史 萌 孫二東 陳一凡 郝二英 石 雷 王德賀 黃晨軒 劉雪露 陳 輝*
(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,保定 071001;2.桃木疙瘩農(nóng)業(yè)科技股份有限公司,保定 074305)
在家禽養(yǎng)殖業(yè)中,集約化生產(chǎn)導(dǎo)致的啄羽行為是目前存在的最為普遍和嚴(yán)重的問(wèn)題[1]。啄羽會(huì)導(dǎo)致家禽羽毛和皮膚損傷增加,生產(chǎn)性能降低[2],對(duì)養(yǎng)殖業(yè)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。研究表明,不同遺傳下蛋雞的盲腸微生物組成具有顯著差異,相較于高啄羽蛋雞,低啄羽蛋雞的總體微生物β多樣性增加,梭菌的相對(duì)豐度較低,乳桿菌的相對(duì)豐度較高[3]。而且,Mindus等[4]研究發(fā)現(xiàn),補(bǔ)充乳酸菌可以通過(guò)恢復(fù)高攻擊性蛋雞體內(nèi)低水平的乳酸菌來(lái)預(yù)防啄羽行為。Huang等[5]研究表明,飼糧添加鼠李糖乳桿菌可以通過(guò)改變腸道微生物的組成,減輕蛋雞的啄羽行為。5-羥色胺(5-HT)是一種介導(dǎo)啄羽等攻擊行為適應(yīng)性和病理性變化的神經(jīng)遞質(zhì)[6],在微生物-腸-腦軸的信號(hào)通路中具有重要地位。Bolhuis等[7]研究發(fā)現(xiàn),羽毛損傷嚴(yán)重的蛋雞血漿中5-HT水平較低,啄羽頻率較高。Van der Eijk等[8]同樣發(fā)現(xiàn),蛋雞啄羽頻率與血漿5-HT水平存在顯著負(fù)相關(guān)。但是益生菌是否通過(guò)調(diào)節(jié)腸道微生物來(lái)調(diào)控5-HT代謝進(jìn)而改善蛋雞啄羽行為尚不清楚[9]。因此,本試驗(yàn)擬通過(guò)在飼糧中添加嗜酸乳桿菌(Lactobacillusacidophilus)來(lái)探究益生菌對(duì)不同羽毛損傷程度太行雞生產(chǎn)性能、啄羽行為和5-HT代謝的影響,以期為家禽維持良好的健康福利狀態(tài)提供參考依據(jù)。
試驗(yàn)所用產(chǎn)品嗜酸乳桿菌NCFM為白色粉末狀,主要成分為嗜酸乳桿菌及麥芽糊精,嗜酸乳桿菌活菌數(shù)為5×109CFU/kg。
采用雙因素試驗(yàn)設(shè)計(jì),因素1為羽毛損傷程度(正常、損傷),因素2為嗜酸乳桿菌添加水平(0、0.1%、0.2%、0.3%)。以體重、生產(chǎn)性能相近的42周齡太行雞為試驗(yàn)動(dòng)物,選取羽毛正常和羽毛損傷的太行雞各240只(正常組和損傷組),羽毛損傷判定標(biāo)準(zhǔn):皮膚沒(méi)有損傷的判定為正常;皮膚出現(xiàn)裸露或出血現(xiàn)象判定為損傷[10]。在此基礎(chǔ)上,將羽毛正常和羽毛損傷試驗(yàn)雞分別隨機(jī)分為4個(gè)組,分別飼喂在基礎(chǔ)飼糧中添加0(基礎(chǔ)飼糧組)、0.1%、0.2%、0.3%嗜酸乳桿菌的飼糧,每組6個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)10只雞。預(yù)試期7 d,正試期56 d。
試驗(yàn)雞飼養(yǎng)模式為3層階梯籠養(yǎng),每籠2只。分別于每天08:00和15:00飼喂,16:00撿蛋并觀察試驗(yàn)雞的精神狀況。試驗(yàn)期間雞舍光照強(qiáng)度為15 lx,光照周期為16 h光明(每天06:00—22:00)+8 h黑暗,雞舍平均溫度在5 ℃左右,自由采食和飲水?;A(chǔ)飼糧配制參照《雞飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》(NY/T 33—2004),其組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。
