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        發(fā)酵中藥制劑對肉雞生產(chǎn)性能、免疫功能、腸道形態(tài)及盲腸菌群影響的研究

        2022-01-10 05:29:32崔衛(wèi)濤況世昌許青榮肖運才李自力周祖濤
        湖北農(nóng)業(yè)科學 2021年24期
        關鍵詞:影響

        王 丹,崔衛(wèi)濤,王 純,況世昌,許青榮,肖運才,李自力,周祖濤

        (華中農(nóng)業(yè)大學動物醫(yī)學院/湖北省預防獸醫(yī)學重點實驗室/生物發(fā)酵制劑湖北省工程研究中心,武漢 430070)

        抗生素自1950年開始被應用于畜禽養(yǎng)殖業(yè),在一定時期和程度上對全球畜牧業(yè)的發(fā)展作出了卓越貢獻。然而由于抗生素的不規(guī)范使用導致的危害日益凸顯,如耐藥菌株增加、畜禽腸道正常菌群紊亂、動物免疫力下降以及畜禽產(chǎn)品抗生素殘留等[1]。因此,在畜牧業(yè)生產(chǎn)中,尋找無副作用、促生長效果良好的綠色無公害的抗生素替代品是必然趨勢。

        中草藥是中國5 000多年歷史的傳承,中草藥飼料添加劑具有純天然、無抗藥性、較低或無毒副作用等優(yōu)點。中藥含有多糖、生物堿、有機酸、苷類等有效成分,可促進動物生長發(fā)育、提高免疫力,同時對動物腸道微生物菌群和胃腸道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響[2]。然而中草藥使用也存在一定的限制:使用劑量大、性味苦澀和有效成分利用率較低,因此衍生出益生菌發(fā)酵中藥制劑。研究表明,中草藥經(jīng)微生物發(fā)酵后,其有效成分提高,藥效增強,毒副作用降低,口感改善[3]。因此,本試驗采用益生菌發(fā)酵中藥制劑(黃芪、杜仲、五味子、訶子),將其添加于肉雞的飼糧中,評價對肉雞生產(chǎn)性能、血清抗氧化指標、免疫器官指數(shù)、免疫因子、黏膜sIgA水平、腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)和腸道菌群的影響,為益生菌發(fā)酵中藥制劑替代肉雞日糧中抗生素的可行性提供技術(shù)依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        益生菌發(fā)酵中藥制劑:經(jīng)薄層色譜鑒定為合格的發(fā)酵中藥制劑,主要成分為黃芪、杜仲、五味子和訶子,由湖北華大瑞爾科技有限公司提供;15%金霉素購自金河生物科技股份有限公司。

        1.2 試驗動物與試驗設計

        288只1日齡AA肉雞,隨機分為3個組,每組8個重復,每個重復12只雞,公母各半。基礎日糧為玉米豆粕型日糧,參照NRC(1994)營養(yǎng)需要配制。對照組飼喂基礎日糧,抗生素組飼喂含有50 g/t金霉素的基礎日糧,發(fā)酵中藥制劑組飼喂添加3 kg/t益生菌發(fā)酵中藥制劑的基礎日糧。試驗周期為42 d,按照肉雞飼喂標準進行管理。

        1.3 指標測定及方法

        1.3.1 生長性能指標測定 試驗期間,每天記錄各組采食量和雞群數(shù)量;在試驗第1天和第42天8:00分別對各組雞群空腹稱重,計算各組平均體重、平均日增重、平均日釆食量和料肉比。平均體重(g)=稱重總重量/稱重只數(shù);平均日增重(g)=(末重-初重)/試驗天數(shù);料肉比=總耗料(kg)/出欄雞總重量(kg)。1.3.2 血清指標測定 試驗第42天時,每組隨機抽取9只雞,翅下靜脈采血3 mL,將促凝管血樣傾斜置于冰上2 h,待血液凝固血清析出后,3 000 r/min離心5 min,去除雜質(zhì)取上清液,于-80℃保存。血清抗氧化指標:總超氧化物歧化酶(T-SOD)、丙二醛(MDA)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)按試劑盒說明書方法檢測,試劑盒購自南京建成生物科技有限公司。血清細胞因子與內(nèi)毒素:內(nèi)毒素(EDT)、IL-1β、IL-6、IL-10按試劑盒說明書上的方法檢測,試劑盒購自上海酶聯(lián)生物科技有限公司。

