张 瑞,周维强,马 越,吴建平,雷赵民
(1.甘肃农业大学动物科学技术学院,兰州 730070;2.西北师范大学新农村发展研究院,兰州 730070)
机会猪是指出生时体重<1.20 kg的乳猪,一般占出生仔猪数的20%~30%,如果对这类仔猪不给予特殊的免疫增强、能量补给及饲养管理,其死亡率可达80%以上[1-2]。中国是生猪生产大国,饲养量和猪肉消费量均占世界总量的50%以上。但根据中国目前的饲养标准,一般养殖户的仔猪成活率在70%左右,因此要想获得更高的经济效益,就要在提高机会猪成活率上寻找利润。
机会猪因体质较弱、器官发育不完全等先天因素,摄入的初乳及常乳量都较少,在后期生长过程中会影响自身免疫系统的发育;但这种缺陷可通过早期营养管理促进生长获得代偿[3]。研究发现,胃肠道微生态环境的建立与仔猪后期健康密切相关。牛至精油因含较高的百里香酚和香芹芥酚而具有抗菌、抗氧化、促生长和缓解应激的作用。研究发现,牛至精油可通过增加动物胃肠道有益菌(双歧杆菌和乳酸等)的数量,抑制有害菌(大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等)的繁殖促进饲料的消化吸收,进而提高动物的生长[4-6]。近年来,牛至精油在猪生产中被广泛应用。在繁育母猪饲粮中添加牛至精油可促进其生长,增加后代初生重和断奶仔猪数[7];在育肥猪饲粮中添加牛至精油可显著提高肌肉的抗氧化能力[8];在断奶仔猪饲粮中添加牛至精油可降低断奶应激和腹泻率[9]。然而有大量研究指出,虽然精油具有广谱的抑菌和抗氧化活性,但在实际应用中,精油的最低抑菌浓度与最佳饲喂量和饲喂成本间很难达到统一,因此建议将精油与其他成分相结合来提高饲喂效率[10]。初乳富含多种抗菌肽和免疫调节、生长因子,可为机体提供必要的营养成分,平衡肠道菌群,加强自然防御系统,促进生长[11-12]。多项研究表明,初乳有益于哺乳动物健康:牛初乳可以促进早产仔猪肠道结构的完整性及对坏死性结肠炎的抵抗[13];可以通过增加仔猪胃肠道中乳酸菌的数量调节肠道内环境稳态[14];可以通过增加食糜在仔猪肠道的停留时间来促进营养吸收,促进生长[15]。
目前,牛至精油作为单一饲料添加剂的研究甚多,且很多学者将研究重点放在如何减小仔猪的断奶应激及促生长方面,而对机会猪的关注较少。鉴于此,本试验给出生后的机会猪灌服不同剂量的牛至精油和初乳复合物,探讨其对机会猪生长性能、血清生化指标、抗氧化及免疫指标的影响,以期为机会猪的健康发展提供参考和试验依据。
试验所用牛至精油和初乳复合物由美国瑞科营养公司提供,主要成分为牛至精油及牛初乳提取物。该产品为棕黄色液体,主要营养成分含量为:粗蛋白质2%,粗脂肪9%,粗纤维5%。
试验在甘肃省定西市西泰养殖有限公司进行,选择128头体况相近、胎次相近(2/3胎)且产仔数接近的大长二元杂交母猪,采用杜洛克公猪精液进行人工授精,确保配种成功后随机分为4组,每组32头母猪,所有母猪饲喂和管理水平相同,饲粮配方参照NRC(2012)妊娠和哺乳母猪营养需要进行配制。将初生体重<1.20 kg的仔猪定义为机会猪,对每组母猪所产仔猪中的机会猪根据试验设计做不同处理。EC2组:共104头机会猪,出生后灌服2 mL EC,共灌服1次;EC4组:共119头机会猪,出生后灌服2 mL EC,24 h后再灌服1次,连续灌服2 d;EC6组:共119头机会猪,出生后灌服2 mL EC,每隔24 h灌服1次,连续灌服3 d;对照组(CON):共125头机会猪,出生后不灌服EC。试验期从出生到断奶共21 d。灌服EC时,选择2 mL按压式定量出液泵,将泵头放入机会猪口腔深处,每次灌服按压1次。每窝仔猪中,除机会猪灌服EC处理外,其他管理均与正常仔猪相同,自由哺乳,自由饮水。
