宋 丹 段 濤 陳炳旭 陳麗仙 王薇薇* 閔育娜*

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,楊陵 712100;2.國(guó)家糧食和物資儲(chǔ)備局科學(xué)研究院糧食品質(zhì)營(yíng)養(yǎng)研究所,北京 100037)

隨著人們對(duì)肉蛋奶需求的增加,集約化養(yǎng)殖成為畜禽生產(chǎn)的主要養(yǎng)殖模式,但該養(yǎng)殖模式會(huì)產(chǎn)生大量的動(dòng)物糞便,而動(dòng)物糞便處理不當(dāng)會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境,同時(shí)傳播病原菌[1]。在需求增加的同時(shí),畜禽產(chǎn)品的品質(zhì)也日益受到關(guān)注,抗生素的限制使用加劇了動(dòng)物感染細(xì)菌性炎癥的風(fēng)險(xiǎn),進(jìn)而會(huì)影響畜禽產(chǎn)品的品質(zhì)。家禽糞便中的臭味物質(zhì)排放和抗生素替代品的選擇已成為家禽業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn),因此尋找既能減少臭味物質(zhì)排放又能增強(qiáng)機(jī)體免疫能力的高效環(huán)保策略具有巨大的生態(tài)和科學(xué)價(jià)值。飼糧中添加益生菌和益生元是目前應(yīng)用最為廣泛的策略之一,植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum)和低聚果糖是常見(jiàn)的益生菌和益生元。Qiao等[2]研究表明,飼糧中添加植物乳桿菌能夠顯著提高蛋雞產(chǎn)蛋率和糞便乳酸菌數(shù)量,產(chǎn)蛋率比對(duì)照組提高了2.8%。大量研究指出,飼糧中添加植物乳桿菌能夠增強(qiáng)機(jī)體免疫和抗氧化能力,改善腸道屏障功能和腸道微生物組成[3-5],降低氨氣的排放[6]。Shang等[7]研究表明,低聚果糖能夠顯著提高肉雞回腸絨毛高度、隱窩深度和黏膜總厚度,提高回腸中白細(xì)胞介素-10(interleukin-10,IL-10)和干擾素-γ(interferon-γ,IFN-γ)mRNA表達(dá)量,提高肉雞的免疫能力。除此之外,飼糧中添加低聚果糖可以改善腸道菌群[8-9]。但是,低聚果糖對(duì)蛋雞的影響研究很少,同時(shí)植物乳桿菌和低聚果糖對(duì)臭味物質(zhì)糞臭素、吲哚的影響尚未研究。同時(shí),植物乳桿菌的抗逆性差是目前限制其使用的關(guān)鍵因素之一,微囊化包被和保護(hù)劑可以有效增強(qiáng)其抗逆性[10],但微囊化和保護(hù)劑雙層包被植物乳桿菌對(duì)蛋雞的影響尚未可知。低聚果糖為植物乳桿菌提供能量,促進(jìn)其定植,二者聯(lián)合使用效果是否優(yōu)于單獨(dú)使用也未有報(bào)道。因此,本試驗(yàn)旨在研究雙層包被植物乳桿菌和低聚果糖對(duì)蛋雞生產(chǎn)性能、蛋品質(zhì)、免疫能力、糞便臭味及盲腸微生物的影響,為植物乳桿菌和低聚果糖在蛋雞養(yǎng)殖中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)所用植物乳桿菌LP15-1為本課題組保藏菌種,包被植物乳桿菌采用國(guó)家糧食和物資儲(chǔ)備局科學(xué)研究院專利技術(shù)(ZL202011208280.7)生產(chǎn),該技術(shù)利用多層包被技術(shù)提高了植物乳桿菌的抗逆性,其中活菌數(shù)為1.0×1010CFU/g;低聚果糖來(lái)自山東某生物股份有限公司,其中主要成分為35%蔗果三糖、50%蔗果四糖和10%蔗果五糖。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)和飼糧

試驗(yàn)選取360只健康的34周齡海蘭褐蛋雞,隨機(jī)分為4組(基礎(chǔ)產(chǎn)蛋率分別為96.86%、96.47%、96.86%和96.86%),每組6個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)15只。對(duì)照組(CON組)飼喂基礎(chǔ)飼糧,試驗(yàn)組分別飼喂在基礎(chǔ)飼糧的基礎(chǔ)上添加1 g/kg包被植物乳桿菌(MLP組)、1 g/kg低聚果糖(FOS組)以及1 g/kg包被植物乳桿菌+1 g/kg低聚果糖(SYN組)的飼糧?；A(chǔ)飼糧為參照《雞飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》(NY/T 33—2004)配制的玉米-豆粕型飼糧,其組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。試驗(yàn)期24周。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) %

