枯草芽孢桿菌對櫻桃谷肉鴨生長性能、免疫器官指數、腸道菌群及腸道形態的影響

畜牧編輯

　　摘要: 本試驗旨在研究枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）對櫻桃谷肉鴨生長性能、免疫器官指數、腸道菌群及腸道形態的影響。試驗選取2周齡體重相近、健康的櫻桃谷肉鴨600只，隨機分為3組，每組4個重復，每個重復50只。對照組飼喂基礎飼糧，試驗組分別在基礎飼糧中添加2 g/kg枯草芽孢桿菌（BS組）和1 g/kg復合芽孢桿菌（CB組）。試驗期為4周。結果表明：1）與對照組相比，BS組和CB組肉鴨第5周和第3~6周的平均日采食量均極顯著降低（P < 0.01），第5周的料重比顯著降低（P < 0.05）；CB組第3~6周的料重比顯著降低（P < 0.05）。2）BS組和CB組肉鴨的胸腺指數顯著高于對照組（P < 0.05），各組之間的脾臟指數和法氏囊指數差異不顯著（P>0.05）。3）BS組和CB組肉鴨盲腸中菌落總數、芽孢桿菌數量均顯著高于對照組（P < 0.05），大腸桿菌數量顯著低于對照組（P < 0.05）；BS組肉鴨盲腸中乳酸菌數量顯著高于對照組（P < 0.05）。4）BS組和CB組肉鴨十二指腸絨毛高度、黏膜厚度、絨毛高度/隱窩深度以及空腸黏膜厚度顯著高于對照組（P < 0.05），并且空腸隱窩深度顯著低于對照組（P < 0.05）。由此可見，飼糧中添加枯草芽孢桿菌可改善腸道形態，增加腸道內有益菌的數量以及刺激免疫器官的發育，促進肉鴨生長。

　　關鍵詞: 枯草芽孢桿菌     櫻桃谷肉鴨     免疫器官指數     腸道菌群     腸道形態

　　用于動物生產中的抗生素在提高生長性能的同時也引入許多問題[1]。無論是治療還是預防上，抗生素使用導致的細菌耐藥性、正常微生物區系的不平衡、食品中藥物殘留等問題在全球不斷提升。目前，益生菌作為抗生素的替代品被成功應用，動物飼糧中添加益生菌具有預防疾病、促進生長的作用。益生菌的出現也使得現代畜禽養殖業的疾病治療手段發生了巨大改變，從以前抗生素主導的化學治療手段進入微觀生物免疫的新領域。研究表明，益生菌不僅可以調節保持腸內穩態的共生細菌，而且還可以增強腸上皮細胞的屏障功能以及促進腸道健康[2-5]。在動物飼糧中添加益生菌可以減少腸道大腸桿菌、沙門氏菌以及梭菌等病原菌的數量[6-8]。芽孢桿菌作為一種新型的益生菌，因其內生孢子性質穩定，能夠抵抗低溫、化學、紫外線輻射等大量物理應激因子；同時可以產生較強的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶等，能夠有效降解復雜的碳水化合物[9]；以及具有耐酸、耐鹽、耐高溫、易儲存加工和運輸的特性[10]；除此之外還具有消除病原菌、抗氧化、廣譜抗菌、免疫調節和食品發酵的能力，是畜禽養殖中研究和使用較多的一類益生菌[11-14]。其中枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)和地衣芽孢桿菌等已在我國得到批準可用作飼料添加劑。已有研究表明，枯草芽孢桿菌具有促進畜禽對營養物質的消化吸收、提高飼料利用率、減少腸道中有害菌群、調節胃腸道微生態平衡以及提高抗病力等多種功效[15-17]。但枯草芽孢桿菌對肉鴨系統性的研究報道相對較少。因此，本試驗通過利用前期篩選出的一株枯草芽孢桿菌作為益生菌添加到肉鴨飼糧中，并以商品化復合芽孢桿菌為對照，研究其對肉鴨生長性能、免疫器官指數、腸道形態及腸道菌群等的影響，旨在為該益生菌在肉鴨配合飼料中的應用和研究提供科學依據。

　　1 材料與方法
　　1.1 試驗材料

　　枯草芽孢桿菌(活菌數量為1×109 CFU/g)由實驗室分離篩選并制備；復合芽孢桿菌(含有枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌，活菌數量≥3×1010 CFU/g)由某公司提供。