        1.3.3 免疫器官指數(shù)檢測 試驗第42天時,每組隨機抽取9只雞,稱取每只采樣雞空腹活體重量后頸部靜脈放血處死。依次摘取胸腺、脾臟、法氏囊,用吸水紙吸取血漬,剝離表面結(jié)締組織和脂肪后稱鮮重,計算免疫器官指數(shù):免疫器官指數(shù)(g/kg)=免疫器官重(g)/宰前活重(kg)。

        1.3.4 腸道形態(tài)檢測 從盲腸和回腸中段小心切取約2 cm長的組織樣品,石蠟包埋切片后進行蘇木素-伊紅(HE)染色封片,使用日本Nikon 80i生物光學顯微鏡并結(jié)合NIS-Elements高清晰度彩色圖文分析系統(tǒng)進行測量、觀察和取圖。每組各腸道選取6張切片測定絨毛髙度(VH)和隱窩深度(CD),并計算絨毛高度與隱窩深度的比值(VH/CD)。

        1.3.5 黏膜sIgA檢測 石蠟切片脫蠟后,置于檸檬酸抗原修復緩沖液(pH 6.0)進行抗原修復,放入3%過氧化氫溶液用于阻斷內(nèi)源性過氧化物酶,3%BSA均勻覆蓋組織封閉。封閉后加一抗羊抗雞IgA抗體,4℃反應過夜。切片稍甩干后滴加與二抗HRP標記兔抗羊IgG抗體反應,室溫孵育50 min。DAB顯色,復染細胞核,脫水封片,顯微鏡鏡檢,圖像采集分析。

        1.3.6 盲腸菌群檢測 取固定位置和長度的盲腸,置于50 mL滅菌離心管中保存,于無菌超凈臺中稱取腸道內(nèi)容物,每組采集的糞便樣品混合。糞便樣品使用OMAGE E.Z.N.A.Bacterial DNA試劑盒提取細菌總基因組DNA。用SYBR Green I Real-time PCR檢測法檢測盲腸內(nèi)容物中乳酸桿菌、沙門氏菌和普氏糞桿菌的含量,具體方法參考Walter等[4]、張敬平等[5]和蔣曼等[6]。每個樣品3個重復,根據(jù)標準曲線計算定量結(jié)果。

        1.3.7 數(shù)據(jù)處理 試驗數(shù)據(jù)通過Excel 2013軟件進行處理,并采用SPSS 19.0軟件進行統(tǒng)計分析,利用ANOVA、LSD進行差異顯著性檢驗和Duncan多重比較,試驗結(jié)果以平均值±標準差(Mean±SD)表示。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 發(fā)酵中藥制劑對肉雞生長性能的影響

        發(fā)酵中藥制劑對肉雞生產(chǎn)性能的影響結(jié)果見表1。由表1可知,在試驗階段,抗生素組、發(fā)酵中藥制劑組肉雞的出欄均重顯著高于對照組(P<0.05),發(fā)酵中藥制劑組出欄均重比抗生素組提高了4.51%。發(fā)酵中藥制劑組平均日增重比對照組和抗生素組顯著提高了8.19%和4.61%(P<0.05)。在平均日采食量方面,各組差異不顯著。與對照組相比,發(fā)酵中藥制劑組的料肉比降低0.17(P<0.05),與抗生素組相比,發(fā)酵中藥制劑組料肉比降低0.02(P>0.05)。

