凝结芽孢杆菌对黔北麻羊生长性能、养分消化和免疫的影响

陈 琴，王春梅，许天政，孙澄慧，苟昌勇，施晓丽，刘宏林，王 守，李亚平，车丽涛

（1. 高原山地动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室 / 贵州大学贵州省动物遗传育种与繁殖重点实验室 / 贵州大学动物科学学院, 贵州 贵阳 550025；2. 贵州省黔东南苗族侗族自治州黎平县农业农村局, 贵州 黎平 557300；3. 贵州省黔南布依族苗族自治州瓮安县农业农村局, 贵州 瓮安 550400；4. 昆明三正生物科技(集团)有限公司, 云南 昆明 650200；5. 宜宾学院, 四川 宜宾 644000）

凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans, BC)为芽孢杆菌属，是一种产乳酸的兼性厌氧型革兰氏阳性菌，兼具乳酸菌抑菌与芽孢杆菌耐热的共同优点，且耐酸和胆盐[1-3]。此外，凝结芽孢杆菌还可改善动物胃肠功能和提高机体免疫力，从而维护动物机体健康、提高生产性能[4-6]。研究表明，添加凝结芽孢杆菌可提高仔鸡肠道乳酸杆菌和双歧杆菌数量，促进养分消化[7]；改善断奶仔猪肠道屏障功能完整性，提高生产性能[8]；通过提高机体免疫调节和助益抗炎作用，减轻人类风湿关节炎症状[9]。故而凝结芽孢杆菌广泛应用于人类膳食或单胃动物饲料中[3,10-11]，成为替抗研究和食品制造的关注热点。但凝结芽孢杆菌应用在反刍动物中是否有促生长和改善健康等作用的报道较少。

黔北麻羊是贵州省的三大地方优良山羊品种之一，具有良好的经济价值，因肉质鲜美、适应性强、蛋白质含量高等优点[12]，深受当地养殖户喜养。本试验拟初步探讨凝结芽孢杆菌对黔北麻羊生长、养分利用和机体免疫的效应，以期为黔北麻羊的健康养殖提供技术支持，推动黔北麻羊产业发展，并助力乡村振兴。

1 材料与方法

1.1 试验材料

凝结芽孢杆菌由昆明三正生物科技(集团)有限公司提供。

1.2 试验设计和日粮

试验采用单因素随机区组设计，选择体况良好、8月龄、体重(24.15 ± 2.66) kg的黔北麻羊36只，随机分为3个处理组(对照组、试验Ⅰ组和试验Ⅱ组)，每组3个重复，每重复4只羊(公母各半)，3个处理组之间的麻羊初始体重在统计学a= 0.05水平上无显著性差异。本研究参照中国肉羊饲养标准(NY/T 816-2004) 20～30 kg、日增重为50 g·d-1的山羊营养需求设计基础日粮(表1)，基础日粮添加1 × 105和2 × 105CFU·kg-1凝结芽孢杆菌预混料配制试验I组和II组的日粮。

表1 试验日粮组成及营养水平Table 1 Ingredients and nutrient levels of basal diet

1.3 饲养管理

试验前清扫并用5% NaOH和1%百毒杀消毒羊舍，试验期间保持圈舍清洁卫生。试验预试期(10 d)、正试期(30 d)。每天喂料两次(08:00和17:00)，试验羊只自由采食和饮水，每日剩料量不超过前日饲喂量的10%。

1.4 消化试验和血液样品采集

正试期最后7 d采用全收粪法进行消化试验，按总粪样的5%称重取样，按取样10%的粪样滴加20 mL 10%盐酸固氮，混匀后于-20 ℃冰箱中冷冻保存。待试验结束，将7 d饲料样和粪样分别混匀，在55 ℃烘箱中制备风干样本，粉碎，过0.425 mm筛，用作常规养分的分析。正试期30 d，空腹16 h后，用肝素钠抗凝采血管和普通真空采血管分别颈静脉采血4 mL，静置30 min，3 000 r·min-1离心15 min分离血浆和血清，于-80 ℃冰箱中保存以备分析。

1.5 检测指标及方法

1.5.1 体增重

正试期的第1天和最后一天晨饲前空腹测定羊 只 体 重，计 算 日 增 重(average daily gain, ADG)。正试期每天记录投料和剩料量，计算干物质采食量(dry matter intake, DMI)。每个重复取5%饲料样，全部收取剩料样，于-20 ℃保存，待试验结束后，将全期的饲料样和剩料样分别按重复混匀，于55 ℃烘箱中制备风干样本，以备养分分析，计算养分摄入量。

1.5.2 养分表观消化率

饲料和粪中干物质(DM)、总能(GE)、粗蛋白(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、钙(Ca)和磷(P)含量分别参照国家标准GB/T 10648-1999、GB/T 3484-2009、GB/T5009.5-2003、GB/T 20806-2006、GB/T 5009.92-2003和GB/T 5009.87-2003进行测定。养分表观消化率计算如下：养分表观消化率 = (养分摄入量 - 粪中养分排泄量)/养分摄入量 × 100%。

