不同形式氧化锌对奶牛生长性能、免疫功能及肠道菌群的影响

韦带莲，王宜萍

（宜春职业技术学院，江西宜春 336000）

锌作为动物机体内必需的微量元素之一，在参与动物机体生长发育及细胞分化繁殖等方面发挥了重要作用（韩欣然，2022）。大量研究和实践表明，饲粮中补充和添加较高水平的锌可防治动物腹泻，维持动物肠道生物屏障和菌群平衡，在提升动物生长性能方面发挥极大的作用，且已在仔猪（郭彤等，2022）、肉兔（徐君等，2021）及肉鸡（左惜惜，2020）等动物中得到有效证实。但目前鲜有在奶牛中的应用和研究。此外，随着氧化锌在动物饲料中的广泛大量使用，研究发现，高锌不仅影响反刍动物对其他矿质元素的利用，影响动物的生长发育，同时也会给生态环境等带来极大的影响，因此，利用不同形式氧化锌的实际生产特点，解决应用锌存在的问题具有现实意义。

本试验在饲粮中添加不同形式氧化锌饲喂奶牛，研究不同形式氧化锌对奶牛生长性能、免疫功能和肠道菌群的影响，探讨不同形式氧化锌在奶牛实际生产中的应用效果。

1 材料

1.1 试验动物 试验奶牛由天津嘉立荷牧业集团有限公司提供。选择体重相近、健康状况良好的奶牛200头，每组50头。参试奶牛在同一圈舍，采用统一饲养管理。

1.2 试验材料 本试验所使用普通氧化锌（氧化锌含量为98%）来源于江苏安丘市恒山锌业有限公司；纳米氧化锌（氧化锌含量为93%）来源于济源市鲁泰纳米材料有限公司；改性氧化锌（氧化锌含量为86%）来源于海顺新材料。

2 方法

2.1 试验设计 试验将体重相近、健康状况良好的奶牛200头分为4组，每组50头。对照组饲喂基础日粮，基础日粮为玉米-豆粕型日粮，基本组成及营养水平见表1。试验组饲喂添加不同形式氧化锌的饲料，具体添加水平为试验I组：普通氧化锌；试验II组：纳米氧化锌；试验III组：改性氧化锌。每组添加水平均为120 mg/kg。预试验10 d，正式期3个月。奶牛采用自由采食和自由饮水的饲养管理模式，且按照正常免疫进行疫苗接种、常规驱虫和管理，控制室内温度、光照和通风条件，保障试验统一性。试验结束后进行相关指标测定。

表1 基础日粮组成及营养水平

2.2 测定指标与方法

2.2.1 生长性能测定 试验开始和结束时，试验开始和结束时对奶牛进行禁食12h处理，后对各组奶牛进行称重，记录每组的初重和末重，统计采食量，并且计算每组的日增重、日采食量和料重比。

2.2.2 免疫功能测定 参照刘尚霞（2022）的方法采集奶牛空肠样本，液氮冷冻后-80℃保存，用于免疫功能的测定。采用TRIzol法提取冷冻空肠样本总RNA，采用反转录试剂盒（赛默飞）进行反转录，且进行实时荧光定量PCR，以β-actin为内参，检测黏蛋白2及β防御素3的测定，检测所使用引物序列参照李清丰等（2022）的报道。采用2-△△Ct方法对PCR数据进行分析。且进一步检测奶牛空肠中免疫球蛋白A的含量。所有操作均按照试剂盒说明和程序正常进行。

2.2.3 肠道菌群测定 试验结束前5 d，每日采集100 g粪便，冷藏保存，后续用于检测粪便微生物含量。参照 GB/T 18869-2019，GB/T 13091-2002及 GB/T 4789.34-2016测定肠道菌群数量（大肠杆菌、乳酸杆菌及梭菌XIVa）。

2.3 数据统计与分析 用Excel对各组数据进行处理，使用SPSS6.0对数据进行单因素方差分析（One-way ANOVA），P＜ 0.05表示显著差异。

3 结果分析

3.1 不同形式氧化锌对奶牛生长性能的影响由表2可知，与对照组相比，试验I、II和III组的平均日增重、平均日采食量及料重比均显著增加（P＜0.05），其中试验III组的平均日增重、平均日采食量和料重比显著大于试验I组和II组（P＜0.05），而试验I组和II的平均日增重、平均日采食量无显著性差异（P＞0.05），而试验II组的料重比显著大于试验I组（P＜0.05）。

表2 不同形式氧化锌对奶牛生长性能的影响

3.2 不同形式氧化锌对奶牛免疫功能的影响由表3可知，与对照组相比，试验I、II和III组的黏蛋白2及β防御素3的mRNA表达量显著增加，且免疫球蛋白A的含量也显著增加（P＜0.05）。其中试验III组的黏蛋白2及β防御素3的mRNa表达量显著大于试验II组，大于试验I组（P＜0.05），且免疫球蛋白A含量变化也表现出相同趋势。

