摘 要 以益生菌复配药食同源植物制备的复合植物菌剂为无抗饲料添加剂,研究基础饲粮中添加复合植物菌剂对断奶仔猪生长性能、腹泻率、血液免疫指标及粪便微生物的影响,旨在评估复合植物菌剂作为饲料添加剂的效果。选取24日龄的断奶仔猪54头,随机分为3组:分别饲喂基础饲粮(空白组)、基础饲粮+50 g/t金霉素(对照组)、基础饲粮+0.2%复合植物菌剂(试验组),其中每组设3个重复,每个重复6头仔猪,预试期3 d,正式试验期30 d。结果显示,与对照组相比,试验组断奶仔猪的末质量、平均日增量和头均耗料量显著升高(P<0.05),发病率和腹泻率降低约50%(P<0.05);血液生化指标中,总蛋白、白蛋白、谷草转氨酶和葡萄糖含量显著升高(P<0.05),尿素氮和甘油三酯含量显著降低(P<0.05);IgG、IgM和IgA含量显著增加 (P<0.05);粪便中大肠杆菌数量显著降低(P<0.05),乳酸菌和双歧杆菌数量显著升高(P<0.05)。综上所述,在基础饲粮中添加0.2%复合植物菌剂可以显著改善断奶仔猪的生长性能,降低腹泻率,提高血液免疫指标,促进肠道有益菌的增殖。
关键词 复合植物菌剂;断奶仔猪;生长性能;腹泻率;血液免疫指标;粪便微生物
中国在生猪规模化生产中施行的早期断奶技术促进了仔猪饲养水平的提高,但也对其生长发育产生不利影响,导致仔猪断奶后出现消化不良、饲料利用率低、抗病能力差、腹泻和生长缓慢等问题[1-2]。因此,在养猪业实际生产中,通常利用高剂量的抗生素作为饲料添加剂以控制仔猪断奶后的不良反应[3]。然而,长期过量使用抗生素已经导致畜产品抗生素残留超标、病原微生物耐药性增强、环境污染不断严重等诸多问题,中国已在2020-01-01起禁止在动物饲料中使用抗生素[3-4]。目前,寻求绿色安全的饲料添加剂替代抗生素已成为畜牧生产行业亟待解决的重大问题。
在断奶仔猪饲粮中单方面使用益生菌或药食同源植物提取物作为饲料添加剂,可以改善仔猪断奶后出现的一系列应激反应[5]。饲料中添加益生菌能够加快仔猪的生长速度,提高饲料利用率和生产性能,并降低仔猪感染肠道疾病的风险等[1];饲料中添加药食同源植物提取物能够促进仔猪的生长发育,改善仔猪健康状况和增加仔猪抗病能力等[6]。益生菌和药食同源植物提取物作为饲料添加剂都具备安全高效、无药残、无毒副作用和不易产生耐药性的优点,是替代抗生素和化学药物的绝佳选择[6-7]。然而,目前关于益生菌复配药食同源植物制备的复合植物菌剂作为饲料添加剂在断奶仔猪的养殖营养中研究较少。因此,本研究以断奶仔猪为试验对象,探讨复合植物菌剂作为饲料添加剂对断奶仔猪生长性能、腹泻率、血液免疫指标及肠道微生物的影响,旨在评估复合植物菌剂替代抗生素作为饲料添加剂的效果,为复合植物菌剂在断奶仔猪健康养殖中的应用提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
植物乳杆菌和酵母菌由安徽农业大学生命科学学院薛挺教授实验室馈赠,嗜热链球菌购自西安某生物科技有限公司。对3种益生菌进行冷冻干燥制备益生菌剂,复水后存活率均达到7×108 CFU/g。药食同源植物黄芪片和山楂片,由合肥某生物科技有限公司提供。试剂盒包括人白蛋白酶联免疫分析(货号:JYM1128Hu)、人尿素氮酶联免疫分析(货号:JYM0754Hu)、猪甘油三酯酶联免疫分析(货号:JYM0029Po)、猪胆固醇酶联免疫分析(货号:JYM0004Po)、猪丙氨酸转氨酶酶联免疫分析(货号:JYM0367Po)、猪天冬氨酸转氨酶酶联免疫分析(货号:JYM0363Po)、猪免疫球蛋白A酶联免疫分析(货号:JYM0165Po)、猪免疫球蛋白G酶联免疫分析(货号:JYM0124Po)、猪免疫球蛋白M酶联免疫分析(货号:JYM0123Po)、猪补体成分3酶联免疫分析(货号:JYM0099Po)、猪补体成分4酶联免疫分析(货号:JYM0133Po)、猪白细胞介素2酶联免疫分析(货号:JYM0024Po)、猪白细胞介素4酶联免疫分析(货号:JYM0025Po),由武汉基因美科技有限公司提供。试剂盒双缩脲法蛋白含量检测(货号:AKPR001C)和葡萄糖含量检测(货号:AKSU001C)由Boxbio提供。
1.2 试验设计