分娩母猪在预产期前第3天洗澡消毒后赶入产房等待生产,在此期间适当减料,提供充足饮水。生产后清理干净仔猪身上黏液,称重后打上耳标并记录,协助所有仔猪吃母猪初乳,将机会猪固定于母猪的前侧乳区,并不断固定这种哺乳顺序,确保机会猪补充足够的母乳。
1.3.1 生长性能 分娩后对所有仔猪称重,确定机会猪数量并计算其平均初生重,随后对机会猪按照试验设计做不同处理。试验结束后记录机会猪体重,用于计算断奶重。
试验期间,每天08:00观察机会猪排便情况,记录腹泻头数,进行腹泻评分,计算腹泻率、腹泻频率及腹泻指数,仔猪腹泻评分标准见表1[16];随时观察机会猪的健康、治疗和死亡情况。腹泻率、腹泻频率和腹泻指数计算方法如下:
表1 仔猪腹泻评分标准Table 1 Scoring criteria for piglet diarrhea
腹泻率(%)=腹泻头数/试验猪总头数×100%
腹泻频率(%)=Σ(腹泻仔猪头数×腹泻天数)/(试验猪总头数×试验天数)×100%
腹泻指数=腹泻评分之和/试验猪总头数
1.3.2 血清生化、抗氧化及免疫指标 试验结束当天早晨,每窝选择1头接近平均体重的断奶机会猪,前腔静脉采血5 mL,室温静置1 h后,以3 000 r/min离心10 min,分离血清,-20 ℃保存待测以下指标。
血清生化指标:总蛋白(TP)采用双缩脲法测定;白蛋白(ALB)采用溴甲酚绿法测定;球蛋白(GLB)和白球比(A/G)采用换算法;尿素氮(BUN)采用两点动力法测定;谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)活性采用连续监测法测定。
血清抗氧化指标:超氧化物歧化酶(SOD)活性采用黄嘌呤氧化酶法测定;谷胱甘肽过氧化酶(GSH-Px)活性采用二硫代二硝基苯甲酸法测定。
血清免疫指标:免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)均采用酶联免疫吸附法测定;结合珠蛋白(Hp)采用免疫比浊法测定。
以上各指标测定所用试剂盒均购自南京建成生物工程研究所,测定方法按照试剂盒说明进行操作。
采用SPSS 21.0软件单因素方差分析(One-Way ANOVA)不同处理对仔猪各项指标的影响,差异显著时采用Duncan氏法进行多重比较,结果以平均值±标准差表示,P<0.05表示差异显著。
由表2可知,各组母猪所产机会猪的平均窝产仔头数和平均初生重均无显著差异(P>0.05)。而灌服牛至精油后,EC2、EC4及EC6组平均断奶重和平均日增重均显著高于对照组(P<0.05),且分别提高了7.16%和9.69%、9.76%和12.56%、11.06%和14.29%。机会猪平均断奶重和平均日增重在3个试验组之间无显著差异(P>0.05)。
表2 各组机会猪生长性能Table 2 Growth performance of opportunity piglets in different groups
由表3可知,与对照组相比,EC2、EC4及EC6组各腹泻指标和EC4、EC6组死亡率均显著低于对照组(P<0.05)。其中,EC4组腹泻率比对照组降低68.25%,且EC4组腹泻率和腹泻频率显著低于EC2组(P<0.05);EC4和EC6组的腹泻指数和死亡率均显著低于EC2组(P<0.05)。
表3 各组机会猪腹泻指标和死亡率Table 3 Diarrhea indexes and mortality of opportunity piglets in different groups