表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))
1.4.1 生產(chǎn)性能
從正試期第1天開(kāi)始,以重復(fù)為單位觀察并記錄試驗(yàn)雞的日產(chǎn)蛋總數(shù)和總重量,計(jì)算產(chǎn)蛋率和平均蛋重;每14 d結(jié)料1次,記錄試驗(yàn)雞的采食量,計(jì)算平均日采食量,具體方法參照陳祥宇等[11]的研究。
1.4.2 啄羽及其相關(guān)行為觀察
采用紅外攝像進(jìn)行啄羽及其相關(guān)行為觀察。觀察方法:每7 d分別于09:00—12:00、13:00—15:00(避免喂料應(yīng)激),觀察每個(gè)重復(fù)內(nèi)的2只目標(biāo)動(dòng)物,記錄員每次都以相同的服飾進(jìn)入雞舍,將紅外攝像頭放置于距離飼養(yǎng)籠1 m的支架上,在觀察點(diǎn)停留10 min后進(jìn)行攝像。在設(shè)定的10 min內(nèi)觀察啄羽及其相關(guān)行為,只記錄行為發(fā)生次數(shù)。參考張斯荷[12]的觀察標(biāo)準(zhǔn)并進(jìn)行適當(dāng)修改,蛋雞主要行為類(lèi)別及其定義見(jiàn)表2。
表2 蛋雞主要行為類(lèi)別及其定義
1.4.3 盲腸菌群結(jié)構(gòu)
試驗(yàn)期結(jié)束后,從各組的每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選擇2只試驗(yàn)雞進(jìn)行屠宰解剖,取盲腸內(nèi)容物置于凍存管中,液氮速凍后-80 ℃保存。之后將盲腸內(nèi)容物樣品送至北京百邁克生物科技有限公司進(jìn)行菌群結(jié)構(gòu)測(cè)定。
1.4.4 血漿中5-HT及其相關(guān)物質(zhì)水平
正試期第56天,從每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選2只試驗(yàn)雞,翅下靜脈采血3 mL于抗凝管中,4 ℃條件下3 000 r/min離心15 min分離血漿,-20 ℃保存。血漿中5-HT、色氨酸(Trp)、5-羥吲哚乙酸(5-HIAA)以及皮質(zhì)酮(CORT)水平采用酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定(ELISA)試劑盒(北京博銳長(zhǎng)遠(yuǎn)科技有限公司)測(cè)定。
采用Excel 2010對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,并采用SPSS 2.0中的一般線(xiàn)性模型(GLM)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行雙因素方差分析(two-way ANOVA),統(tǒng)計(jì)模型為羽毛損傷程度、嗜酸乳桿菌添加水平及二者的交互作用。結(jié)果以平均值和均值標(biāo)準(zhǔn)誤(SEM)表示,以P<0.05表示差異顯著。
由表3可知,與正常組相比,損傷組的平均日采食量顯著提高(P<0.05)。與基礎(chǔ)飼糧組相比,添加0.2%嗜酸乳桿菌組的產(chǎn)蛋率顯著提高(P<0.05),添加0.2%和0.3%嗜酸乳桿菌組的平均蛋重均顯著提高(P<0.05),且這2組間無(wú)顯著差異(P>0.05)。羽毛損傷程度和嗜酸乳桿菌添加水平在產(chǎn)蛋率方面存在顯著的交互作用(P<0.05)。