　　1.2 試驗設計

　　選取2周齡體重相近、健康的櫻桃谷肉鴨600只，隨機分為3組，每組4個重復，每個重復50只。對照組飼喂基礎飼糧，試驗組分別在基礎飼糧中添加2 g/kg枯草芽孢桿菌(BS組)和1 g/kg復合芽孢桿菌(CB組)。基礎飼糧組成及營養水平見表 1。

　　1.3 飼養管理

　　試驗在武漢市農科院試驗鴨場進行，采用發酵床網上養殖模式，自由采食和飲水，其他飼養管理措施、免疫程序按鴨場常規管理程序進行。試驗期為4周。

　　1.4 指標檢測
　1.4.1 生長性能測定

　　于試驗的第1、2、3、4周末空腹稱重，每個重復隨機抽取30只鴨逐只稱重，并記錄每周飼料消耗和死亡鴨只數，計算試驗期間的平均日采食量、平均日增重、料重比和死亡率。

　　1.4.2 免疫器官指數和腸道菌群的測定

　　于42日齡時，每個重復選取3只，每組共12只體況相近的健康鴨屠宰，分別采集胸腺、脾臟及法氏囊，剔除脂肪后稱重，計算胸腺指數、脾臟指數和法氏囊指數。

　　免疫器官指數=免疫器官重量(g)/活重(kg)。

　　在超凈臺內稀釋采集的盲腸內容物，選擇2~3個適宜稀釋度分別接種于營養瓊脂、乳酸細菌培養基(MRS)瓊脂、伊紅美藍瓊脂平板(所用培養基均購自青島海博生物技術有限公司)，測定菌落總數及乳酸菌、大腸桿菌數量；選擇2~3個適宜稀釋度，80 ℃水浴15 min后，接種于營養瓊脂平板，測定芽孢桿菌的數量。采用平板菌落計數法進行統計，結果用1 g腸道內容物中細菌數量的對數值[lg(CFU/g)]表示。

　　1.4.3 腸道形態的測定

　　于42日齡時，每個重復選取3只，每組共12只體況相近的健康鴨屠宰，分別采集十二指腸、空腸和盲腸中段各2 cm組織樣，生理鹽水沖洗干凈，置于4%多聚甲醛溶液中固定，按照常規方法制作石蠟切片，每個腸段取5張不連續切片，每張切片隨機選5個典型視野(絨毛完整、走向平直)，選取5個最長絨毛測量絨毛高度、隱窩深度和黏膜厚度，并計算絨毛高度/隱窩深度(V/C)。

　　1.5 數據處理

　　試驗數據用Excel 2007和SPSS 18.0進行統計分析，結果用“平均值±標準差”表示。P＜0.05表示差異顯著，P＜0.01表示差異極顯著。

　　2 結果與分析

　　2.1 枯草芽孢桿菌對肉鴨生長性能的影響

　　枯草芽孢桿菌對肉鴨生長性能的影響見表 2。第3~6周，各組平均日增重、平均日采食量及料重比均呈現增加的趨勢。其中，第3周，BS組料重比顯著高于對照組(P＜0.05)，CB組與BS組之間料重比差異不顯著(P>0.05)；第5周，對照組平均日采食量極顯著高于BS組和CB組(P＜0.01)，對照組料重比顯著高于BS組和CB組(P＜0.05)；第6周，CB組平均日采食量極顯著低于對照組和BS組(P＜0.01)。總體來看，第3~6周，對照組平均日采食量極顯著高于BS組和CB組(P＜0.01)，對照組料重比顯著高于CB組(P＜0.05)，各組之間平均日增重和死亡率差異均不顯著(P>0.05)。

　　由此可見，飼糧中添加枯草芽孢桿菌、復合芽孢桿菌均能夠促進肉鴨后期生長發育。

　　2.2 枯草芽孢桿菌對肉鴨免疫器官指數的影響

　　枯草芽孢桿菌對肉鴨免疫器官指數的影響見表 3。42日齡時，BS組和CB組的胸腺指數顯著高于對照組(P＜0.05)，各組之間脾臟指數和法氏囊指數差異不顯著(P>0.05)，但BS組和CB組脾臟指數和法氏囊指數均有增加的趨勢。