黄芪片和山楂片水提后喷雾干燥,制成黄芪粉和山楂粉,与益生菌冷冻干燥后得到的益生菌剂按1∶1的比例混合,制成复合植物菌剂,作为饲料添加剂,将复合植物菌剂与基础饲粮混合后饲喂断奶仔猪。本试验在四川渠县某养殖公司进行。选取54头体况良好,体质量(7.5+0.4) kg、断奶日龄(24±2) d的断奶仔猪,公母各半,随机分成3组:空白组(K1-18)、对照组(D1-18)、试验组(S1-18),每组3个重复,每个重复6头仔猪,并做好标记。仔猪断奶后先进入保育舍3 d,期间观察仔猪健康状况、合群性,逐渐饲喂基础饲粮,然后进入试验期[8]。空白组饲喂常规基础饲粮,对照组饲喂基础饲粮中添加50 g/t金霉素的饲粮,试验组饲喂基础饲粮中添加0.2%复合植物菌剂的饲粮。试验共持续30 d。基础饲粮组成及营养水平见表1。
1.3 饲养管理
试验前对圈舍进行彻底清扫、消毒。试验仔猪自由饮水,分别在每天8:00、11:00、14:00、 17:00和20:00投喂1次,每次饲料投喂量在仔猪停止采食后饲料稍留于喂养槽内为佳[9]。试验开始后每天早晚清扫圈舍1次,其他日常管理与卫生防疫按试验所在养猪场常规程序进行。定期观察试验猪的采食、生长发育和腹泻等情况。
1.4 测定指标及方法
1.4.1 生长性能 在试验期第1天和第31天8:00前空腹称体质量,计算断奶仔猪试验期间的平均日增质量(ADG)和平均净增质量(ANG);记录每天投料量、余料量和损耗量,计算头均耗料量和料质量比(F/G)。
平均净增质量=末质量-始质量;
平均日增质量=平均净增质量÷试验时间;
头均耗料量=总采食量÷试验时间÷仔猪 头数;
料质量比=头均耗料量÷平均净增质量。
1.4.2 腹泻率 详细观察并记录各组断奶仔猪的腹泻情况,腹泻状况的判断参照刁慧等[10]的腹泻评分法,计算仔猪腹泻率。发病率是指一定期间,一定范围内某病发生的频率。
腹泻率=总腹泻头数÷(仔猪头数×试验时间)×100%;
发病率=新发生病例数÷同期总仔猪头数×100%
1.4.3 血液生化指标 在试验正试期第31天晨饲前,从每个重复内随机抽取3头仔猪(每组9头),采用一次性肝素抗凝真空采血管从空腹仔猪前肢静脉采血10 mL,3 000 r/min离心15 min,取上清于离心管中,并做好标记,于-20 ℃冰箱保存[8]。使用试剂盒检测总蛋白(TP)、白蛋白 (ALB)、尿素氮(BUN)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)和葡萄糖(GLU)的含量,以及谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)的活性。具体检测方法参照试剂盒说明书。
1.4.4 免疫指标
使用试剂盒检测免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)、免疫球蛋白G(IgG)、白细胞介素2(IL-2)、白细胞介素4(IL-4)、补体3(C3)和补体4(C4)的含量。具体检测方法参照试剂盒说明书。
1.4.5 粪便微生物含量的测定
在试验正式期第31天晨饲前,收集仔猪新鲜粪便20 g,放入无菌的离心管中,并做好标记,于-80 ℃冰箱保存,用于检测微生物菌落。
在4.5 mL无菌水中加入0.5 g仔猪新鲜粪便,制成10-1稀释液,再吸取0.5 mL 10-1倍稀释液加入4.5 mL无菌水,制成10-2稀释液,用同样的方法进行10-3~10-6倍稀释。对粪便稀释液进行平板涂布,大肠杆菌在37 ℃培养箱中培养24 h,乳酸菌和双歧杆菌在37 ℃厌氧环境下培养48 h。培养结束后进行菌落计数,统计粪便中大肠杆菌、乳酸菌和双歧杆菌的数量。
1.5 数据统计分析
所有试验数据均采用Microsoft Excel 2020软件进行初步处理,然后使用Minitab 20进行单因素方差分析,采用 Duncan’s法进行平均值的多重比较。数据以“平均值±标准差”的形式表示,差异显著性的判断标准定为 P<0.05。
2 结果与分析
2.1 复合植物菌剂对断奶仔猪生长性能的影响
由表2 可知,与空白组相比,试验组断奶仔猪的平均日增质量和头均耗料量显著增加(P< 0.05),增加量分别为12.23%和9.52%;与对照组相比,试验组仔猪的平均日增质量和头均耗料量分别增加10.52%和8.34%(P<0.05);对照组与空白组相比,仔猪的平均日增质量和头均耗料量差异不显著,表明添加0.2%的复合植物菌剂有助于提高断奶仔猪的采食量,增进断奶仔猪的食欲,且优于添加50 g/t金霉素。
