凝结芽孢杆菌在肉鸭配合饲料中的作用机理

谢丽曲，曾丽莉，陈婉如，王长康，陈文忠，曾兴有

(1.厦门惠盈动物科技有限公司，福建厦门361023;2.福建省农业科学院畜牧兽医研究所，福建福州350013;3.福建农林大学动物科学学院，福建福州350002;4.福建省华龙集团饲料有限公司，福建福州350013)

抗生素在畜禽配合饲料应用的过程中产生的病原抗药性及后续的环境问题已成为共识，寻找抗生素替代品是饲料研究工作者迫在眉睫的任务.益生菌是最具潜力的抗生素替代品之一，凝结芽孢杆菌(Bacil-lus coagulans)作为益生菌的一种，属于孢子性乳酸菌，具有保健效果好、抗逆性强、无残留、无污染、在饲料加工过程中不易受损等优点，引起人们的广泛关注.凝结芽孢杆菌不仅能产生维生素、氨基酸、促生长因子和短链脂肪酸等营养物质[1－2]，分泌蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等消化酶[3－4]，降解果胶、葡聚糖和纤维素等复杂的碳水化合物[5]，还可促进动物机体对某些矿物质元素(如铁、磷、钙和锌等)和VD的吸收利用[6－7].相关研究表明，凝结芽孢杆菌对调节肠道菌群平衡、增强抗性、提高畜禽生产性能有一定的作用[8－11]，但其应用于肉鸭上的研究报道较少，作用机理研究不够深入.本试验初步探讨凝结芽孢杆菌饲喂肉鸭后的作用机理，为其在肉鸭配合饲料中的应用提供科学依据.

1 材料与方法

1.1 材料

凝结芽孢杆菌制剂(活菌含量为1×109cfu·g－1)由福建洛东生物技术有限公司提供;750羽1日龄樱桃谷公鸭由福建漳州昌龙农牧有限公司提供.

1.2 试验设计

选取750羽体质健康、体重中等的1日龄樱桃谷公鸭随机分为5组，每组5个重复，每重复30羽.Ⅰ组饲喂基础饲粮;Ⅱ组在基础饲粮中添加300 mg·kg－110%杆菌肽锌;Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ组在基础饲粮中分别添加100、200和300 mg·kg－1凝结芽孢杆菌制剂，试验期42 d.基础饲粮组成及营养水平见表1.

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)Table 1 Composition and nutrient level of basal diet(air-dry basis)

1.3 样品采集与指标检测

1.3.1 取样 分别于试验第1、21和42天上午8:00对每组5个重复进行空腹称重，并记录每日供料量、剩余量、损耗量和鸭只死淘数，计算采食量、日增重、料重比和成活率.

分别于试验第21和42天对每组5个重复随机抽取2羽体质健康、体重中等的肉鸭用真空采血管翅静脉采血10 mL，转移到离心管中静置3 min后，于3000 r·min－1离心10 min，分离血清，做好标记，置－20℃保存，用于血清抗氧化指标的测定.

对采血后的鸭只进行屠宰(采血前称活体重，称重前空腹6 h)，摘取其胸腺、脾脏和法氏囊，用滤纸吸去其表面体液，用手术刀片剥离脂肪并称重，测定免疫器官指数.

剪取屠宰鸭只的十二指肠(长度约1 cm)于生理盐水中轻轻振荡，将内容物冲洗干净后，置于4%多聚甲醛固定液中固定24 h后用石蜡包埋，测定其绒毛高度和隐窝深度.

1.3.2 血清抗氧化指标的测定 选用谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-PX)活性、总超氧化物歧化酶(total superoxide dismutase，T-SOD)活性和丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量作为血清抗氧化指标，用紫外—可见分光光度计测定，试剂盒购自南京建成生物工程研究所.

1.3.3 免疫器官指数的测定 采用称重法测定免疫器官指数，免疫器官(胸腺、脾脏和法氏囊)指数=免疫器官重(g)/活体重(kg).

1.3.4 十二指肠组织结构的测定 将石蜡包埋好的样品进行切片，每张切片厚度5 μm，每10片取3片，每张切片选取3个视野，每个视野连续测定3根肠绒毛，用HPIAS-5100高清晰度彩色病理图文分析系统作定量分析，测量其绒毛高度和隐窝深度，并计算绒毛高度/隐窝深度(V/C).

1.4 数据统计

数据采用SPSS 13.0统计软件进行单因素方差分析，差异显著后进行LSD多重比较，以P＜0.01(差异极显著)，P＜0.05(差异显著)作为差异显著性判断标准，结果以平均值±标准差表示.

2 结果与分析

2.1 凝结芽孢杆菌对肉鸭生长性能的影响

由表2可知:1－21日龄肉鸭，与Ⅰ组相比，Ⅳ和Ⅴ组的日增重分别提高0.39%(P＞0.05)和1.18%(P＞0.05);Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ组的料重比与Ⅰ和Ⅱ组相比分别降低 1.25%(P＜0.05)、1.88%(P＜0.05)、2.5%(P＜0.05)和 0%(P＞0.05)、0.63%(P＞0.05)、1.27%(P＞0.05);各组间的日采食量和成活率差异不显著(P＞0.05).