　　由此可見，飼糧中添加枯草芽孢桿菌能夠促進乳酸菌的生長，抑制大腸桿菌的繁殖，維持腸道微生物區系的平衡，促進肉鴨生長。

　　2.4 枯草芽孢桿菌對肉鴨腸道形態的影響

　　枯草芽孢桿菌對肉鴨腸道形態的影響見表 5。42日齡時，BS組和CB組肉鴨十二指腸的V/C極顯著高于對照組(P＜0.01)，絨毛高度和黏膜厚度顯著高于對照組(P＜0.05)；BS組隱窩深度顯著低于對照組(P＜0.05)；CB組隱窩深度低于對照組，但差異不顯著(P>0.05)。BS組和CB組肉鴨空腸的隱窩深度顯著低于對照組(P＜0.05)，黏膜厚度顯著高于對照組(P＜0.05)；CB組V/C顯著高于對照組(P＜0.05)；BS組V/C略高于對照組，但差異不顯著(P>0.05)。CB組肉鴨回腸的V/C極顯著高于對照組(P＜0.01)；BS組V/C略高于對照組，但差異不顯著(P>0.05)。

　　由圖 1可見，BS組和CB組肉鴨絨毛結構較整齊規則，層次分明，絨毛較長且緊密，隱窩較淺。對照組絨毛較短且稀疏，隱窩較深。

　　由圖 1可見，BS組和CB組肉鴨絨毛結構較整齊規則，層次分明，絨毛較長且緊密，隱窩較淺。對照組絨毛較短且稀疏，隱窩較深。

　　由此可知，飼糧中添加枯草芽孢桿菌、復合芽孢桿菌可以提高肉鴨十二指腸絨毛高度，降低十二指腸、空腸隱窩深度，提高十二指腸、空腸黏膜厚度，改善腸道結構，促進小腸發育。

　　3 討論
　　3.1 枯草芽孢桿菌對肉鴨生長性能的影響

　　許多研究表明，在肉鴨飼糧中添加適量的枯草芽孢桿菌可以提高飼料的利用率，改善肉鴨的生長性能[16, 18-19]。本試驗研究表明，在肉鴨飼糧中添加枯草芽孢桿菌能夠降低42日齡肉鴨后期(第5周)和全期(第3~6周)的平均日采食量和料重比。這與齊博等[20]研究結果相似。BS組和CB組前期(第3周)料重比較高，可能是芽孢桿菌在腸道內定植以及對腸道微生態體系的調節作用需要一定的時間。此外，益生菌提高動物的生長性能主要是通過提供營養和消化酶[21]。芽孢桿菌能夠提供某些營養素、維生素K、維生素B12以及一些胞外酶和生長因子[22]。這些成分能夠改善腸道的消化功能，提高動物對飼糧中營養物質的消化和吸收。

　　3.2 枯草芽孢桿菌對肉鴨免疫器官指數的影響

　　胸腺、法氏囊、脾臟對于禽類的免疫功能至關重要。其中胸腺是中樞免疫器官之一，在誘導T淋巴細胞分化和成熟中起重要作用，法氏囊是禽類特異性的體液免疫器官。脾臟作為最大的外周免疫器官，主要參與機體的體液免疫和細胞免疫。Heckert等[23]指出，測量免疫器官重量是評價雞免疫狀況的常用方法。枯草芽孢桿菌可以在腸道內產生多種有益物質，如維生素、氨基酸類等，這些有益物質可以促進免疫器官的發育。本研究結果表明，飼糧中添加枯草芽孢桿菌對42日齡肉鴨胸腺的發育有顯著的促進作用；對脾臟和法氏囊的發育也有一定的促進作用，但是效果不顯著。這與趙娜等[24]的研究結果相似。然而另一些研究表明，肉鴨飼糧中添加益生菌可顯著增加法氏囊指數或者胸腺指數和脾臟指數[16, 25]。免疫器官發育的差異可能與動物機體的健康狀況、益生菌在腸道產生的免疫活性成分、菌種的生物學特性以及添加的濃度有關。