1.3 飼養(yǎng)管理和樣品采集

本試驗(yàn)在天津畜牧獸醫(yī)研究所武清基地進(jìn)行,試驗(yàn)采用3層階梯籠養(yǎng),每籠3只雞,雞舍環(huán)境溫度維持在21～24 ℃,采用16 h人工光照,按正常免疫程序進(jìn)行免疫接種。試驗(yàn)期間,雞只自由采食和飲水,每天07:00、12:00和17:00各投料1次,全程監(jiān)測(cè)雞群健康狀況并記錄死淘雞數(shù)。試驗(yàn)結(jié)束當(dāng)天,每重復(fù)隨機(jī)選取1只雞,翅靜脈采血于抗凝管中,2 000×g、4 ℃離心15 min,制備血漿;同時(shí),收集新鮮糞便于離心管中,存于-20 ℃待測(cè)。雞只采血后,采用二氧化碳(CO2)窒息后頸靜脈放血致死,取盲腸食糜于離心管中,于-80 ℃保存待測(cè)。

1.4 檢測(cè)指標(biāo)及方法

1.4.1 生產(chǎn)性能和蛋品質(zhì)

試驗(yàn)期間,每天按重復(fù)記錄產(chǎn)蛋數(shù)、蛋重、喂料量和破蛋數(shù),在試驗(yàn)結(jié)束后計(jì)算各組的產(chǎn)蛋率、平均日采食量、平均蛋重、料蛋比和破蛋率。試驗(yàn)結(jié)束當(dāng)天,每重復(fù)收集5枚雞蛋進(jìn)行蛋品質(zhì)分析,其中蛋殼強(qiáng)度采用蛋殼強(qiáng)度測(cè)定儀EFG-0503測(cè)定,蛋殼厚度采用蛋殼厚度測(cè)定測(cè)量?jī)xETG-1061測(cè)定,蛋黃顏色、哈氏單位和蛋白高度采用蛋品質(zhì)分析儀EMT-5200測(cè)定,蛋形指數(shù)采用游標(biāo)卡尺測(cè)定。

1.4.2 血漿免疫指標(biāo)和糞便臭味物質(zhì)含量

采用雞特異性酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定(ELISA)試劑盒(北京中科凱澤科技有限公司)檢測(cè)血漿INF-γ、白細(xì)胞介素-2(interleukin-2,IL-2)、白細(xì)胞介素-6(interleukin-6,IL-6)和IL-10含量。根據(jù)Zhu等[11]描述的方法,采用高效液相色譜法測(cè)定糞便中臭味物質(zhì)吲哚和糞臭素含量。

1.4.3 盲腸微生物

盲腸微生物采用16S rRNA高通量測(cè)序方法進(jìn)行分析,包括DNA提取、PCR擴(kuò)增、熒光定量以及Illumina文庫(kù)構(gòu)建和測(cè)序[12]。其中,測(cè)序采用Illumina公司的MiSeq PE300平臺(tái)(上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司)進(jìn)行,隨后在美吉生信云平臺(tái)(https://cloud.majorbio.com)上進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。利用操作分類單元(operational taxonomic unit,OTU)信息,采用Mothur 1.30.1軟件計(jì)算盲腸微生物α多樣性指數(shù),包括Shannon指數(shù)、Simpson指數(shù)、Chao1指數(shù)和ACE指數(shù)。通過(guò)線性判別分析(linear discriminant analysis,LDA)和線性判別分析效應(yīng)大小(linear discriminant analysis effect size,LEfSe)分析,確定不同類群間細(xì)菌從門到屬顯著富集的類群(LDA評(píng)分>2,P<0.05)[13]。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)先用Excel 2016進(jìn)行初步處理,然后采用SPSS 22.0軟件中的單因素方差分析(one-way ANOVA)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,隨后采用Duncan氏法進(jìn)行多重比較檢驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果以平均值和均值標(biāo)準(zhǔn)誤(SEM)表示,P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 包被植物乳桿菌和低聚果糖對(duì)蛋雞生產(chǎn)性能的影響