表3 羽毛損傷程度和嗜酸乳桿菌添加水平對(duì)太行雞生產(chǎn)性能的影響
由表4可知,與正常組相比,損傷組的啄地和盯物次數(shù)均顯著降低(P<0.05),而啄羽次數(shù)顯著增加(P<0.05)。與基礎(chǔ)飼糧組相比,添加0.1%、0.2%、0.3%的嗜酸乳桿菌均顯著降低了啄羽次數(shù)(P<0.05),且這3個(gè)添加水平間沒(méi)有顯著差異(P>0.05)。嗜酸乳桿菌添加水平對(duì)啄地和盯物次數(shù)沒(méi)有產(chǎn)生顯著影響(P>0.05)。添加0.2%嗜酸乳桿菌組的啄物次數(shù)顯著低于其他各組(P<0.05)。羽毛損傷程度和嗜酸乳桿菌添加水平的交互作用對(duì)啄羽、啄地次數(shù)存在顯著影響(P<0.05)。
表4 羽毛損傷程度和嗜酸乳桿菌添加水平對(duì)太行雞啄羽行為的影響
2.3.1 盲腸內(nèi)容物有效操作分類(lèi)單元(OTU)數(shù)統(tǒng)計(jì)
由圖1可知,各組間共有的OTU數(shù)為194個(gè)。
Q為正常組,T為損傷組;數(shù)字0、1、2、3分別為添加0、0.1%、0.2%、0.3%嗜酸乳桿菌組。下圖同。
2.3.2 物種稀釋曲線(xiàn)
物種稀釋曲線(xiàn)是通過(guò)對(duì)樣品序列隨機(jī)抽樣,并按OTU數(shù)建構(gòu)形成的。由圖2可知,隨著測(cè)序深度的增加,所有樣品曲線(xiàn)逐漸趨于平緩,說(shuō)明測(cè)序數(shù)據(jù)量足夠,可以進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
圖2 物種稀釋曲線(xiàn)
2.3.3 盲腸菌群相對(duì)豐度
圖3顯示的是門(mén)水平上盲腸菌群組成,在各組盲腸內(nèi)容物中共檢測(cè)出11個(gè)共有菌門(mén),其中相對(duì)豐度超過(guò)1%的有厚壁菌門(mén)(Firmicutes)、擬桿菌門(mén)(Bacteroidota)、脫硫菌門(mén)(Desulfobacterota)、變形菌門(mén)(Proteobacteria)、梭桿菌門(mén)(Fusobacteriota)及放線(xiàn)菌門(mén)(Actinobacteriota)。由表5可知,正常組脫硫菌門(mén)的相對(duì)豐度顯著低于損傷組(P<0.05)。與基礎(chǔ)飼糧組相比,添加0.1%、0.2%、0.3%的嗜酸乳桿菌均顯著降低了脫硫菌門(mén)的相對(duì)豐度(P<0.05),且添加0.2%嗜酸乳桿菌組脫硫菌門(mén)的相對(duì)豐度還顯著高于其他添加嗜酸乳桿菌組(P<0.05)。羽毛損傷程度與嗜酸乳桿菌添加水平在降低脫硫菌門(mén)相對(duì)豐度上存在顯著的交互作用(P<0.05)。
Firmicutes:厚壁菌門(mén);Bacteroidota:擬桿菌門(mén);Desulfobacterota:脫硫菌門(mén);Proteobacteria:變形菌門(mén);Fusobacteriota:梭桿菌門(mén);Actinobacteriota:放線(xiàn)菌門(mén);Synergistota:互養(yǎng)菌門(mén);Deferribacterota:脫鐵桿菌門(mén);Campylobacterota:彎曲菌門(mén);Patescibacteria:髕骨細(xì)菌門(mén);Others:其他。
表5 羽毛損傷程度和嗜酸乳桿菌添加水平對(duì)太行雞盲腸菌群門(mén)水平相對(duì)豐度的影響
圖4顯示的是屬水平上盲腸菌群組成,在各組盲腸內(nèi)容物中共檢測(cè)出12個(gè)菌屬。由表6可知,與正常組相比,損傷組有提高乳桿菌屬相對(duì)豐度的趨勢(shì)(P=0.07)。與基礎(chǔ)飼糧組相比,添加0.2%和0.3%嗜酸乳桿菌組乳桿菌屬的相對(duì)豐度顯著提高(P<0.05),巨單胞菌屬的相對(duì)豐度顯著降低(P<0.05)。
