■臧 曉 劉 釗 趙天成 吳 旻 張愛武 尹 劍 孫智禹 鞠貴春*
(1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,吉林長春 130118;2.長春市雙陽區(qū)畜牧總站,吉林長春 130600;3.吉林省養(yǎng)蜂科學(xué)研究所,吉林吉林市 132108)
近年來,我國毛皮動(dòng)物養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速,尤其是烏蘇里貉養(yǎng)殖業(yè),但隨著養(yǎng)殖規(guī)模的擴(kuò)大,病原微生物污染的概率和空間也大大提高。細(xì)菌性疾病已成為烏蘇里貉養(yǎng)殖中的主要死亡原因之一,為此養(yǎng)殖場通常使用抗生素來解決這一問題,但抗生素具有抗生素殘留、細(xì)菌耐藥性、環(huán)境污染等眾多負(fù)面影響。為了應(yīng)對(duì)抗生素濫用所導(dǎo)致的一系列問題,需要一種新的飼料添加劑應(yīng)用于烏蘇里貉養(yǎng)殖。甘露寡糖(Man?nan oligosaccharides)又稱甘露低聚糖,是酵母細(xì)胞壁中α-甘露糖蛋白濃縮形成的低聚糖[1]。自Firon[2]發(fā)現(xiàn)甘露寡糖能與致病菌結(jié)合從而阻止致病菌在腸道內(nèi)的定植之后,人們對(duì)于甘露寡糖的關(guān)注度越來越高。國內(nèi)外學(xué)者大量研究發(fā)現(xiàn),甘露寡糖作為一種不易被消化的化合物,可通過胃腸道中的微生物代謝,調(diào)節(jié)腸道微生物區(qū)系的組成和活性,從而對(duì)機(jī)體腸道產(chǎn)生積極的生物學(xué)效應(yīng)[3]。正是由于這種特性,甘露寡糖已然成為被廣泛認(rèn)為是抗生素生長促進(jìn)劑的天然替代品。
在家禽和仔豬的相關(guān)試驗(yàn)中[4-5],已證明甘露寡糖可提高機(jī)體的免疫水平。但在烏蘇里貉飼糧中添加甘露寡糖是否能增強(qiáng)其免疫能力,從而預(yù)防疾病的發(fā)生,目前還鮮有報(bào)道。為此進(jìn)行了甘露寡糖對(duì)冬毛期烏蘇里貉生長性能、營養(yǎng)物質(zhì)消化率、血清免疫指標(biāo)及血清抗氧化指標(biāo)的影響研究,以期為甘露寡糖在毛皮動(dòng)物高質(zhì)量養(yǎng)殖中的應(yīng)用提供理論和實(shí)踐依據(jù)。
1.1.1 試驗(yàn)動(dòng)物選取日齡[(120±5)d]接近、體重接近的健康雄性烏蘇里貉24只。
1.1.2 添加劑甘露寡糖:甘露寡糖含量≥99.0%,購于西安百川生物科技有限公司。
1.1.3 試驗(yàn)飼糧試驗(yàn)采用的基礎(chǔ)飼糧是由漢虹牧業(yè)有限公司配制的干粉料,各飼料配比及營養(yǎng)水平見表1。
表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))
1.2.1 試驗(yàn)分組與飼養(yǎng)管理
將烏蘇里貉隨機(jī)分為4 組,分別為對(duì)照組、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組,每組6個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)1只動(dòng)物。對(duì)照組:基礎(chǔ)飼糧;Ⅰ組:在基礎(chǔ)飼糧中添加0.5 g/kg 甘露寡糖;Ⅱ組:在基礎(chǔ)飼糧中添加1 g/kg 甘露寡糖;Ⅲ組:在基礎(chǔ)飼糧中添加2 g/kg 甘露寡糖。共進(jìn)行為期45 d的試驗(yàn)。其中前5 d為預(yù)飼期,試驗(yàn)期35 d,采樣期5 d,在最后1 d每組挑選3只進(jìn)行屠宰。試驗(yàn)期間每天07:00,18:00 各喂1 次,保證充足的飲水。每只貉單籠飼養(yǎng),定時(shí)清潔籠子。
1.2.2 樣本采集與指標(biāo)測定