由表2可知,飼糧中添加包被植物乳桿菌和低聚果糖對(duì)蛋雞產(chǎn)蛋率、平均蛋重、平均日采食量、料蛋比和破蛋率均無(wú)顯著影響(P>0.05)。不過(guò),與對(duì)照組(CON組)相比,試驗(yàn)組產(chǎn)蛋率和破蛋率均有改善,其中MLP組改善最為明顯,其次是SYN組;MLP組產(chǎn)蛋率較對(duì)照組提高了2.68%,破蛋率降低了43.40%。

表2 包被植物乳桿菌和低聚果糖對(duì)蛋雞生產(chǎn)性能的影響Table 2 Effects of coated Lactobacillus plantarum and fructooligosaccharide on performance of laying hens

2.2 包被植物乳桿菌和低聚果糖對(duì)蛋雞蛋品質(zhì)的影響

由表3可知,飼糧中添加包被植物乳桿菌和低聚果糖對(duì)蛋白高度和哈氏單位有顯著影響(P<0.05),對(duì)蛋形指數(shù)、蛋黃顏色、蛋殼強(qiáng)度和蛋殼厚度均無(wú)顯著影響(P>0.05)。與對(duì)照組相比,FOS組和SYN組蛋白高度和哈氏單位顯著提高(P<0.05);MLP組蛋品質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)均無(wú)顯著差異(P>0.05),但蛋殼強(qiáng)度、蛋白高度、蛋黃顏色和哈氏單位均有所提高(P>0.05)。

表3 包被植物乳桿菌和低聚果糖對(duì)蛋雞蛋品質(zhì)的影響Table 3 Effects of coated Lactobacillus plantarum and fructooligosaccharide on egg quality of laying hens

2.3 包被植物乳桿菌和低聚果糖對(duì)蛋雞血漿免疫指標(biāo)的影響

由表4可知,飼糧中添加包被植物乳桿菌和低聚果糖對(duì)蛋雞血漿免疫指標(biāo)均有顯著影響(P<0.05)。與對(duì)照組相比,MLP組和FOS組蛋雞血漿INF-γ、IL-6和IL-2含量顯著降低(P<0.05),SYN組血漿IL-10和IL-6含量顯著提高(P<0.05),且SYN組血漿IL-10、IL-6和IL-2含量顯著高于MLP組和FOS組(P<0.05)。

表4 包被植物乳桿菌和低聚果糖對(duì)蛋雞血漿免疫指標(biāo)的影響Table 4 Effects of coated Lactobacillus plantarum and fructooligosaccharide on plasma immune indices of laying hens pg/mL

2.4 包被植物乳桿菌和低聚果糖對(duì)蛋雞糞便臭味物質(zhì)含量的影響

由表5可知,飼糧中添加包被植物乳桿菌和低聚果糖對(duì)蛋雞糞便臭味物質(zhì)含量有顯著影響。與對(duì)照組相比,試驗(yàn)組蛋雞糞便中吲哚和糞臭素含量均顯著降低(P<0.05),其中FOS組降低效果最好,糞便中吲哚和糞臭素含量比對(duì)照組均降低87%以上,其次是MLP組,降低79%以上。

表5 包被植物乳桿菌和低聚果糖對(duì)蛋雞糞便臭味物質(zhì)含量的影響Table 5 Effects of coated Lactobacillus plantarum and fructooligosaccharide on fecal odorous substance contents of laying hens ng/mg

2.5 包被植物乳桿菌和低聚果糖對(duì)蛋雞盲腸微生物的影響

2.5.1 包被植物乳桿菌和低聚果糖對(duì)蛋雞盲腸微生物α多樣性的影響

由表6可知,飼糧中添加包被植物乳桿菌和低聚果糖對(duì)蛋雞盲腸微生物α多樣性各項(xiàng)指數(shù)均無(wú)顯著影響(P>0.05)。不過(guò),與對(duì)照組相比,FOS組Shannon指數(shù)、Chao1指數(shù)和ACE指數(shù)有所降低,Simpson指數(shù)有所升高,表明飼糧中添加低聚果糖降低了蛋雞盲腸微生物的多樣性和豐富度;SYN組Chao1指數(shù)和ACE指數(shù)有所升高,表明飼糧同時(shí)添加包被植物乳桿菌和低聚果糖提高了盲腸微生物的豐富度。