Bacteroides:擬桿菌屬;Lactobacillus:乳桿菌屬;Rikenellaceae_RC9_gut_group:理研菌科RC9腸道群;Faecalibacterium:糞桿菌屬;Prevotellaceae_UCG-001:普雷沃氏菌科UCG-001;Megamonas:巨單胞菌屬;unclassified_Bacteroidales:未分類(lèi)擬桿菌目;unclassified_Oscillospiraceae:未分類(lèi)顫螺旋菌科;Desulfovibrio:脫硫弧菌屬;unclassified_Lachnospiraceae:未分類(lèi)毛螺菌科;Others:其他;Unclassified:未分類(lèi)。
表6 羽毛損傷程度和嗜酸乳桿菌添加水平對(duì)太行雞盲腸菌群屬水平相對(duì)豐度的影響
由表7可知,正常組血漿中5-HIAA、Trp水平和5-HIAA/5-HT比值顯著高于損傷組(P<0.05)。與基礎(chǔ)飼糧組相比,添加0.2%和0.3%嗜酸乳桿菌組血漿中5-HT水平顯著提高(P<0.05),5-HIAA/5-HT比值顯著降低(P<0.05),且添加0.2%嗜酸乳桿菌組還顯著高于添加0.3%嗜酸乳桿菌組(P<0.05);添加0.2%嗜酸乳桿菌組血漿中5-HIAA水平顯著高于基礎(chǔ)飼糧組(P<0.05),而添加0.3%嗜酸乳桿菌組則顯著低于其他各組(P<0.05);與基礎(chǔ)飼糧組相比,添加0.1%、0.2%和0.3%嗜酸乳桿菌均可以顯著降低血漿中CORT水平(P<0.05)。羽毛損傷程度和嗜酸乳桿菌添加水平在降低血漿中CORT水平上有顯著的交互作用(P<0.05)。
表7 羽毛損傷程度和嗜酸乳桿菌添加水平對(duì)太行雞血漿中5-HT及其相關(guān)物質(zhì)水平的影響
家禽體表覆蓋的羽毛在雞群互啄及自身翻動(dòng)、啄食羽毛過(guò)程中減少,由啄羽導(dǎo)致的羽毛覆蓋降低是籠養(yǎng)蛋雞中常見(jiàn)的問(wèn)題,羽毛損傷會(huì)影響家禽的生長(zhǎng)及生產(chǎn),如飼料轉(zhuǎn)化率、平均日采食量等。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,正常組的平均日采食量顯著低于損傷組,這與李俊營(yíng)等[13]的研究結(jié)果一致,可能是因?yàn)橛鹈珦p傷使雞體皮膚裸露,散熱能力提高,在寒冷環(huán)境下需依靠采食來(lái)維持正常體溫[14]。Mindus等[4]研究發(fā)現(xiàn),在蛋雞應(yīng)激前連續(xù)攝入鼠李糖乳桿菌可以調(diào)節(jié)慢性應(yīng)激誘導(dǎo)的羽毛損傷。Mindus等[15]研究還發(fā)現(xiàn),在非應(yīng)激條件下,添加鼠李糖乳桿菌改善了蛋雞的羽毛覆蓋度。因此推測(cè)飼糧中添加益生菌可能緩解羽毛損傷。本試驗(yàn)中,羽毛損傷程度和嗜酸乳桿菌添加水平這2個(gè)因素在產(chǎn)蛋率方面交互作用顯著,表明嗜酸乳桿菌添加水平在一定程度上可以提高產(chǎn)蛋率,減少羽毛損傷,其中添加0.2%嗜酸乳桿菌可以顯著提高產(chǎn)蛋率。Lim等[16]研究發(fā)現(xiàn),飼喂添加0.2%益生菌飼糧的母雞,腸道內(nèi)大腸桿菌數(shù)降低,產(chǎn)蛋率提高。Chen等[17]研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加嗜酸乳桿菌可以提高產(chǎn)蛋后期蛋雞的產(chǎn)蛋率。另有Obianwuna等[18]研究發(fā)現(xiàn),益生菌顯著增加了蛋雞的平均蛋重。本試驗(yàn)中,飼糧中添加0.2%和0.3%嗜酸乳桿菌顯著提高了太行雞的平均蛋重,與上述研究結(jié)果一致。