表3 不同形式氧化锌对奶牛免疫功能的影响

3.3 不同形式氧化锌对奶牛肠道菌群的影响由表4可知，与对照组相比，试验I、II和III组的大肠杆菌含量显著降低（P＜0.05），而乳酸杆菌含量显著增加（P＜0.05），试验III组的梭菌XIVa含量显著增加（P＜0.05）；其中试验III组的大肠杆菌含量显著小于试验I组和II组（P＜0.05），而试验I组和II的大肠杆菌无显著性差异（P＞0.05）；试验III组的乳酸杆菌含量显著大于试验I组和II组（P＜0.05），而试验I组和II的乳酸杆菌含量无显著性差异（P＞0.05）。

表4不同形式氧化锌对奶牛肠道菌群的影响 ×105 CFU/g

4 讨论与结论

4.1 不同形式氧化锌对奶牛生长性能的影响锌在动物机体细胞分化及增值等方面发挥着极大作用（向敏荣等，2022）。近些年，锌被广泛应用到饲料加工和畜牧生产中，一方面，饲料中较高的锌水平可以有效促进动物味蕾细胞再生，提高动物食欲，间接提升动物生长性能；另一方面，较高的锌水平可以改善动物肠道菌群，提升动物肠道抗菌能力，间接提升动物对饲料的消化吸收水平。近些年，大量研究开始关注不同形式的氧化锌在动物生产中的应用，其中王思甜等（2022）指出，氧化锌能有效提升感染猪流行性腹泻病毒仔猪的抗氧化能力，大大提升其生长性能（王思甜等，2022）。陈伟（2016）指出，纳米氧化锌和有机氧化锌均能提升锌在蛋鸡小肠中的吸收，增加蛋壳厚度（陈伟，2016）。在本试验中，与对照组相比，饲粮中添加不同形式的氧化锌均能显著提升奶牛平均日增重、平均日采食量及料重比（P＜0.05）。而添加普通氧化锌和纳米氧化锌组的奶牛平均日增重和平均日采食量均无显著差异（P＞0.05）。由此可以看出，氧化锌能显著提升奶牛生长性能，而其中改性氧化锌的效果更优。研究发现，改性氧化锌在提升动物生长性能的同时也能达到缓解生态压力，改善环境的效果。以往鲜有对改性氧化锌对奶牛生长性能影响的研究，在本研究中，改性氧化锌对改善奶牛生长性能表现出较优的效果，这可能是由于改性氧化性改善了纳米氧化性的特性，提升了其稳定性和分散性（杨运和任菊秋，2008），大大提升了奶牛对纳米氧化锌的吸收，进而改善了奶牛生长性能。

4.2 不同形式氧化锌对奶牛免疫功能的影响消化道免疫防疫机制的发育，对改善动物机体消化吸收系统，优化动物饲养方式均有作用。黏液层主要由高度糖基化的黏液蛋白组成，其中黏蛋白2作为黏液层中的一种黏液蛋白，其合成可能也是影响动物肠道屏障的重要因素（夏冰，2022）。β防御素3作为动物防御系统的主要组成部分也具有极强抗菌和免疫调节活性（石晨龙，2013）。本研究发现，与对照组相比，不同形式氧化锌均能显著提升奶牛空肠中黏蛋白2和β防御素3的mRNA表达量，这和Liu等（2014）的研究结果相似。这些结果表明，不同形式氧化锌在改善奶牛肠道内部免疫屏障，提升奶牛免疫功能等方面有极大的作用。除此之外，本试验也发现，不同形式氧化锌能显著提升奶牛肠道中免疫球蛋白A的含量，免疫球蛋白作为肠道黏膜免疫系统中的重要免疫因子，在调节肠道微生物平衡方面发挥重要作用（陈宝剑等，2021）。此外，改性氧化锌对奶牛肠道有更好的免疫功能调节作用，这和上述提到的改性氧化锌提升奶牛生长性能较优的结果一致。

4.3 不同形式氧化锌对奶牛肠道菌群的影响粪便中微生物菌群数量及平衡可以在一定程度上反映反刍动物肠胃中的微生物环境，进而反映其对饲料中营养元素的消化和吸收情况。前人研究发现，氧化锌对大肠杆菌、沙门氏菌及金黄色葡萄球菌等致病菌均有不同程度的抑制作用（苗胜男，2022；谢中等，2019），表明氧化锌在维持肠道微生物菌群平衡和抗菌、抑菌等方面有一定的作用。本研究发现，与对照组相比，不同形式氧化锌均可显著降低奶牛空肠中大肠杆菌数量，显著增加乳酸杆菌数量，仅有改性氧化锌显著增加了梭菌XIVa含量。由此可以看出，不同形式氧化锌在奶牛肠道中表现出一定的抑菌作用，且在维持奶牛肠道菌群平衡方面有一定作用。改性氧化锌显著增加了奶牛肠道中梭菌XIVa含量，而梭菌XIVa作为肠道中的兼性厌氧菌，可以发酵底物产生丁酸，从而在肠道中形成一种极低的酸性环境，有效抑制肠道中有害菌的分化繁殖（孙文恺，2020）。除此之外，梭菌XIVa营造的这种酸性环境反过来也会给嗜酸性乳酸杆菌的生长繁殖提供有益环境，进而达到维持奶牛肠道菌群平衡的作用。

综上所述，日粮中添加不同形式氧化锌可提升奶牛生长性能，且在维持奶牛肠道菌群平衡，抑制肠道有害菌方面发挥作用，同时具有一定免疫调节功能，提升奶牛的免疫性能，其中改性氧化性表现出较大提升。