1.2.2.1 樣本采集糞樣:在飼養(yǎng)試驗(yàn)第41 d 時(shí),采用全收糞法進(jìn)行消化代謝試驗(yàn),為期5 d。在每天晨飼前收集糞便,并噴灑10%的硫酸溶液進(jìn)行固氮處理。在第5 d,將每只貉所有的糞便混合均勻,稱取10%放于烘箱在65 ℃的條件下進(jìn)行烘干,粉碎,過40 目篩保存使用。另取10%鮮糞置于-80 ℃保存待用。
血樣樣本:試驗(yàn)結(jié)束后,每組隨機(jī)選取3 只烏蘇里貉處死,進(jìn)行心臟采血,所采的血液靜置離心后,保存于-20 ℃待用
組織樣本:血液樣本采集結(jié)束后,待去皮完成,取出心臟、肝臟、胰腺、脾臟和腎臟,濾紙吸干血水,進(jìn)行稱重。
1.2.2.2 指標(biāo)測定
生長性能的測定:在試驗(yàn)正式開始第1 d及試驗(yàn)結(jié)束最后1 d,晨飼前空腹秤取烏蘇里貉的重量,第1 d為始重,最后1 d為末重,計(jì)算烏蘇里貉的平均日增重。
營養(yǎng)物質(zhì)消化率的測定:干物質(zhì)的測定采用高溫干燥法(GB/T 9695.15—2008);粗灰分的測定采用茂福爐高溫灼燒法(GB/T 9695.18—2008);粗脂肪的測定采用索氏抽提法(GB/T 9695.1—2008);粗蛋白的測定采用凱氏半微量定氮法(GB/T 9695.11—2008);鈣的測定采用灰分法;磷的測定采用釩鉬酸銨顯色法;營養(yǎng)物質(zhì)消化率計(jì)算公式如下:
某養(yǎng)分的表觀消化率(%)=[(某養(yǎng)分采食量-某養(yǎng)分排出量)/某養(yǎng)分采食量]×100
生化指標(biāo)的測定:從-20 ℃冰箱中取出處理好的血清,放置4 ℃環(huán)境下解凍。生化指標(biāo)的測定均通過南京建成生物工程研究所試劑盒分析檢測。其中免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)的測定采用雙抗體夾心法,過氧化氫酶(CAT)的測定采用高錳酸鉀法,總超氧化物歧化酶(T-SOD)的測定采用氮藍(lán)四唑光化還原法。
臟器指數(shù)的測定:將所取得的心臟、肝臟、脾臟和腎臟的重量記錄,計(jì)算各臟器指數(shù):
臟器指數(shù)(%)=(器官重量/體重)×100
試驗(yàn)數(shù)據(jù)通過采用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 19.0進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA,LSD),Duncan’s 多重比較檢驗(yàn),結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”來表示,P<0.05為差異顯著。
表2 甘露寡糖對(duì)冬毛期烏蘇里貉生長性能的影響
由表2可知,試驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組烏蘇里貉末重和平均日增重及采食量與對(duì)照組相比無顯著差異(P>0.05)。
表3 甘露寡糖對(duì)冬毛期烏蘇里貉營養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響(%)
由表3可知,試驗(yàn)Ⅰ組和Ⅱ組粗蛋白消化率顯著高于對(duì)照組(P<0.05);其余各組間粗脂肪消化率、干物質(zhì)消化率和有機(jī)物質(zhì)消化率,差異均不顯著(P>0.05),但隨著飼糧中甘露寡糖水平的提高,干物質(zhì)消化率有升高的趨勢。
由表4可知,試驗(yàn)Ⅰ組和Ⅱ組IgA、IgG含量顯著高于對(duì)照組(P<0.05),其余組間差異不顯著(P>0.05);試驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組IgM 含量均顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。隨著甘露寡糖添加水平的提高,烏蘇里貉血清中免疫球蛋白含量整體呈現(xiàn)先增長后降低的趨勢。
表4 甘露寡糖對(duì)冬毛期烏蘇里貉血清免疫指標(biāo)的影響