蛋雞在啄、看、刨和走的過(guò)程中對(duì)熟悉和不熟悉的刺激會(huì)進(jìn)行試探性反應(yīng)。因籠養(yǎng)模式導(dǎo)致的活動(dòng)空間受限,覓食、走動(dòng)行為無(wú)法滿(mǎn)足,使蛋雞出現(xiàn)啄地、啄物、盯物等焦慮行為[19]。另外,單調(diào)的飼養(yǎng)環(huán)境使動(dòng)物產(chǎn)生壓抑的心理,引起非正常的神經(jīng)系統(tǒng)反應(yīng),攻擊性增強(qiáng),導(dǎo)致啄羽[20]。啄羽及相關(guān)行為的產(chǎn)生因其會(huì)出現(xiàn)群體效仿而嚴(yán)重影響生產(chǎn)及福利問(wèn)題[21]。劉萌等[10]研究表明,損傷嚴(yán)重組蛋種雞表現(xiàn)出較為頻繁的啄物和啄羽行為,羽毛損傷加重,與本試驗(yàn)中損傷組太行雞啄羽更頻繁的結(jié)果一致。但本試驗(yàn)中正常組啄地、盯物次數(shù)升高,可能是由于人工飼養(yǎng)環(huán)境條件與動(dòng)物行為習(xí)性[22]和心理需求之間的矛盾而導(dǎo)致的[23],因此正常組雖未表現(xiàn)出強(qiáng)烈的啄羽行為,但表現(xiàn)出其他相關(guān)行為。Mindus等[4]研究發(fā)現(xiàn),鼠李糖乳桿菌阻止了蛋雞啄羽行為的發(fā)生。Van Staaveren等[24]研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加鼠李糖乳桿菌可以減少蛋雞盲腸收縮次數(shù),降低啄羽頻率。本試驗(yàn)同樣發(fā)現(xiàn)飼糧中添加0.2%嗜酸乳桿菌降低了太行雞的啄羽、啄物次數(shù)。另外,本試驗(yàn)中,羽毛損傷程度和嗜酸乳桿菌添加水平在啄羽、啄地次數(shù)上交互作用顯著,表明添加嗜酸乳桿菌在一定程度上可以改善羽毛損傷導(dǎo)致的啄羽、啄地現(xiàn)象的發(fā)生。
動(dòng)物啄羽行為會(huì)破壞腸道菌群的結(jié)構(gòu)和功能。Chen等[25]研究發(fā)現(xiàn),公雞的攻擊性與腸道微生物的組成和多樣性相關(guān),高攻擊性的公雞腸道微生物中擬桿菌門(mén)的相對(duì)豐度降低,變形菌門(mén)的相對(duì)豐度升高。趙文昌[26]研究發(fā)現(xiàn),羽毛生長(zhǎng)完整組擁有更豐富的盲腸菌群多樣性,腸道菌群結(jié)構(gòu)改變。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),損傷組太行雞盲腸菌群中脫硫菌門(mén)的相對(duì)豐度較高。脫硫菌門(mén)會(huì)對(duì)腸道上皮細(xì)胞產(chǎn)生毒性,Zhu等[27]研究發(fā)現(xiàn),脫硫菌門(mén)相對(duì)豐度與退型性自閉癥和焦慮樣行為呈正相關(guān),因此損傷組腸道內(nèi)有害菌數(shù)量較多。益生菌通過(guò)在動(dòng)物體內(nèi)定植,一定程度上可以控制有害菌的數(shù)量[28]。Wu等[29]研究發(fā)現(xiàn),肉雞飼糧中添加嗜酸乳桿菌可以顯著降低大腸桿菌感染組鏈球菌屬、葡萄球菌屬的相對(duì)豐度,增加擬桿菌門(mén)的相對(duì)豐度。Sunu等[30]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加嗜酸乳桿菌可以改善肉雞腸道菌群。本試驗(yàn)中,飼糧中添加嗜酸乳桿菌提高了太行雞盲腸菌群中乳桿菌屬的相對(duì)豐度,降低了脫硫菌門(mén)和巨單胞菌屬的相對(duì)豐度,其中添加0.2%嗜酸乳桿菌組顯著優(yōu)于其他添加嗜酸乳桿菌組。