2.2 复合植物菌剂对断奶仔猪发病率和腹泻率的影响
由表3可知,在整个试验期间,相比空白组,对照组断奶仔猪发病率和腹泻率显著降低(P<0.05);试验组断奶仔猪的发病率和腹泻率与对照组相比分别降低49.41%和48.54%(P<0.05),说明添加0.2%复合植物菌剂能够显著提高断奶仔猪的健康水平和疾病抵抗能力,且效果优于添加50 g/t金霉素组。
2.3 复合植物菌剂对断奶仔猪血液生化指标的影响
由表4可知,试验组断奶仔猪血液生化指标中的BUN、TC和TG含量显著低于空白组(P<0.05),GLU含量显著高于空白组(P<0.05)。而TP、ALB、ALT和AST含量在三组之间并无差异显著。由此可见,添加0.2%复合植物菌剂有利于增强断奶仔猪体内的蛋白质代谢和脂代谢,从而促进仔猪的生长发育。
2.4 复合植物菌剂对断奶仔猪免疫指标的影响
由表5可知,通过测定断奶仔猪血浆中的IgG,IgM和IgA, IL-4,IL-2以及C3和C4的水平,试验组中 IgG、IgM、IgA和IL-4的含量相比空白组和对照组都显著升高(P<0.05)。由此可见,复合植物菌剂组可以显著提高断奶仔猪特异性体液免疫功能。
2.5 复合植物菌剂对断奶仔猪肠道微生物的 影响
由表6可知,试验组断奶仔猪肠道微生物中大肠杆菌数量相比空白组和对照组显著降低 (P<0.05);而乳酸菌和双歧杆菌数量均显著增加(P<0.05)。由此可见,添加0.2%复合植物菌剂可抑制断奶仔猪肠道微生物中有害菌大肠杆菌的生长,促进益生菌乳酸菌和双歧杆菌的增殖,调节肠道菌群的平衡,减少腹泻等疾病的发生。
3.1 复合植物菌剂对断奶仔猪生长性能的影响
仔猪断奶会产生断奶应激综合征,影响仔猪的生长发育,平均日增质量和料质量比可以直接反映动物对饲料的利用率,是评价生长性能的有效指标。研究发现,益生菌能够加快仔猪的生长发育速度,提高生长性能,能够有效替代抗生素[11]。在断奶仔猪的饲粮中添加适量的黄芪多糖和山楂提取物,可以有效提高仔猪的末质量和平均日增质量,并显著降低仔猪的料重比[12-13]。本试验结果表明,0.2%复合植物菌剂添加于断奶仔猪基础饲粮中可促进仔猪生长,仔猪的平均日增质量和头均耗料量显著增加(P<0.05),其中平均日增质量提高12.2%,由此可见,由益生菌和药食同源植物组成的复合植物菌剂对断奶仔猪的生长具有显著的促进作用。
3.2 复合植物菌剂对断奶仔猪发病率和腹泻率的影响
仔猪断奶后腹泻是全球养猪业面临的一个广泛性问题,断奶后3~9 d内易发生,其腹泻的程度还受饲养条件等的影响[5]。研究发现,仔猪断奶后易发生应激反应,消化酶活性降低导致消化功能紊乱,容易引发疾病[14]。黄芪和山楂具有强健脾胃,促进食欲的作用,将其添加到断奶仔猪的饲料中,可以降低仔猪腹泻率[15]。本试验结果表明,断奶仔猪基础饲粮中添加0.2%复合植物菌剂,断奶仔猪的腹泻率和发病率相比抗生素组均降低约50%(P<0.05),说明复合植物菌剂能够显著改善断奶仔猪的腹泻问题,并减少疾病的 发生。
3.3 复合植物菌剂对断奶仔猪血液生化指标的影响
血清中的生理生化指标能够反映断奶仔猪对蛋白质的吸收与代谢情况。研究表明,黄芪多糖可以显著提高断奶仔猪血清中ALB的含量,复合益生菌可以显著提高AST活性[16]。崔艳红等[17]研究发现,10%益生菌复合发酵料能替代饲料中的抗生素,且对动物机体无不良影响,并优于抗生素对动物机体的作用。本试验结果表明,添加0.2%复合植物菌剂,不仅能够显著降低断奶仔猪体内的BUN、TG和TC含量(P<0.05),而且能够显著提高断奶仔猪体内的GLU含量(P<0.05),说明断奶仔猪体内的蛋白质代谢和脂代谢增强。
3.4 复合植物菌剂对断奶仔猪免疫指标的影响
免疫球蛋白水平的高低可以反映机体对疾病的抵抗能力,血清中主要的免疫球蛋白包括IgA、IgG和IgM,其含量能够反映机体的免疫状况。研究表明,在断奶仔猪的饲粮中加入黄芪,仔猪血清中IgA、IgG、IgM以及补体C3和C4含量明显增加,且在65日龄时抗体依然维持在较高水平[18]。益生菌与中草药混合后作为添加剂,仔猪血清中IgA、IgG和IgM含量极显著增加(P< 0.01)[19]。本试验结果表明,与基础饲粮组和金霉素组相比,在断奶仔猪基础饲粮中添加0.2%复合植物菌剂,可以显著提高血清中免疫球蛋白IgG、IgM和IgA的含量(P<0.05),同时,IL-4的含量也显著提高(P<0.05),说明断奶仔猪的免疫能力得到改善,机体的抗病能力提高。