　　3.3 枯草芽孢桿菌對肉鴨腸道菌群的影響

　　動物腸道微生物區系的平衡對于動物的生長發育有著直接的影響。在飼養管理中不可避免的會導致大腸桿菌、沙門氏菌、腸球菌等病原菌進入畜禽腸道內繁殖。進入腸道的病原菌會通過產生毒素和有害物質減少腸道微生物的種類與數量，降低腸道微生物的多樣性[26-27]。腸道微生物多樣性的減少會降低腸內穩態和抵御病原菌的能力。研究表明，益生菌不僅能夠通過刺激先天或后天免疫系統，還可以通過調節腸上皮細胞的通透性、黏液分泌以及分泌抗菌化合物增強機體抵抗病原菌[4]；此外，Li等[28]報道，芽孢桿菌能抑制腸道有害菌的繁殖，促進腸道有益菌的生長。本試驗研究發現，飼糧中添加枯草芽孢桿菌能夠使肉鴨盲腸菌落總數及芽孢桿菌、乳酸菌的數量顯著增加，大腸桿菌的數量顯著下降。這說明枯草芽孢桿菌能夠在肉鴨腸道內定植，通過促進肉鴨腸道微生物區系的平衡，發揮益生功效。

　　另外，枯草芽孢桿菌發揮益生功效主要是由于其可以以芽孢的形態被動物攝入體內，在腸道內迅速增殖形成厭氧的環境，促進乳酸菌、雙歧桿菌等厭氧有益菌的繁殖，通過降低腸道pH抑制病原菌的生長，通過分泌抗菌肽和細菌素類的抗菌活性物質抑制病原菌的繁殖[29-30]，以及通過競爭排斥作用減少病原菌在腸道內的定植等多方面共同作用來調節肉鴨腸道內的穩態，從而促進肉鴨的生長發育。

　　3.4 枯草芽孢桿菌對肉鴨腸道組織形態的影響

　　小腸在營養物質吸收方面占據重要的位置。絨毛高度、黏膜厚度、隱窩深度是反映小腸功能的主要指標。當絨毛高度增加時，與小腸內營養物質的接觸面積也相應增加，從而增強對營養物質的消化吸收能力[31]。研究表明，益生菌在腸道內的代謝產物(乳酸、琥珀酸、短鏈揮發性脂肪酸等)，除了用于宿主的能量需求，還會刺激黏膜層下的血管，促進腸絨毛的發育。隱窩是腸細胞增殖、分化的地方，并且腸道隱窩從基部向絨毛方向不斷分化，促進絨毛生長。隱窩深度會隨著基部細胞的生成率的變化而變化，生成率降低則隱窩深度變淺，進而腸上皮細胞成熟率上升，增強對腸道營養物質消化吸收的能力。此外，淺的隱窩深度會促進腸上皮細胞的快速更新以應對致病菌的炎癥[32]。因此，V/C可以評價動物腸道生理的變化，V/C升高，表明腸黏膜結構改善，消化吸收能力增強。益生菌促進動物腸道黏膜結構發育和改善主要是益生菌進入動物腸道內，能夠不斷的刺激腸道黏膜發育以及腸上皮細胞的更新，從而提高絨毛高度/隱窩深度；益生菌在腸道內能夠通過競爭抑制以及產生一些抗菌肽、細菌素等代謝產物抑制有害菌的定植，減少對腸道黏膜的損傷，進而促進腸道健康。研究表明，在櫻桃谷鴨(28日齡)飼糧中添加益生芽孢桿菌能夠顯著提高十二指腸、空腸的絨毛高度、V/C以及降低十二指腸隱窩深度[16]。在臨武鴨飼糧中添加5.0×1010 CFU/kg枯草芽孢桿菌，對空腸和回腸V/C有顯著影響[33]。本試驗研究表明，飼糧中添加枯草芽孢桿菌能提高十二指腸絨毛高度和V/C，降低十二指腸、空腸隱窩深度。這表明枯草芽孢桿菌可以改善肉鴨腸道結構，促進小腸的發育，特別是十二指腸和空腸。

　　4 結論

　　① 飼糧中添加枯草芽孢桿菌可以提高肉鴨的生長性能。
　　② 飼糧中添加枯草芽孢桿菌可以抑制肉鴨盲腸中有害菌的生長，促進有益菌的增殖，維持腸道微生物區系的平衡，刺激免疫器官的發育。
　　③ 飼糧中添加枯草芽孢桿菌可以改善肉鴨腸道黏膜結構，促進小腸的發育。

　　參考文獻：略
　　作者：胡振華，楊永平 楊 宇 葉勝強王麗霞  鄧 兵 陳 星 凌明湖 龔 萍  龔炎長
　　來源：動物營養學報