1.5.3 血液生化指标和细胞因子

血浆中葡萄糖(Glu)采用葡萄糖氧化酶法检测，甘油三酯(TG)采用GPO-PAP法检测，尿素氮(BUN)采用脲酶法检测；血清中白细胞介素-1β (IL-1β)、白细胞介素-6 (IL-6)、肿瘤坏死因子-α (TNF-α)均采用酶 联 免 疫 吸 附(enzyme-linked immuno sorbent assay,ELISA)法检测，免疫球蛋白G (IgG)和免疫球蛋白A (IgA)采用免疫比浊法检测。试剂盒均购自南京建成生物工程研究所。

1.6 数据处理与分析

试验数据采用SPSS 18.0软件进行单因素方差分析，Duncan法进行均值的多重比较，分析结果用平均值 ± 标准差(Mean ± SD)表示。

2 结果与分析

2.1 凝结芽孢杆菌对黔北麻羊生长性能的影响

在日粮中添加2 × 105CFU·kg-1凝结芽孢杆菌可显著提高黔北麻羊的ADG (P＜ 0.05)，但添加1 ×105CFU·kg-1凝结芽孢杆菌对试验羊的ADG无显著促进作用(P＞ 0.05)，且凝结芽孢杆菌水平对羊只的采食亦无显著影响(P＞ 0.05) (表2)。

表2 凝结芽孢杆菌对黔北麻羊生长性能的影响Table 2 Effects of Bacillus coagulans on growth performance in Qianbei brown goats

2.2 凝结芽孢杆菌对黔北麻羊养分表观消化率的影响

饲粮中添加凝结芽孢杆菌对GE、DM、CP、NDF、Ca和P的消化率均无显著影响(P＞ 0.05) (表3)。

表3 凝结芽孢杆菌对黔北麻羊养分表观消化率的影响Table 3 Effects of Bacillus coagulans on apparent nutrient digestibilities in Qianbei brown goats

2.3 凝结芽孢杆菌对黔北麻羊血液生化指标的影响

与对照组相比，2 × 105CFU·kg-1凝结芽孢杆菌可以显著提高黔北麻羊血液中IgG和IgA含量，降低IL-1β、IL-6和TNF-α水平(P＜ 0.05)；1 × 105CFU·kg-1凝结芽孢杆菌对各项指标的影响差异不显著(P＞0.05) (表4)。

表4 凝结芽孢杆菌对黔北麻羊血液生化指标的影响Table 4 Effects of Bacillus coagulans on serum biochemical indexes of Qianbei brown goats

3 讨论

本研究中，添加2.0 × 105CFU·kg-1凝结芽孢杆菌虽对黔北麻羊育肥羊采食和养分消化无显著影响，但能促进黔北麻羊生长，提高机体免疫，并降低炎症 反 应，而 添 加1.0 × 105CFU·kg-1则 对 黔 北 麻 羊增重却无显著影响，故存在剂量效应。在断奶仔猪中的研究显示，添加0.5 × 1010CFU·kg-1凝结芽孢杆菌时对仔猪ADG无显著影响，当增加至2.0 × 1010CFU·kg-1时却显著提高仔猪ADG，其作者认为足量的凝结芽孢杆菌才能促进动物肠道菌群平衡，从而改善仔猪健康，促进生长[13]。凝结芽孢杆菌亦可促进黔北麻羊断奶羔羊的生长，1.0 × 105CFU·kg-1凝结芽孢杆菌提高羔羊增重17.12%～28.14%[14]。添加3.33 × 109CFU·kg-1凝结芽孢杆菌制剂，增加蛋鸡血清IgG和IgA含量，提高产蛋率[15]。凝结芽孢杆菌可降低断奶仔猪白细胞介素-1β (IL-1β)浓度和TNF-α基因表达，减轻炎症反应[16]。因此，凝结芽孢杆菌可能通过下调炎症因子的表达来减轻炎症反应[7,17]，以及促进肠道内源性抗菌肽的合成，提高机体黏膜免疫和体液免疫[18]，从而改善黔北麻羊育肥羊的生长性能。

凝结芽孢杆菌对动物养分消化利用影响的研究报道较少。3月龄羔羊的结果表明，添加1.0 × 105CFU·kg-1凝结芽孢杆菌显著提高日粮CP和NDF消化率，但对DM、Ca和P消化无显著影响[14]。添加含2 × 109CFU·kg-1凝结芽孢杆菌合生素能提高断奶仔猪GE[19]。而本研究结果表明，添加凝结芽孢杆菌对GE、DM、CP、NDF、Ca和P的消化均无影响。这可能与羊只生长阶段及其胃肠功能发育有关。肥育阶段的动物肠道发育较幼龄阶段完善，对养分消化利用高于幼龄阶段[20]，故凝结芽孢杆菌对胃肠功能不是很完善的羔羊养分利用的作用较为明显。

本研究的最佳添加量为2.0 × 105CFU·kg-1，但更高的添加量对黔北麻羊生长性能和细胞因子的影响仍需更进一步的探究。

4 结论

本研究中，添加2.0 × 105CFU·kg-1凝结芽孢杆菌提高了黔北麻羊机体免疫力，降低了炎症因子，从而提高了黔北麻羊的生长。