1－42 日龄肉鸭，Ⅳ和Ⅴ组的日增重比Ⅰ组分别提高 3.78%(P＜0.01)和 2.82%(P＜0.05);Ⅳ组的料重比与Ⅰ和Ⅱ组相比分别降低4.04%(P＜0.01)和2.25%(P＞0.05);各组间的日采食量和成活率差异不显著(P＞0.05).

表2 凝结芽孢杆菌对肉鸭生长性能的影响1)Table 2 Effects of B.coagulans on growth performance in meat ducks

2.2 凝结芽孢杆菌对肉鸭血清抗氧化指标的影响

由表3可知:21日龄肉鸭，Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ组血清的GSH-PX活性比Ⅰ和Ⅱ组分别提高1.96%(P＞0.05)、1.64%(P＞0.05)、6.53%(P＜0.05)和 0.89%(P＞0.05)、0.58%(P＞0.05)、5.42(P＞0.05);各组间血清的T-SOD活性和MDA含量差异不显著(P＞0.05).

42 日龄肉鸭，Ⅳ组血清的 GSH-PX 活性比Ⅰ和Ⅱ组分别提高 26.14%(P＜0.05)和 27.41%(P＜0.05)，Ⅲ和Ⅴ组比Ⅰ组分别提高16.25%(P＞0.05)和17.07%(P＞0.05);各组间血清的T-SOD活性和MDA含量差异不显著(P＞0.05).

2.3 凝结芽孢杆菌对肉鸭免疫器官指数的影响

由表4可知:21日龄肉鸭，Ⅴ组的胸腺指数比Ⅰ和Ⅲ组分别提高26.67%(P＜0.05)和26.02%(P＜0.05);Ⅴ组的法氏囊指数比Ⅰ和Ⅱ组均显著提高6.37%(P＜0.05);各组间的脾脏指数差异不显著(P＞0.05).

42 日龄肉鸭，Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ组的胸腺指数比Ⅰ组分别提高 15.67%(P＞0.05)、36.19%(P＜0.05)和27.24%(P＞0.05);Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ组的脾脏指数比Ⅰ组分别提高 18.52%(P＞0.05)、11.11%(P＞0.05)、22.22%(P＞0.05)和 29.63%(P＜0.05);各组间的法氏囊指数差异不显著(P＞0.05).

表3 凝结芽孢杆菌对肉鸭血清抗氧化指标的影响1)Table 3 Effects of B.coagulans on serum antioxidant index of meat ducks

表4 凝结芽孢杆菌对肉鸭免疫器官指数的影响1)Table 4 Effects of B.coagulans on immune functions in meat ducks g·kg－1

2.4 凝结芽孢杆菌对肉鸭十二指肠组织结构的影响

由表5可知:21日龄肉鸭，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ组的十二指肠绒毛高度比Ⅰ组分别提高31.38%(P＜0.05)、31.11%(P＜0.05)、31.33%(P＜0.05)和 31.87%(P＜0.05)，其余各组间的差异不显著(P＞0.05);与Ⅰ组相比，Ⅳ和Ⅴ组的 V/C 分别提高46.03%(P＜0.01)和 50.41%(P＜0.01);各组间的十二指肠隐窝深度差异不显著(P＞0.05).

42日龄肉鸭，Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ组的十二指肠绒毛高度和V/C比Ⅰ组分别提高20.32%(P＜0.01)、20.52%(P＜0.01)、14.83%(P＜0.05)和 21.43%(P＜0.05)、32.01%(P＜0.01)、23.02%(P＜0.05)，与Ⅱ组的差异不显著(P＞0.05);各组间的十二指肠隐窝深度差异不显著(P＞0.05).

表5 凝结芽孢杆菌对肉鸭十二指肠组织结构的影响1)Table 5 Effects of B.coagulans on organization structure of duodenum in meat ducks

3 讨论

3.1 凝结芽孢杆菌对肉鸭生长性能的影响

凝结芽孢杆菌作为孢子性乳酸菌，具有很好的保健促生长作用.施海滨等[8]研究表明，凝结芽孢杆菌TBC169对预防抗生素相关性腹泻有一定的作用.王文杰[9]研究表明，在生长肥育猪的日粮中添加凝结芽孢杆菌可提高其日增重和饲料转化率，提高经济效益.吴建忠等[10]研究发现，日粮中添加乳酸芽孢杆菌可显著提高齐卡肉兔的日增重，降低料重比.Alex et al[11]研究表明，凝结芽孢杆菌能提高肉用仔鸡的饲料转化率，增加空肠中的乳酸杆菌数，降低大肠杆菌类有害菌数，调节肠道微生物的菌群平衡.本试验结果表明，适宜添加量的凝结芽孢杆菌能明显促进肉鸭生长，降低料重比.试验前期，添加量为300 mg·kg－1组的效果好于其他组，这可能是因为幼龄肉鸭消化道发育不完全，肠道菌群结构不稳定，消化液分泌不足，外来有益菌可在肠道优先定植并调节肠道菌群结构平衡;试验全期，200 mg·kg－1组促生长效果最明显.霍军等[12]和李国建[13]研究表明，在生长育肥猪的饲料中添加凝结芽孢杆菌可以显著提高其日增重和饲料转化率;付天玺等[14]研究表明，添加不同剂量的凝结芽孢杆菌均能显著提高奥尼罗非鱼胃、肝、胰脏和肠道的蛋白酶活性;王彦波[15]研究也表明，凝结芽孢杆菌可改善罗非鱼的生长性能和肌肉中钙、磷和粗脂肪的含量;Khaksefidi et al[16]也证明在肉仔鸡饲料中添加凝结芽孢杆菌可以提高肉鸡的采食量、促进其生长.以上研究结果与本试验结果一致.