由表4可知,初生机会猪连续灌服3 d EC,血清中谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性均显著低于对照组(P<0.05),而EC2、EC4组与对照组间无显著差异(P>0.05);EC6组白蛋白含量显著高于对照组,球蛋白含量显著高于CON和EC2组(P<0.05);EC6组总蛋白水平显著高于对照组(P<0.05),并与EC2和EC4组间无显著差异(P>0.05)。此外,尿素氮和白球比在各组间均无显著差异(P>0.05)。
表4 各组机会猪血清生化指标测定结果Table 4 Determination results of serum biochemical indicators of opportunity piglets in different groups
由表5可知,EC4和EC6组超氧化物歧化酶活性显著高于CON和EC2组(P<0.05),且比对照组分别提高了31.31%和45.54%;同时,EC6组谷胱甘肽过氧化物酶活性显著高于CON和EC2组,EC4组显著高于对照组(P<0.05),EC4和EC6组较对照组分别提高了15.90%和20.46%。
表5 各组机会猪血清抗氧化酶活性Table 5 Serum antioxidant enzyme activities of opportunity piglets in different groups U/mL
由表6可知,E6组机会猪血清IgM和IgG水平均显著高于CON和EC2组(P<0.05),且较对照组分别提高了18.43%和22.88%;IgA水平显著高于CON、EC2和EC4组(P<0.05),且分别提高了3.46%、2.44%和14.94%。灌服EC对机会猪血清Hp含量无显著影响(P>0.05),但随着EC灌服量的增加,Hp含量呈一定降低趋势。
表6 各组机会猪血清免疫免疫球蛋白含量Table 6 Serum immunoglobulin contents of opportunity piglets in different groups μg/mL
要想保证仔猪断奶后的成活率及维持后期的生长发育,就必须确保断奶前的仔猪体格健壮、消化功能和免疫系统正常、快速发育。因此需要尽早对机会猪进行营养干预,帮助其建立免疫消化系统,加强生长发育追赶能力。有研究报道,精油作为绿色安全型的天然饲料添加剂,因其自身独特的芳香和挥发性气味,通过刺激动物消化道,增加采食量;同时可增加动物肠道绒毛长度,扩大与营养物质的接触面积进而促进消化吸收[17]。初乳中富含胰岛素样生长因子、表皮细胞生长因子,这些因子与肠道组织形态、上皮细胞分化等显著相关,对幼龄仔猪的生长发育起重要作用[11]。此外,仔猪出生后第1天肠道黏膜细胞增加50%,第3天可增加1倍,在这一阶段进行营养干预显得尤为重要[18]。因此,本研究选择在机会猪出生后3 d内进行营养干预,尽可能帮助其建立消化免疫系统,结果表明,出生后3 d 内灌服EC可增加机会猪的断奶重和平均日增重。
腹泻是造成仔猪生长缓慢和高死亡率的主要原因,给养猪生产造成了严重损失。一般情况下,突然补饲、环境改变、肠道菌群失衡以及先天免疫系统发育不全容易造成仔猪腹泻,而机会猪因体重小、免疫系统不健全等因素更容易受到腹泻威胁。研究表明,牛至精油对新生犊牛具有良好的抗腹泻作用[6],这是因为牛至精油可以增加肠道有益菌的数量,维持肠道菌群环境稳定,进而促进机体对营养物质的消化吸收、抵抗致病微生物的入侵、刺激免疫系统成熟、降低腹泻的发生[19];此外,牛至精油还可以提高肠道中精胺的浓度,发挥调控肠道吸收和消化功能的作用[20]。本研究中,用腹泻率表示试验期间发生腹泻的机会猪头数,用腹泻频率表示腹泻发生的时间长短,用腹泻指数表示腹泻的严重程度,结果表明,灌服EC显著降低了初生机会猪的各项腹泻指标和死亡率,且连续灌服2 d的抗腹泻效果优于灌服1和3 d的。
