物菌群的正確平衡以及維持有益微生物在腸道中占據(jù)著壓倒性優(yōu)勢(shì)。以下就是對(duì)試圖通過控制雞腸道內(nèi)微生物生態(tài)學(xué)改善其健康和生產(chǎn)性能策略的綜述。

        1? 日糧中的谷物類型

        與玉米型日糧相比,含高水平小麥或大麥的日糧可能會(huì)提高肉雞的壞死性腸炎發(fā)病率。這些谷物含有高水平的不可消化的水溶性非淀粉多糖(Non-starch Polysaccaride,NSP)。肉雞攝入高水平的可溶性NSP,可導(dǎo)致其腸道內(nèi)食糜黏度增加,降低食糜在腸道中的通過速度和營(yíng)養(yǎng)的消化率,從而增加致病菌快速定植的機(jī)會(huì)。高黏度的腸道環(huán)境會(huì)加快革蘭氏陽性球菌和腸桿菌等兼性厭氧菌的增殖,這些細(xì)菌反過來又會(huì)產(chǎn)生一個(gè)支持專性厭氧微生物(如產(chǎn)氣莢膜梭狀芽孢桿菌)生存的環(huán)境。

        2? 蛋白來源

        日糧中的動(dòng)物性蛋白成分,如魚粉或肉和骨粉等,往往會(huì)增加動(dòng)物發(fā)生壞死性腸炎的風(fēng)險(xiǎn),尤其是在飼喂過量時(shí)。這可能是因?yàn)橄鄬?duì)于大多數(shù)植物性蛋白源而言,魚粉含有較高比例的蛋氨酸和甘氨酸。長(zhǎng)期以來,人們一直認(rèn)為蛋氨酸和甘氨酸可以刺激腸道中致病微生物菌群,如產(chǎn)氣莢膜梭狀芽孢桿菌和其他病原菌的生長(zhǎng)和定植。需要注意的是,單獨(dú)增加日糧中的魚粉水平并不能保證腸道中產(chǎn)氣莢膜梭狀芽孢桿菌的增殖。也就是說,與小麥或大麥型日糧相比,玉米型日糧中的蛋白來源對(duì)腸道中致病微生物增殖的影響并不明顯。因此,我們不可能將日糧中單一的化合物與腸道微生物群落的整體變化聯(lián)系起來。

        3? 日糧纖維

        纖維通過產(chǎn)生SCFA而影響腸道微生物的組成。在對(duì)含有玉米、小麥和豆粕(含3.1%粗纖維)的日糧進(jìn)行的研究中,每克盲腸樣本僅含22 mg SCFA,當(dāng)向日糧中添加大豆殼而使纖維水平達(dá)到5.7%時(shí),每克盲腸樣本的SCFA含量達(dá)到51 mg。這種由于向日糧添加纖維源而使SCFA產(chǎn)量增加的情況與某些腸道細(xì)菌(如產(chǎn)氣莢膜梭狀芽孢桿菌)受到的抑制作用有關(guān),這反過來又會(huì)改善雞的健康和生產(chǎn)性能。

        4? 飼料添加劑

        已有研究表明,向小麥或大麥型日糧中添加木聚糖酶可顯著減少肉雞小腸中的細(xì)菌數(shù)量,尤其是產(chǎn)氣莢膜梭狀芽孢桿菌的數(shù)量。添加酶可降低小腸中食糜的黏度,增加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化以及加快食糜的排空速度,所有這些都可有效地減少腸道中微生物菌群可利用營(yíng)養(yǎng)物的數(shù)量。隨后,回腸的細(xì)菌總數(shù)減少了60%。人們還發(fā)現(xiàn),添加木聚糖酶可顯著增加盲腸中總揮發(fā)性脂肪酸(Volatile Fatty Acid,VFA)的含量,尤其是丙酸的濃度。因此,梭菌、大腸桿菌和沙門氏菌等潛在致病菌的數(shù)量減少了。盡管腸道微生物菌群組成發(fā)生了顯著的變化并且產(chǎn)氣莢膜梭狀芽孢桿菌的數(shù)量明顯減少,但單獨(dú)添加飼用酶并不能對(duì)壞死性腸炎提供徹底的保護(hù)。酶只能改變腸道內(nèi)的微環(huán)境,但不會(huì)直接影響產(chǎn)氣莢膜梭狀芽孢桿菌的生長(zhǎng)。

        5? 維生素

        維生素也會(huì)影響腸道的完整性及其相關(guān)的免疫系統(tǒng)。例如,對(duì)維生素A進(jìn)行的研究表明,維生素A缺乏的日糧與添加8 000 IU維生素A的日糧相比,前者能提高雞感染堆型艾美爾球蟲和柔嫩艾美爾球蟲后的死亡率。這一結(jié)果歸因于飼喂維生素A缺乏的日糧時(shí),雞腸上皮細(xì)胞中T輔助細(xì)胞的數(shù)量減少,而T輔助細(xì)胞負(fù)責(zé)通過分泌細(xì)胞因子和與其他免疫細(xì)胞相互作用來協(xié)調(diào)其他眾多免疫反應(yīng)。該結(jié)果可為雞死亡率提高提供線索,因?yàn)殡S著維生素A的缺乏,T輔助細(xì)胞的數(shù)量也隨之減少。

        6? 益生素

        益生素是一類短鏈碳水化合物,它們既不能被宿主水解也不能被宿主吸收,因此可供腸道中微生物菌群利用。益生素能夠刺激腸道中有益微生物的增殖和生長(zhǎng),這不僅可以減少供大腸桿菌或產(chǎn)氣莢膜梭狀芽孢桿菌等潛在病原菌利用的底物量,而且因?yàn)榘l(fā)酵程度的提高和VFA產(chǎn)量的增加可降低腸道內(nèi)環(huán)境的pH。益生素還能影響腸道黏膜的滲透性,通過阻斷結(jié)合位點(diǎn)、調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)以及生成細(xì)菌素防止條件性病原體與腸黏膜的結(jié)合。

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