3.2 凝结芽孢杆菌对肉鸭血清抗氧化指标的影响

樱桃谷肉鸭体内脂肪含量较高，易发生脂质过氧化反应，且产物对机体有一定的损害作用.GSH-PX广泛存在于机体内，能特异催化过氧化氢和还原型谷胱甘肽发生反应，具有清除体内自由基和阻止脂质发生过氧化反应的作用，从而能保护细胞膜结构和功能的完整性.超氧化物歧化酶是一种含金属离子的氧化还原酶，能清除体内有毒氧自由基并防御其产生毒素[17]，其活性反映了机体对抗自由基损伤的能力.MDA是脂质过氧化的代谢终产物，其含量反映氧自由基介导的脂质过氧化程度，间接反应细胞的损伤程度.余东游等[18]研究表明，枯草芽孢杆菌能显著提高肉鸡血清中的GSH-PX和超氧化物歧化酶活性，并显著降低MDA含量.董秀梅等[19]在肉仔鸡的饮水中添加芽孢杆菌复合制剂也达到了同样的效果.唐志刚等[20]在肉仔鸡的日粮中添加益生菌也达到了提高血清抗氧化能力的目的.本试验结果显示，在肉鸭配合饲料中添加一定量的凝结芽孢杆菌可以提高肉鸭血清中的GSH-PX活性.此结果与上述相关研究结果一致，说明凝结芽孢杆菌能促进体内自由基的清除，减弱脂质过氧化程度，提高肉鸭血清的抗氧化功能.

3.3 凝结芽孢杆菌对肉鸭免疫器官指数的影响

胸腺、法氏囊和脾脏是肉鸭重要的免疫器官.其中，胸腺是机体中枢免疫器官，参与细胞免疫;脾脏是机体最重要的外周免疫器官，参与全身体液和细胞免疫;法氏囊是禽类特有的中枢免疫器官，参与体液免疫.本试验结果表明，在肉鸭饲粮中添加凝结芽孢杆菌组的胸腺指数、脾脏指数和法氏囊指数均比基础饲粮组和抗生素对照组高.房志仲等[21]研究表明，凝结芽孢杆菌TQ33菌株可增强小鼠NK细胞活性.王翮飞等[22]研究发现，添加益生素可提高肉仔鸡的胸腺指数和法氏囊指数.孔令勇等[23]研究表明，微生态制剂能显著提高樱桃谷肉鸭的法氏囊指数，增强其免疫机能，与本试验结果一致.可见，在肉鸭配合饲料中添加一定量的凝结芽孢杆菌可提高肉鸭的免疫器官指数，增强免疫力.

3.4 凝结芽孢杆菌对肉鸭十二指肠组织结构的影响

小肠是机体营养物质吸收和转运的主要场所，绒毛是肠道黏膜的特殊结构，正常肠绒毛排列紧密整齐，形状细长呈柱状，当机体受到应激或微环境失调时，肠绒毛易受损，主要表现为绒毛粗短、歪斜或倒伏等[24].绒毛高度及完整性，决定了小肠吸收面积，影响营养物质的吸收、利用和动物的生长发育.肠道隐窝深浅主要反映上皮细胞的生成率，隐窝变浅说明细胞成熟率提高.V/C综合反映了小肠的功能状况，比值降低，表明吸收功能下降，机体生长发育受限;比值升高，吸收功能增强，促进动物的生长发育[25].刘传虎等[26]研究表明，在早期断奶仔猪的日粮中添加益生菌制剂可以显著提高空肠和回肠绒毛高度及降低回肠隐窝深度.景翠等[27]也报道，将一定量的地衣芽孢杆菌添加至海兰灰蛋鸡的饲粮中，能够提高鸡十二指肠和空肠绒毛的高度，增加V/C.本试验结果表明，添加凝结芽孢杆菌组的十二指肠绒毛高度及V/C均有所提高，且差异达到显著或极显著水平.可见，在肉鸭配合饲料中添加适量的凝结芽孢杆菌有增加肠道绒毛高度、提高V/C的作用，从而增加营养物质与肠道接触的面积，促进消化吸收.

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