        表1 發(fā)酵中藥制劑對肉雞生產(chǎn)性能的影響

        2.2 發(fā)酵中藥制劑對肉雞血清抗氧化指標的影響

        發(fā)酵中藥制劑對肉雞血清抗氧化指標的影響結(jié)果見表2。由表2可知,發(fā)酵中藥制劑組總超氧化物歧化酶的含量高于對照組和抗生素組,但差異不顯著;丙二醛含量比對照組、抗生素組分別顯著降低32.22%(P<0.05)、45.63%(P<0.05)。發(fā)酵中藥制劑組谷胱甘肽過氧化物酶較對照組顯著提高9.77%(P<0.05),與抗生素組相比差異不顯著。

        表2 發(fā)酵中藥制劑對肉雞血清抗氧化指標的影響

        2.3 發(fā)酵中藥制劑對肉雞免疫功能的影響

        2.3.1 發(fā)酵中藥制劑對肉雞免疫器官的影響 發(fā)酵中藥制劑對肉雞免疫器官的影響結(jié)果見表3。發(fā)酵中藥制劑組脾臟指數(shù)比對照組、抗生素組分別提高了22.92%(P>0.05)、9.26%(P>0.05)。法氏囊指數(shù)上,發(fā)酵中藥制劑組法氏囊指數(shù)最高,但差異不顯著(P>0.05)。抗生素組、發(fā)酵中藥制劑組的胸腺指數(shù)顯著比對照組提高了10.18%、78.44%(P<0.05),發(fā)酵中藥制劑組比抗生素組提高了61.96%(P<0.05)。結(jié)果表明,肉雞日糧中添加發(fā)酵中藥制劑可以顯著提高胸腺指數(shù),增加肉雞免疫器官比重,增強肉雞免疫功能。

        表3 發(fā)酵中藥制劑對肉雞免疫器官的影響

        2.3.2 發(fā)酵中藥制劑對肉雞血清細胞因子和內(nèi)毒素的影響 發(fā)酵中藥制劑對肉雞血清細胞因子和內(nèi)毒素的影響結(jié)果見表4。由表4可知,發(fā)酵中藥制劑組IL-1β含量較對照組、抗生素組降低34.40%(P<0.05)、28.73%(P<0.05);發(fā)酵中藥制劑組IL-6含量最高,比對照組、抗生素組提高了132.61%(P<0.05)、117.63%(P<0.05)。發(fā)酵中藥制劑組IL-10含量比對照組、抗生素組提高67.88%(P<0.05)、36.85%(P>0.05);發(fā)酵中藥制劑組EDT含量較對照組、抗生素組降低了48.28%(P<0.05)、23.36%(P>0.05)。結(jié)果表明,在肉雞日糧中添加發(fā)酵中藥制劑可降低IL-Iβ、EDT含量同時,提高IL-6、IL-10的含量。

        表4 發(fā)酵中藥制劑對免疫細胞因子的影響

        2.3.3 發(fā)酵中藥制劑對肉雞腸道黏膜sIgA的影響發(fā)酵中藥制劑對肉雞腸道黏膜sIgA的影響結(jié)果見圖1。由圖1可知,發(fā)酵中藥制劑組回腸黏膜sIgA比對照組的提高了44.2%(P<0.05),比抗生素組的提高了43.4%(P<0.05);發(fā)酵中藥制劑組盲腸黏膜sIgA比對照組的提高了66.9%(P<0.05),比抗生素組的提高了65.5%(P<0.05)。

        圖1 發(fā)酵中藥制劑對肉雞腸道黏膜sIgA的影響

        2.4 發(fā)酵中藥制劑對肉雞腸道結(jié)構(gòu)的影響

        發(fā)酵中藥制劑對肉雞腸道結(jié)構(gòu)的影響結(jié)果見表5。由表5可知,抗生素組、發(fā)酵中藥制劑組回腸VH/VD比對照組分別提高了100.72%(P<0.01)、156.94%(P<0.01),發(fā)酵中藥制劑組比抗生素組提高了28.00%(P<0.01);抗生素組、發(fā)酵中藥制劑組盲腸VH/VD比對照組分別提高了25.32%(P<0.05)、66.06%(P<0.05),發(fā)酵中藥制劑組比抗生素組提高了32.50%(P<0.05)。結(jié)果表明,在肉雞日糧中添加發(fā)酵中藥制劑可以顯著提高盲腸以及回腸的絨毛高度,降低隱窩深度數(shù)值,提高VH/CD的比值。