由表5 可知,試驗(yàn)Ⅰ組過氧化氫酶活性顯著高于對(duì)照組(P<0.05),其余各組間差異不顯著(P>0.05);試驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組總超氧化物歧化酶活性均顯著高于對(duì)照組(P<0.05),其中隨著甘露寡糖添加水平的提高,整體總超氧化物歧化酶活性有隨之增高的趨勢。
表5 甘露寡糖對(duì)冬毛期烏蘇里貉血清抗氧化指標(biāo)的影響(U/mL)
由表6可知,試驗(yàn)Ⅲ組胸腺指數(shù)顯著高于對(duì)照組(P<0.05),試驗(yàn)Ⅰ組和Ⅱ組胸腺指數(shù)與對(duì)照組相比無顯著差異(P>0.05);其余各組間胰腺指數(shù)、肝臟指數(shù)、脾臟指數(shù)、腎臟指數(shù)均無顯著差異(P>0.05)。
表6 甘露寡糖對(duì)冬毛期烏蘇里貉臟器指數(shù)的影響(%)
甘露寡糖作為一種常用做飼料添加劑的功能性寡糖[6],大量研究表明其能夠促進(jìn)動(dòng)物生長[7]。武威等[8]研究表明,在肉仔雞早期飼糧中添加50 mg/kg 甘露寡糖能夠顯著提高肉仔雞采食量、體重以及飼料報(bào)酬。Hazrati 等[9]研究發(fā)現(xiàn),飼料中添加甘露寡糖的鵪鶉,其體重(1~21 d)和采食量(22~42 d)均有顯著提高。然而,Terre 等[10]研究發(fā)現(xiàn),在犢牛飼料中添加甘露寡糖雖然能夠增加犢牛的采食量,但是對(duì)其體重沒有產(chǎn)生顯著影響。同樣Cheng 等[11]研究發(fā)現(xiàn),在肉雞生長階段的飼糧中添加甘露寡糖,肉雞的日增重和飼料轉(zhuǎn)化率并未顯著提高。本試驗(yàn)結(jié)果表明:在冬毛期烏蘇里貉飼糧中添加甘露寡糖,末重和日增重與對(duì)照組相比并未出現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)上的差異,與Terre 等[10]、Cheng 等[11]研究結(jié)果基本一致,說明在本試驗(yàn)條件下甘露寡糖并不能提高冬毛期烏蘇里貉的生長性能。甘露寡糖在冬毛期烏蘇里貉的實(shí)際中應(yīng)用效果與武威等[8]、Hazrati 等[9]的研究結(jié)果并不完全一致,其原因可能如下:①烏蘇里貉在冬季進(jìn)入不完全冬眠期,采食欲望下降[12]。②由于單糖的連接方式多種多樣,這從某種程度上決定了寡糖的結(jié)構(gòu)也錯(cuò)綜復(fù)雜,因此來源不同的甘露寡糖,其結(jié)構(gòu)組成和作用效果也大不相同[13]。③不同動(dòng)物對(duì)各種營養(yǎng)成分需求不同,因此試驗(yàn)飼糧的營養(yǎng)組成比例也不同。甘露寡糖作為飼料添加劑,飼糧中營養(yǎng)成分很可能會(huì)與甘露寡糖發(fā)生相互作用[14]。
吳峰洋等[15]研究表明,在獺兔飼糧中添加甘露寡糖,能夠使干物質(zhì)和粗蛋白的消化利用率雙雙提高。張雪等[16]研究發(fā)現(xiàn),在大菱鲆幼魚的飼料中添加甘露寡糖后,其飼料系數(shù)、攝食率、粗蛋白、干物質(zhì)表觀消化率和總蛋白含量均有不同程度的提高。在毛皮動(dòng)物相關(guān)試驗(yàn)中,鞠貴春等[17]研究發(fā)現(xiàn),以甘露寡糖添加量2.5~5.0 g/kg 的飼料進(jìn)行飼喂,能夠顯著提高水貂的采食量,此外,營養(yǎng)物質(zhì)的消化率和生長發(fā)育速度也有不同程度的提高。本試驗(yàn)研究表明:在飼糧中添加0.5 g/kg 和1 g/kg 甘露寡糖可顯著提高冬毛期烏蘇里貉對(duì)粗蛋白的利用率,此外隨著甘露寡糖添加水平的提升,干物質(zhì)消化率有隨之增高的趨勢,本試驗(yàn)結(jié)果與上述研究結(jié)果基本一致。甘露寡糖能夠提高冬毛期烏蘇里貉粗蛋白消化率及有機(jī)物質(zhì)消化率的原因可能如下:①腸道是動(dòng)物重要的消化器官,健康的腸道是營養(yǎng)物質(zhì)高效消化的前提,因此健康的腸道對(duì)于動(dòng)物的生長發(fā)育至關(guān)重要[18]。