血清生化指标反映机体的营养健康水平和生长发育状态,是检测机体健康水平和环境适应能力的重要手段。谷丙转氨酶和谷草转氨酶是肝细胞内酶,在氨基酸合成与分解代谢中发挥着重要作用,也是判断肝脏受损程度最基本的指标[21]。血清总蛋白可分为白蛋白和球蛋白两类,主要功能是维持血液渗透压、运输营养物质,可反映机体健康及免疫水平[22]。尿素氮主要通过鸟氨酸循环合成,是蛋白质、氨基酸代谢的终产物,可以准确反映动物机体内蛋白质代谢和氨基酸之间的平衡状况[23]。研究发现,精油有抑制肝损伤小鼠血液中谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性升高的作用,具有保护肝脏的功能[21];精油还可提高断奶仔猪血清总蛋白水平、降低尿素氮含量[23],这可能与其提高食欲,使采食量增加、蛋白质摄入增加有关。此外,精油能通过刺激消化道及胃肠道消化酶活性而促进营养物质的消化吸收。本研究中,连续灌服3 d EC,机会猪血清中谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性显著低于对照组,而且白蛋白和球蛋白含量极显著高于对照组,说明灌服EC促进了机会猪对蛋白质的利用效率。
氧化应激是导致动物组织和器官损伤的重要原因之一,组织损伤反过来又会影响其生长性能及健康水平。机会猪较正常体重的仔猪而言,更易受到疾病和生存环境等方面的挑战,这些应激会增加体内活性氧的产生,进而出现氧化应激反应。精油的抗氧化作用主要体现在:①精油中的酚类物质与自由基反应生成相对稳定的物质;②精油中的酚类物质可与金属离子螯合,防止由金属离子诱导的自由基产生;③精油中的酚类物质可以阻断脂质过氧化链式反应;④精油的抗氧化活性物质通过信号转导刺激抗氧化酶的分泌[24-25]。研究表明,牛至精油可以通过激活Nrf2-ARE信号通路增强仔猪小肠上皮细胞中SOD和GSH基因的表达,降低H2O2诱导的细胞损伤[26];薰衣草精油可通过Nrf2/HO-1通路提高机体的抗氧化能力[27]。本研究中,给初生机会猪连续灌服3 d EC,其血清中SOD和GSH-Px活性显著高于对照组,说明连续灌服牛至精油可以提高机会猪血清中抗氧化酶水平。
机体的免疫系统包括免疫器官、免疫细胞和免疫分子,免疫球蛋白是免疫分子的一类,主要作用是活化补体,并结合细胞表面的Fc受体发挥一定的生物学作用。其中,IgG是唯一能够通过胎盘,由母体转移给胎儿的自然被动免疫类型;IgM在机体发育过程中最早出现,最先发挥作用;IgA可以通过母体初乳传递给胎儿,增强自然被动免疫能力[28-29]。研究发现,精油主要通过缓解炎症反应和提高抗氧化能力来增强动物的免疫能力[30];同时,初乳中富含免疫球蛋白,可以为新生儿提供充足的被动免疫力,保护其免受感染[11]。Zeng等[31]在断奶仔猪饲粮中添加精油发现,该处理可以提高仔猪血液中IgA和IgG水平。 本研究中,初生机会猪连续灌服3 d EC可提高血清中IgG、IgM、IgA含量,增强了自身免疫力。
本研究结果显示,给初生机会猪灌服EC可显著提高其生长性能、免疫性能和抗氧化能力:出生后连续灌服2 d EC可显著降低机会猪各腹泻指标和死亡率;而连续灌服3 d可提高机会猪的免疫性能和抗氧化性能。牛至精油和初乳复合物的应用可以提高机会猪的生长追赶能力,在猪生产中的应用前景广阔。