研究發(fā)現(xiàn),自閉癥和阿爾茲海默癥患者的糞便中巨單胞菌屬的相對(duì)豐度顯著低于健康人群[31],表明巨單胞菌屬與神經(jīng)類(lèi)疾病相關(guān),因此推測(cè)蛋雞中巨單胞菌屬相對(duì)豐度降低可能會(huì)減少啄羽的產(chǎn)生。另外,在脫硫菌門(mén)相對(duì)豐度上,羽毛損傷程度和嗜酸乳桿菌添加水平交互作用顯著,表明嗜酸乳桿菌在一定程度上可以通過(guò)降低脫硫菌門(mén)的相對(duì)豐度減少羽毛損傷的危害。
蛋雞啄羽行為能夠破壞腸道微生物群及調(diào)節(jié)行為的單胺類(lèi)神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)[32]。5-HT是與啄羽行為聯(lián)系最為緊密的單胺類(lèi)物質(zhì),影響神經(jīng)內(nèi)分泌功能和生理狀態(tài)[33]。本試驗(yàn)中正常組和損傷組間血漿中5-HT水平未發(fā)現(xiàn)顯著差異,但飼糧中添加0.2%和0.3%嗜酸乳桿菌可以顯著提高血漿5-HT水平。徐菊華等[34]發(fā)現(xiàn),益生菌組合物能夠調(diào)節(jié)5-HT的釋放,進(jìn)而改善焦慮行為,與本試驗(yàn)結(jié)果一致。Trp是5-HT的前體物質(zhì)[35],通過(guò)影響5-HT合成來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)家禽攻擊性、采食和啄羽等行為的調(diào)控[36]。劉萌等[10]研究發(fā)現(xiàn),與羽毛損傷組相比,羽毛完整組的血漿Trp水平更高,與本試驗(yàn)結(jié)果一致。5-HIAA是5-HT經(jīng)一系列酶促反應(yīng)生成的代謝產(chǎn)物,本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)正常組太行雞血漿中5-HIAA水平顯著高于損傷組,并且添加0.2%嗜酸乳桿菌可以顯著提高血漿中5-HIAA水平。5-HT周轉(zhuǎn)可由5-HIAA/5-HT比值表示[37],該比值低表明5-HT水平高。本試驗(yàn)中,添加嗜酸乳桿菌使得血漿中5-HIAA/5-HT比值降低,表明5-HT水平增加,與本試驗(yàn)得出的添加嗜酸乳桿菌使血漿中5-HT水平提高的結(jié)果一致;但正常組太行雞血漿中5-HIAA/5-HT比值高于損傷組,可能是由于正常組5-HT代謝速度快,導(dǎo)致血漿中5-HIAA水平升高,使得5-HIAA/5-HT比值增大。CORT是腎上腺皮質(zhì)產(chǎn)生的參與認(rèn)知、情緒等重要生理功能的激素[38]。Summers等[39]研究發(fā)現(xiàn),動(dòng)物體內(nèi)5-HT水平與血漿CORT水平相關(guān),如敲除5-HT轉(zhuǎn)運(yùn)體的小鼠在受到應(yīng)激時(shí),攻擊行為和CORT水平增加[40]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),飼糧中添加0.2%嗜酸乳桿菌可以降低太行雞血漿中CORT水平,并且羽毛損傷程度和嗜酸乳桿菌添加水平在血漿CORT水平上交互作用顯著,表明嗜酸乳桿菌在一定程度上可以降低羽毛損傷導(dǎo)致的血漿中CORT水平升高。
飼糧中添加0.2%嗜酸乳桿菌能夠增加太行雞盲腸菌群中有益菌的相對(duì)豐度,減少有害菌的相對(duì)豐度,降低血漿中CORT水平并提高5-HT水平,從而改善因羽毛損傷造成的啄羽現(xiàn)象,提高產(chǎn)蛋率和平均蛋重。
動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)2024年3期