表6 包被植物乳桿菌和低聚果糖對(duì)蛋雞盲腸微生物α多樣性的影響Table 6 Effects of coated Lactobacillus plantarum and fructooligosaccharide on α diversity of cecal microbiota of laying hens

2.5.2 包被植物乳桿菌和低聚果糖對(duì)蛋雞盲腸微生物組成的影響

由圖1可知,在門水平上,與對(duì)照組相比,MLP組蛋雞盲腸厚壁菌門(Firmicutes)相對(duì)豐度有所提高,FOS組盲腸擬桿菌門(Bacteroidota)相對(duì)豐度有所提高,試驗(yàn)組盲腸螺旋菌門(Spirochaetota)和脫硫菌門(Desulfobacterota)相對(duì)豐度有所降低,其中MLP組盲腸螺旋菌門和FOS組盲腸脫硫菌門相對(duì)豐度降低最多,分別較對(duì)照組降低了89.18%和71.28%。在屬水平上,與對(duì)照組相比,MLP組盲腸乳桿菌屬(Lactobacillus)相對(duì)豐度有所提高,盲腸擬桿菌屬(Bacteroides)和理研菌科RC9腸道群(Rikenellaceae_RC9_gut_group)相對(duì)豐度有所降低;FOS組盲腸擬桿菌屬和羅姆布茨菌屬(Romboutsia)相對(duì)豐度有所提高;SYN組盲腸瘤胃球菌屬扭鏈群(Ruminococcus_torques_group)和考拉桿菌屬(Phascolarctobacterium)相對(duì)豐度有所提高。

2.5.3 蛋雞盲腸差異微生物L(fēng)DA和LEfSe分析

由圖2可知,對(duì)照組蛋雞盲腸顯著富集的微生物是鱗球菌屬(Sphaerochaeta)、毛螺菌科NK4A136群(Lachnospiraceae_NK4A136_group)和脫硫弧菌屬(Desulfovibrio)(LDA評(píng)分>2,P<0.05),MLP組顯著富集的微生物是未分類消化鏈球菌科(unclassified_f_Peptostreptococcaceae)(LDA評(píng)分>2,P<0.05),FOS組顯著富集的微生物是假黃桿菌屬(Pseudoflavonifractor)和雙歧桿菌科(Bifidobacteriaceae),SYN組顯著富集的微生物是霍氏真桿菌屬(Eubacterium_hallii_group)和韋榮氏球菌屬(Veillonella)(LDA評(píng)分>2,P<0.05)。綜上可知,飼糧中添加包被植物乳桿菌和低聚果糖改變了蛋雞盲腸微生物的組成,表現(xiàn)為提高了有益菌(如雙歧桿菌科、霍氏真桿菌屬等)相對(duì)豐度,降低了有害菌(如脫硫弧菌屬)相對(duì)豐度。

A:線性判別分析效應(yīng)大小分析 LEfSe analysis;B:線性判別分析 LDA。Desulfobacterota:脫硫菌門;Actinobacteria:放線菌綱;Desulfovibrionia:脫硫弧菌綱;Bifidobacteriales:雙歧桿菌目;Desulfovibrionales:脫硫弧菌目;Bifidobacteriaceae:雙歧桿菌科;Desulfovibrionaceae:脫硫弧菌科;Desulfovibrio:脫硫弧菌屬;Eubacterium_hallii_group:霍氏真桿菌屬;Lachnospiraceae_NK4A136_group:毛螺菌科NK4A136群;Pseudoflavonifractor:假黃桿菌屬;Sphaerochaeta:鱗球菌屬;Veillonella:韋榮氏球菌屬;unclassified_f_Peptostreptococcaceae:未分類消化鏈球菌科。圖2 蛋雞盲腸差異微生物L(fēng)DA和LEfSe分析Fig.2 LDA and LEfSe analysis of differential cecal microbiota of laying hens