        表5 發(fā)酵中藥制劑對肉雞腸道結(jié)構(gòu)的影響

        2.5 發(fā)酵中藥制劑對肉雞盲腸菌群的影響

        將乳酸桿菌、沙門氏菌和普氏糞桿菌的質(zhì)粒標準品進行熒光定量PCR擴增,構(gòu)建標準曲線(圖2)。乳酸桿菌的標準曲線回歸方程為y=-3.479 7x+49.346,R2為0.992 6;沙門氏菌的標準曲線回歸方程為y=-1.899 4x+40.92,R2為0.992 3;普氏糞桿菌的標準曲線回歸方程為y=-3.380 4x+50.819,R2為0.993 7。結(jié)果表明,線性關系好,符合試驗要求,可用于后續(xù)定量分析。

        圖2 乳酸桿菌、沙門氏菌標曲和普氏糞桿菌的標準曲線

        發(fā)酵中藥制劑對肉雞盲腸內(nèi)容物菌群影響結(jié)果見表6。發(fā)酵中藥制劑組乳酸桿菌含量最高,比對照組提高了40.66%(P<0.05),比抗生素組提高了24.27%(P>0.05)。抗生素組沙門氏菌含量相對于對照組增加了4.05%(P>0.05),發(fā)酵中藥制劑組比對照組和抗生素組分別降低了17.76%(P>0.05)、20.96%(P<0.05)。發(fā)酵中藥制劑組普氏糞桿菌數(shù)量為最高,相對于對照組提高了12.44%(P<0.05),比抗生素組提高了3.42%(P>0.05)。

        表6 發(fā)酵中藥制劑對肉雞盲腸菌群的影響[單位:log(copies/g)]

        3 小結(jié)與討論

        在動物養(yǎng)殖中,生產(chǎn)性能是衡量動物生長發(fā)育優(yōu)劣與否的最重要指標。李雪雁等[7]使用乳酸菌發(fā)酵中藥飼喂麻黃雜雛雞,發(fā)酵中藥組在試驗0~3周和4~5周兩個時間段的生長性能好于中藥組和對照組。李宗杰[8]研究發(fā)現(xiàn),復方發(fā)酵中藥可以提高肉雞的平均日增重,降低料肉比,提高特異性免疫抗體水平。賀永康等[9]用0.5%、1.0%、1.5%和2.0%的中草藥添加劑(組方:白頭翁、黃芪、黃連、黨參、大黃等)飼喂1日齡羅氏308肉雞,試驗期42 d,試驗結(jié)束后2.0%中草藥添加劑組十二指腸和空腸VH/CD值較對照組提高32.02%(P<0.01)和15.44%(P<0.01)。本試驗中發(fā)酵中藥制劑組的平均日增重相對于對照組和抗生素組均顯著提高,與對照組相比,發(fā)酵中藥制劑組料肉比降低0.17(P<0.05),比抗生素組降低0.02(P>0.05),顯示良好的促生長性能。小腸是機體消化和吸收的主要部位,腸壁形態(tài)結(jié)構(gòu)的完整性是影響腸道健康和機體消化吸收的關鍵。在腸道結(jié)構(gòu)方面,發(fā)酵中藥制劑組回腸VH/VD值比對照組提高156.94%(P<0.01),較抗生素組增加28.00%(P<0.01);發(fā)酵中藥制劑組盲腸VH/VD值比對照組、抗生素組分別提高了66.06%(P<0.01)、32.50%(P<0.05)。本試驗結(jié)果與前人研究報道一致,證實了發(fā)酵中藥制劑可改善肉雞腸道結(jié)構(gòu),促進營養(yǎng)物質(zhì)吸收,提高肉雞生長性能[10]。