甘露寡糖作為新型功能性飼料添加劑,可結(jié)合病原細(xì)菌1 型菌毛,阻斷病原細(xì)菌凝集素從而抑制病原細(xì)菌在腸道的定植,進(jìn)而為有益細(xì)菌的生長提供有利的環(huán)境[19]。Oyofo 等[20]研究也證明,與對(duì)照組相比,2.5%甘露寡糖組可顯著減少鼠傷寒沙門氏菌在腸道的定植。此外,甘露寡糖可上調(diào)MUC基因的表達(dá),分泌更多的黏蛋白,而黏蛋白可以阻止病原體對(duì)腸道上皮細(xì)胞的侵入,為腸道提供更強(qiáng)的抗病原體保護(hù),起到第一道防線的作用[21]。②小腸的腸道結(jié)構(gòu)與消化能力密切相關(guān),小腸的絨毛長度和隱窩深度的比值是評(píng)價(jià)小腸消化吸收能力的重要指標(biāo)[22]。研究證明甘露寡糖可通過增加小腸絨毛長度和表面積,降低隱窩深度,從而來改善消化率。孟巖等[23]研究證明,在肉雞飼料中添加0.3%的甘露寡糖,與對(duì)照組相比可顯著增加回腸中絨毛長度。本試驗(yàn)中,粗脂肪消化率隨甘露寡糖水平的提高呈下降趨勢。甘露寡糖對(duì)粗脂肪消化率抑制的機(jī)制可能是甘露寡糖通過調(diào)節(jié)脂肪相關(guān)基因如PPARγ、Srebp1c 的表達(dá),降低血清脂質(zhì)水平和肝臟脂質(zhì)的聚集,增加了脂肪的排出量[24]。此外甘露寡糖還可能影響烏蘇里貉脂肪酶的活性,但兩者之間的作用機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。
免疫球蛋白不僅僅是體液免疫的重要組成成分,也是機(jī)體抗感染免疫的重要物質(zhì)基礎(chǔ),免疫球蛋白含量的高低可直接反映機(jī)體免疫功能的強(qiáng)弱[25]。lgA 是存在機(jī)體內(nèi)的一種傳統(tǒng)的非炎性抗體,它是機(jī)體黏膜防御系統(tǒng)的主要成分。能夠抵抗病原微生物的入侵,抑制病毒繁殖,起到免疫屏障的作用。IgM 不僅是原發(fā)性免疫應(yīng)答的重要產(chǎn)物,也是感染免疫應(yīng)答過程中出現(xiàn)的第一個(gè)抗體亞型。IgG是動(dòng)物體內(nèi)最主要的抗體,占血清中總免疫球蛋白的75%,具有抗病毒、抗菌及免疫調(diào)節(jié)的功能[26]。在肉雞試驗(yàn)中,高林[27]發(fā)現(xiàn),在肉雞飼料中添加甘露寡糖可以顯著提高IgA、IgM 水平。同樣在豬試驗(yàn)中,Czech 等[28]發(fā)現(xiàn),在母豬日糧中添加400 mg/kg 的甘露寡糖,與對(duì)照組相比可顯著提高其初乳及其后代仔豬血清中IgG 含量。免疫球蛋白主要是由淋巴細(xì)胞分泌,根據(jù)已有研究結(jié)果表明,甘露寡糖可與免疫細(xì)胞的相關(guān)受體結(jié)合,這一過程使得免疫防御機(jī)制被激活,從而刺激細(xì)胞因子的產(chǎn)生,提高抗原遞呈細(xì)胞的遞呈能力,進(jìn)而使得機(jī)體的非特異性免疫得到增強(qiáng)。其中甘露結(jié)合蛋白作為非特異免疫的重要組成成分,甘露寡糖成功刺激肝臟之后,便可產(chǎn)生甘露結(jié)合蛋白,而作為鈣依賴性凝結(jié)素的甘露結(jié)合蛋白,能夠激活補(bǔ)體級(jí)聯(lián)酶促反應(yīng),這一過程使得機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答[29]。另外Toll 樣受體能夠識(shí)別并結(jié)合甘露寡糖,這一過程成功之后,便可形成配體-受體復(fù)合物,調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞內(nèi)與受體相關(guān)聯(lián)的信號(hào)蛋白分子的產(chǎn)生和信號(hào)通路的激活,以誘導(dǎo)細(xì)胞因子產(chǎn)生這一方式,使得機(jī)體的免疫應(yīng)答反應(yīng)啟動(dòng)[30]。本試驗(yàn)結(jié)果表明:在冬毛期烏蘇里貉的飼糧中添加不同水平的甘露寡糖都在不同程度上提高了IgA、IgG、IgM 含量,其中0.5 g/kg 和1 g/kg甘露寡糖組IgA、IgM 均顯著高于對(duì)照組,與上述結(jié)果基本一致,說明在飼糧中添加甘露寡糖能夠有效增強(qiáng)冬毛期烏蘇里貉血清中免疫球蛋白活性從而提高其免疫力。