3 討 論

3.1 包被植物乳桿菌和低聚果糖對(duì)蛋雞生產(chǎn)性能和蛋品質(zhì)的影響

植物乳桿菌和低聚果糖是目前應(yīng)用廣泛的益生菌和益生元,但研究主要集中在肉雞上,且飼糧中添加植物乳桿菌和低聚果糖可以提高肉雞的生長(zhǎng)性能[14-17]。但Ding等[18]和Al-Khalaifa等[19]分別在飼糧中添加植物乳桿菌和低聚果糖未顯著改善肉雞生長(zhǎng)性能。Qiao等[2]在飼糧中添加植物乳桿菌顯著提高蛋雞產(chǎn)蛋率和采食量。Feng等[20]在飼糧中添加低聚果糖可以提高黃羽肉種雞的產(chǎn)蛋率、蛋重和料蛋比。本研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加包被植物乳桿菌和低聚果糖未顯著影響蛋雞生產(chǎn)性能,但是產(chǎn)蛋率和破蛋率均有改善。生產(chǎn)性能的改善可能是因?yàn)榘恢参锶闂U菌和低聚果糖提高了機(jī)體的免疫能力和改善了腸道微生物組成,進(jìn)而促進(jìn)了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收[3]。而飼糧中添加包被植物乳桿菌和低聚果糖對(duì)生產(chǎn)性能的影響不同的原因可能是因?yàn)榫觐悇e和活性、動(dòng)物品種以及飼養(yǎng)環(huán)境不同所致[21]。隨著生活水平的提升,人們不僅僅關(guān)注生產(chǎn)性能,蛋品質(zhì)的優(yōu)劣也是重點(diǎn)關(guān)注之一。本研究發(fā)現(xiàn),飼糧中聯(lián)合添加包被植物乳桿菌和低聚果糖(SYN組)顯著提高蛋白高度和哈氏單位,這與Xu等[3]研究益生菌(枯草芽孢桿菌、乳酸菌和酵母菌)提高產(chǎn)蛋高峰期和產(chǎn)蛋后期的蛋白高度和哈氏單位的結(jié)果一致,其原因有待進(jìn)一步研究。

3.2 包被植物乳桿菌和低聚果糖對(duì)蛋雞免疫能力的影響

細(xì)胞因子主要由Th1細(xì)胞和Th2細(xì)胞分泌,在調(diào)節(jié)免疫和炎癥方面具有重要意義[22]。細(xì)胞因子IL-2和INF-γ是由Th1細(xì)胞在病毒或細(xì)胞內(nèi)細(xì)菌感染后產(chǎn)生,具有促進(jìn)炎癥和細(xì)胞吞噬作用;而IL-10是由Th2細(xì)胞分泌產(chǎn)生,有助于抗體合成并抑制炎癥[23-24];IL-6既是促炎細(xì)胞因子又是抗炎細(xì)胞因子,在單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中產(chǎn)生[25]。有研究指出,植物乳桿菌可減少Th1類細(xì)胞因子(降低血清IFN-γ含量和回腸IL-6表達(dá)),上調(diào)Th2類細(xì)胞因子IL-4在回腸中表達(dá)[24]。飼糧中添加低聚果糖能提高肉雞回腸中IL-10的mRNA表達(dá)量[26]。上述結(jié)果與本研究一致,本研究結(jié)果表明,飼糧中單獨(dú)添加包被植物乳桿菌或低聚果糖顯著降低了蛋雞血漿IL-6、IL-2和INF-γ含量,聯(lián)合添加則顯著提高了血漿IL-10含量。植物乳桿菌和低聚果糖增強(qiáng)機(jī)體免疫能力是通過(guò)升高IL-10含量,調(diào)節(jié)先天性和適應(yīng)性T細(xì)胞反應(yīng),有效抑制炎癥反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的[25];同時(shí),其能夠通過(guò)減少IL-6、IL-2和INF-γ炎癥細(xì)胞因子,抑制腸道結(jié)構(gòu)和屏障功能受損,從而提高機(jī)體對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收能力[27];此外,還有可能是其能夠平衡促炎因子和抗炎因子,保護(hù)機(jī)體免受病原體入侵,并且維持腸道內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定[28]。