        肉雞的免疫器官主要有胸腺、脾臟和法氏囊,其中胸腺和法氏囊為初級免疫中樞器官,脾臟為次級淋巴器官。免疫器官系數(shù)可反映動物的免疫功能狀態(tài)[11]。本試驗中肉雞日糧中添加發(fā)酵中藥制劑,試驗42 d時,發(fā)酵中藥制劑組的脾臟指數(shù)、法氏囊指數(shù)和胸腺指數(shù)比抗生素組均提高,分別增加9.26%(P>0.05)、7.69%(P>0.05)和61.95%(P<0.05)。相比抗生素組,發(fā)酵中藥制劑組血清IL-1β含量降低28.73%(P<0.05)、IL-6含量提高117.63%(P<0.05)、IL-10含量提高36.85%(P>0.05)、EDT含量降低23.36%(P>0.05)。血清中IL-1β含量降低、IL-6含量升高,IL-10的含量升高以及EDT的含量較少,說明機體的炎癥反應減少,機體肝臟受到的損傷機率降低[12]。分泌型IgA(sIgA)是機體防御系統(tǒng)的主要組成成分,由漿細胞產(chǎn)生,能抑制微生物在呼吸道上皮附著,尤其可以減緩細菌病毒等的生長速度,第一時間啟動機制保護機體免受損傷[13]?;啬c黏膜sIgA和盲腸黏膜sI?gA含量均提高。動物體內(nèi)脂質(zhì)過氧化的代謝產(chǎn)物包括MDA,能夠反映機體受自由基攻擊所受損傷的嚴重程度,而T-SOD可以間接反映機體清除自由基的能力,所以通常MDA含量的測定常與T-SOD活性相互配合[14]。GSH-Px是動物機體內(nèi)普遍存在的一種過氧化物分解酶,可以保護細胞膜的結(jié)構(gòu)及功能不受過氧化物的干擾及損害[15]。本試驗中發(fā)酵中藥制劑組T-SOD和GSH-Px含量較抗生素組都有提高,但差異不顯著,而MDA含量降低45.6%(P<0.05)。結(jié)果表明,發(fā)酵中藥制劑可增強肉雞的免疫功能,提高抗氧化能力。

        腸道菌群通過基因的演化,菌株水平基因的轉(zhuǎn)移等方式在機體的健康中扮演重要的角色,起到了調(diào)節(jié)機體平衡的生物屏障作用。但是,目前濫用抗生素使得腸道菌群的平衡發(fā)生紊亂。通過研究發(fā)現(xiàn)益生菌可以改善腸道內(nèi)微生物菌群的失調(diào)狀況,通過調(diào)節(jié)菌群在機體內(nèi)的作用進而降低疾病的發(fā)生幾率[16]。普氏糞桿菌在動物腸道內(nèi)也很常見,普氏糞桿菌在動物腸道內(nèi)與動物的免疫作用息息相關,對動物的免疫功能起不可忽視的作用。陳柯源[17]將當歸補血湯(DBT)使用枯草芽孢桿菌發(fā)酵,DBT發(fā)酵產(chǎn)物飼喂SD大鼠,對糞便微生物進行高通量測序,結(jié)果表明,DBT發(fā)酵產(chǎn)物顯著上調(diào)植物乳桿菌含量,下調(diào)另枝菌屬和副擬桿菌屬等病原菌的含量[18]。本試驗中發(fā)酵中藥制劑組乳酸桿菌含量最高,比抗生素組提高了24.27%(P<0.05),沙門氏菌含量比抗生素組降低了20.96%(P<0.05)。發(fā)酵中藥制劑組的普氏糞桿菌的數(shù)量為最高,相對于對照組提高了12.44%(P<0.05)。結(jié)果表明,發(fā)酵中藥制劑提高肉雞腸道有益菌含量,降低抑制致病菌含量,維持了肉雞腸道菌群平衡。

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