3.5 复合植物菌剂对断奶仔猪粪便微生物的 影响
断奶仔猪的胃肠道尚未发育成熟,环境改变或饲料更换都会导致仔猪出现应激反应,从而破坏肠道内的菌群稳态,例如乳酸菌和双歧杆菌等益生菌数量减少,而大肠杆菌等有害菌不断增殖[20]。研究表明,在断奶仔猪的饲粮中加入复合益生菌,其大肠杆菌的数量显著减少,能够维护肠道生态平衡,抑制致病菌的生长增殖[21]。本试验结果表明,添加0.2%复合植物菌剂能够促进断奶仔猪粪便中乳酸菌和双歧杆菌的增殖,抑制大肠杆菌的生长,从而预防仔猪肠道疾病。
4 结 论
在断奶仔猪饲粮中添加0.2%复合植物菌剂,能够明显提高仔猪的生长性能,显著降低仔猪的腹泻率和发病率,增强机体免疫力,促进蛋白质合成和血糖水平的提高,改善肠道菌群环境。因此,0.2%复合植物菌剂可替代金霉素在仔猪饲料中的使用,发挥抗病促生长和替抗的功效。
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Effect of a Compound of Probiotics Mixed with Medicine Food Homology Plant on Growth and Blood Immune Indexesand Fecal Microorganism of Weaned Piglets
WANG Yaling1,YANG Endong1,CHENG Xianfang2,WANG Weiyun1 and LIU Jing1
(1.College of Life Science,Anhui Agricultural University, Hefei 230036,China;
2.Anhui Tian’an Biotechnology limited Company, Lu’an Anhui 237200,China)
Abstract In this study, the compound prepared by mixing probiotics-with medicine food homology plants was used as an antibiotic-free feed additive to investigate the effects on growth performance, diarrhea rate, blood immune indexes and fecal microbiota of weaned piglets. The study aimed to evaluate the availability of the compound as substitute for antibiotics in animal feed.. A total of 54 weaned piglets at 24-day-old were randomly divided into 3 groups:basal diet (blank group), basal diet + 50 g/t aureomycin (control group), and basal diet +0.2% the compound (experimental group), with 3 replicates per group and 6 piglets per replication. The 3 groups of piglets were tested for 3 days in pre-period, and then 30 days in formal experiment period. The results showed that, compared with control group, the final mass, average daily gain and average head consumption of weaned