3.3 包被植物乳桿菌和低聚果糖對(duì)蛋雞糞便臭味物質(zhì)的影響

惡臭排放已成為畜牧業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)之一,糞臭素和吲哚是導(dǎo)致雞排泄物惡臭的主要原因,二者導(dǎo)致多種生物體疾病,并且不易生物降解[1]。本實(shí)驗(yàn)室前期研究發(fā)現(xiàn),植物乳桿菌能夠降低糞便糞臭素和吲哚含量分別達(dá)20.0%和36.0%[10]。Zhu等[11]在飼糧中添加低聚糖顯著降低了肉雞排泄物中的吲哚和糞臭素含量。本研究中,植物乳桿菌經(jīng)過(guò)新工藝包被后添加,蛋雞糞便糞臭素和吲哚含量降低了79%以上,飼糧中添加低聚果糖使糞便糞臭素和吲哚含量降低了87%以上,但二者聯(lián)合使用未出現(xiàn)協(xié)同效果。吲哚和糞臭素是由微生物活動(dòng)對(duì)L-色氨酸進(jìn)行多步降解產(chǎn)生的,因此,糞臭素和吲哚的產(chǎn)生受可用L-色氨酸水平、腸道微生物組成和飼糧組成的調(diào)節(jié)[11]。高濃度的吲哚和糞臭素可能通過(guò)解偶聯(lián),從而抑制氧化磷酸化在線粒體中形成,對(duì)蛋雞的生產(chǎn)性能產(chǎn)生不利影響[29]。飼糧中添加包被植物乳桿菌和低聚果糖降低臭味物質(zhì)含量可能是因?yàn)槠淠軌蛟黾幽c道內(nèi)有益菌數(shù)量,降低腸道pH,促進(jìn)更多的蛋白質(zhì)和氨基酸消化吸收,從而抑制色氨酸轉(zhuǎn)化為糞臭素和吲哚,最終降低臭味物質(zhì)的排放。

3.4 包被植物乳桿菌和低聚果糖對(duì)蛋雞盲腸微生物的影響

維持腸道微生物群落的動(dòng)態(tài)平衡對(duì)于減輕炎癥和改善動(dòng)物腸道健康具有重要意義[25]。本研究結(jié)果表明,飼糧中聯(lián)合添加包被植物乳桿菌和低聚果糖能夠提高蛋雞盲腸微生物Chao1指數(shù)和ACE指數(shù),表明包被植物乳桿菌和低聚果糖聯(lián)合添加提高了盲腸菌群的豐富度,菌群豐富度提高可能是因?yàn)榘恢参锶闂U菌和低聚果糖降低了臭味物質(zhì)含量,減少了其對(duì)腸道上皮細(xì)胞的氧化損傷,從而能夠維護(hù)腸道氧化還原穩(wěn)態(tài);還有可能是因?yàn)榈途酃谴龠M(jìn)了植物乳桿菌的增殖,增加了有益菌的數(shù)量。

本試驗(yàn)中,飼糧中添加包被植物乳桿菌和低聚果糖在門和屬水平上均改變了蛋雞盲腸微生物組成。在門水平,與對(duì)照組相比,MLP組盲腸厚壁菌門相對(duì)豐度提高,試驗(yàn)組盲腸螺旋菌門和脫硫菌門相對(duì)豐度降低。厚壁菌門在恢復(fù)腸道穩(wěn)態(tài)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化利用方面發(fā)揮著重要作用,其豐度與能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收呈正相關(guān)[30]。研究指出,飼糧中添加植物乳桿菌能夠提高北京鴨腸道厚壁菌門相對(duì)豐度,促進(jìn)其生長(zhǎng)性能提高并降低血清促炎因子白細(xì)胞介素-1β含量[24]。因此,本研究飼糧中添加包被植物乳桿菌可能通過(guò)提高厚壁菌門豐度而改善了蛋雞的營(yíng)養(yǎng)利用和抗炎狀態(tài),并最終改善了產(chǎn)蛋性能和降低了臭味物質(zhì)的排放。螺旋菌門豐度的提高會(huì)降低飼料轉(zhuǎn)化率,進(jìn)而影響繁殖和生產(chǎn)性能[31]。脫硫菌門可能釋放脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)到腸道引起炎癥反應(yīng),同時(shí)擾亂腸道能量代謝,誘導(dǎo)腸上皮細(xì)胞的異常增殖,損傷腸道屏障[32]。飼糧中添加包被植物乳桿菌和低聚果糖可能是通過(guò)降低螺旋菌門和脫硫菌門豐度,提高飼料轉(zhuǎn)化率,降低腸道炎癥和腸道屏障損傷,從而提高蛋雞的生產(chǎn)性能和機(jī)體免疫能力。