動(dòng)物在代謝過程中以及應(yīng)激環(huán)境下均會(huì)產(chǎn)生活性氧和自由基,它們的累積會(huì)引起生物體內(nèi)細(xì)胞構(gòu)造和功能的破壞[31]。T-SOD 和CAT 是普遍存在于生物體內(nèi),在保護(hù)細(xì)胞免受氧化損傷過程中起到非常關(guān)鍵作用的抗氧化酶,它們活性的高低,可在一定程度上評(píng)價(jià)一個(gè)動(dòng)物的抗氧化能力[32]。而甘露寡糖具有天然抗氧化作用,它能夠激活抗氧化酶系統(tǒng),提高T-SOD 以及CAT 的活性,清除動(dòng)物體內(nèi)過量的自由基和活性氧,保護(hù)動(dòng)物免受氧化損傷[33]。Zheng 等[34]在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),甘露寡糖能夠提高綿羊的抗氧化能力,尤其是在1.6%的劑量下,能顯著提高T-SOD 的活性。在肉雞相關(guān)試驗(yàn)中,武威等[8]研究發(fā)現(xiàn),25、50、75 mg/kg 的甘露寡糖組與對(duì)照組相比,甘露寡糖顯著提高肉雞血清中CAT 和T-SOD 活性,總抗氧化能力亦有提高趨勢。本試驗(yàn)結(jié)果表明:甘露寡糖組CAT 活性均高于對(duì)照組,其中0.5 g/kg 甘露寡糖組顯著高于對(duì)照組,甘露寡糖組T-SOD 活性均顯著高于對(duì)照組,本試驗(yàn)結(jié)果與上述研究結(jié)果基本一致,說明在飼料中添加甘露寡糖能提高冬毛期烏蘇里貉抗氧化能力。
免疫器官是由免疫細(xì)胞構(gòu)成,其同樣也是淋巴細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞、粒細(xì)胞產(chǎn)生以及分化成熟的重要場所,這些細(xì)胞在免疫器官里,進(jìn)行增殖及免疫應(yīng)答,而胸腺作為動(dòng)物機(jī)體免疫器官的重要組成,為T細(xì)胞分化成熟提供了必要的場所,其重量是免疫功能的物質(zhì)基礎(chǔ)。一旦動(dòng)物陷入應(yīng)激狀態(tài),很可能會(huì)造成動(dòng)物胸腺萎縮,從而導(dǎo)致其免疫功能受損[35]。黃俊文等[36]研究表明,在仔豬飼料中添加甘露寡糖,可以達(dá)到促進(jìn)仔豬免疫器官生長發(fā)育的效果,與對(duì)照組相比,0.1%甘露寡糖組中胸腺和脾臟這兩組指數(shù),分別對(duì)應(yīng)增長了1.78%和17.1%。在小鼠相關(guān)試驗(yàn)中,葛淑芝等[37]發(fā)現(xiàn),與對(duì)照組相比,每天灌服80 g/L 甘露寡糖組的脾臟指數(shù)和胸腺指數(shù)均有所提高。熊阿玲等[38]在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),與對(duì)照組相比,0.9 g/kg甘露寡糖顯著提高了肉雞的法氏囊指數(shù)(21 d)和胸腺指數(shù)(42 d)。本試驗(yàn)結(jié)果表明:在飼料中添加甘露寡糖均在不同程度上提高了冬毛期烏蘇里貉的胸腺、肝臟和腎臟指數(shù),其中與對(duì)照組相比,2 g/kg 甘露寡糖組顯著提高了胸腺指數(shù),與上述結(jié)果基本一致,進(jìn)一步表明甘露寡糖確實(shí)可以提高冬毛期烏蘇里貉免疫功能。
①在飼糧中添加0.5 g/kg和1 g/kg的甘露寡糖可以顯著提高冬毛期烏蘇里貉的免疫功能和抗氧化能力。
②在飼糧中添加甘露寡糖能夠在不同程度上提高冬毛期烏蘇里貉的營養(yǎng)物質(zhì)消化率和臟器指數(shù)。