piglets in experimental group significantly increased (P<0.05), and the incidence rate and diarrhea rate of weaned piglets in experimental group were reduced by about 50% (P<0.05); in the blood biochemical indexes, the contents of total protein, albumin, aspartate aminotransferase and glucose significantly increased (P<0.05), while the contents of urea nitrogen and triglyceride significantly decreased (P<0.05); the contents of immunoprotein IgG, IgM and IgA significantly increased (P< 0.05); the number of Escherichia coli in fecal microorganisms significantly decreased (P<0.05), while the number of Lactobacillus and Bifidobacteria significantly increased (P<0.05) respectively. In conclusion, adding 0.2% the compound of probiotics mixed with medicine food homology plant to the basal diet of weaned piglets significantly enhances the growth performance, reduces the diarrhea rate, improves the blood immune indexes, and promotes the proliferation of intestinal beneficial bacteria.
Key words Compound of probiotics mixed with medicine food homology plant; Weaned piglets; Growth performance; Diarrhea rate; Blood immune indexes; Fecal microorganisms
Received 2023-01-25 Returned 2023-03-11
Foundation item Key Special Project of Industry,Teaching and Research in Lu’an(No.2020-5).
First author WANG Yalin, female, master student. Research area:microbiology.E-mail:wyl201748@163.com
Corresponding author WANG Weiyun,male,professor. Research area:Chinese medicine.E-mail:weiywswzy@163.com
LIU Jing,female,associate professor.Research area:molecular biology and microbiology.E-mail:liujing9261@ahau.edu.cn
(责任编辑:顾玉兰 Responsible editor:GU Yulan)
基金项目:六安市产学研合作重大专项(2020-5)。
第一作者:王雅玲,女,硕士研究生,研究方向为微生物学。E-mail:wyl201748@163.com
通信作者:汪维云,男,教授,研究方向为中药学。E-mail:weiywswzy@163.com
刘 静,女,副教授,研究方向为分子生物学和微生物学。E-mail:liujing9261@ahau.edu.cn