已有研究報(bào)道,乳桿菌屬通過(guò)產(chǎn)生有機(jī)酸(乳酸和乙酸)提高機(jī)體免疫能力和腸道完整性,從而抵抗沙門氏菌等病原體的感染,并促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)吸收,進(jìn)而改善生長(zhǎng)性能[33-34];擬桿菌屬會(huì)導(dǎo)致腸道炎癥并降低營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收[30]。Lan等[35]指出,理研菌科RC9腸道群與高脂飲食誘導(dǎo)的“有害菌”呈正相關(guān),與“有益菌”呈負(fù)相關(guān),其豐度的提高可能會(huì)進(jìn)一步誘導(dǎo)菌群紊亂。本研究中,與對(duì)照組相比,MLP組蛋雞盲腸乳桿菌屬相對(duì)豐度提高,盲腸擬桿菌屬和理研菌科RC9腸道群相對(duì)豐度降低,這就進(jìn)一步解釋了飼糧中添加包被植物乳桿菌可能是通過(guò)改變微生物組成提高了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率,并降低了機(jī)體的炎癥反應(yīng),進(jìn)而提高了生產(chǎn)性能。有研究指出,盲腸中擬桿菌屬、嗜膽菌屬(Bilophila)和埃希氏桿菌屬(Escherichia)相對(duì)豐度的下降導(dǎo)致腸道糞臭素減少[36],這也就解釋了MLP組臭味物質(zhì)含量降低是通過(guò)降低擬桿菌屬和理研菌科RC9腸道群豐度實(shí)現(xiàn)的。大量研究指出,雙歧桿菌科有利于樹(shù)突狀細(xì)胞的成熟以及T細(xì)胞和T輔助細(xì)胞發(fā)育的調(diào)節(jié),并產(chǎn)生宿主產(chǎn)生能量所需的必需短鏈脂肪酸[37-38]。飼糧中添加果聚糖能夠提高雙歧桿菌豐度,并通過(guò)促進(jìn)肉雞盲腸的低pH來(lái)抑制病原體(大腸桿菌和沙門氏菌)增殖[38];低聚果糖能夠增強(qiáng)腸道發(fā)酵,增加短鏈脂肪酸的產(chǎn)生,刺激雙歧桿菌等有益菌的生長(zhǎng)[8],這與本研究結(jié)果一致,本研究飼糧中添加低聚果糖顯著富集了雙歧桿菌科。

瘤胃球菌屬扭鏈群通過(guò)增加脫氧膽酸的產(chǎn)生和通過(guò)膽汁酸-脂肪-G蛋白偶聯(lián)膽汁酸受體Gpbar1(TGR5)軸改善肥胖而有益于代謝[39];考拉桿菌屬通過(guò)產(chǎn)丙酸降低LPS結(jié)合蛋白和C反應(yīng)蛋白的水平來(lái)減少炎癥和保護(hù)腸道黏膜屏障[40]。本研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加聯(lián)合包被植物乳桿菌和低聚果糖提高了蛋雞盲腸瘤胃球菌屬扭鏈群和考拉桿菌屬相對(duì)豐度,進(jìn)一步進(jìn)行LEfSe多級(jí)物種差異判別分析發(fā)現(xiàn),SYN組顯著富集霍氏真桿菌屬和韋榮氏球菌屬。韋榮氏球菌屬是短鏈脂肪酸乙酸鹽和丙酸鹽的生產(chǎn)者,可以維持能量穩(wěn)態(tài),其豐度的提高可以增強(qiáng)腸道菌群的能量代謝[41]?；羰险鏃U菌屬在調(diào)節(jié)加強(qiáng)腸道屏障功能和調(diào)節(jié)全身炎癥的生物途徑中發(fā)揮有益作用[42]。因此,飼糧中聯(lián)合添加包被植物乳桿菌和低聚果糖可能是通過(guò)改變微生物組成,減少炎癥和改善腸道屏障功能,進(jìn)而促進(jìn)代謝。

4 結(jié) 論

飼糧中添加包被植物乳桿菌和低聚果糖能夠提高蛋雞蛋品質(zhì)和免疫能力,改善盲腸微生物組成,降低糞便臭味物質(zhì)含量;其中,低聚果糖在改善蛋品質(zhì)和降解臭味物質(zhì)方面效果較佳,包被植物乳桿菌和低聚果糖聯(lián)合添加在提高機(jī)體免疫能力和改善盲腸微生物組成方面效果較佳。