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      血根堿對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能、腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)及小腸黏膜免疫功能的影響

      2018-05-24 06:58:01陳家順康寶聚曾建國胡海波趙玉蓉符晨星
      關(guān)鍵詞:博落回飼糧小腸

      陳家順 康寶聚 曾建國 胡海波 趙玉蓉 陳 柳 姚 康* 符晨星,*

      (1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,長(zhǎng)沙 410128;2.中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所,亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖南省畜禽健康養(yǎng)殖工程技術(shù)中心,長(zhǎng)沙 410125;3.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué),湖南省植物功能成分利用協(xié)同創(chuàng)新中心,長(zhǎng)沙 410128;4.湖南美可達(dá)生物資源有限公司,長(zhǎng)沙 410128;5.瀏陽市畜牧獸醫(yī)水產(chǎn)局,瀏陽 410300)

      在現(xiàn)代生豬生產(chǎn)中,為了提高母豬繁殖效率,降低母子間疾病傳播幾率等,早期斷奶早已被采用。然而由于生理、營(yíng)養(yǎng)和環(huán)境的突然改變,導(dǎo)致斷奶仔豬采食量下降、腸道疾病頻發(fā)、生長(zhǎng)阻滯、死亡率提高,通常稱之為斷奶應(yīng)激綜合征[1]。盡管在斷奶仔豬飼糧中添加抗生素能在一定程度上提高動(dòng)物的生長(zhǎng)性能和抗病能力,緩解斷奶應(yīng)激綜合征[2],但是抗生素類飼料添加劑的大量使用,甚至濫用,導(dǎo)致畜禽胃腸道內(nèi)的細(xì)菌耐藥性大幅提高,動(dòng)物體內(nèi)殘留和環(huán)境污染等問題日漸加劇,從而影響動(dòng)物源性的食品安全,并直接影響人類健康和環(huán)境安全[3-4]。因此,迫切需要開發(fā)新的無藥物殘留、無污染、無抗藥性的綠色抗生素用于畜牧養(yǎng)殖業(yè)。血根堿是從博落回中分離出來的苯菲啶異喹啉類生物堿,具有使用后易降解,對(duì)環(huán)境污染小的優(yōu)勢(shì),其成分特殊,作用機(jī)理獨(dú)特[5-6]。血根堿及其衍生物具有較強(qiáng)的細(xì)胞滲透性,對(duì)一些病原菌,如沙門氏菌、金黃色葡萄球菌和大腸桿菌等具有較強(qiáng)抑制作用[7]。血根堿還具有抗腫瘤[8-10]、增強(qiáng)免疫力[11]、抗炎[12]、抗氧化[13]等多種藥理作用,由此可見,血根堿以其特有的藥理學(xué)特性,具有開發(fā)成新型綠色飼料添加劑的潛力。隨著血根堿在人類臨床中的廣泛應(yīng)用,其在畜禽養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用也備受關(guān)注。Kosina等[13]研究表明,在28日齡斷奶仔豬飼料中添加含3.75 mg/kg血根堿的博落回生物堿,能夠刺激仔豬食欲來增加采食量,保護(hù)腸道內(nèi)必需氨基酸的降解,進(jìn)而促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)。Lee等[14]和劉靖[15]研究表明,肉雞飼糧中血根堿與有機(jī)酸聯(lián)用能夠改善腸道結(jié)構(gòu)及腸道菌群平衡而達(dá)到促生長(zhǎng)效果。云龍[16]研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加血根堿能顯著提高黃羽肉雞血清免疫球蛋白M(IgM)含量,并改善腸道形態(tài)結(jié)構(gòu),促進(jìn)雞的生長(zhǎng)性能。目前,有關(guān)血根堿在畜禽中促生長(zhǎng)效果的原因還不是很明確,但都提到可能與改善腸道健康有關(guān),而其對(duì)斷奶仔豬腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)及免疫功能的影響研究尚未見報(bào)道?;诖耍驹囼?yàn)在斷奶仔豬飼糧中添加血根堿,探討其對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能、腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)及小腸黏膜免疫功能的影響,旨在為開發(fā)安全、高效、環(huán)保的無抗仔豬飼糧提供理論依據(jù)和參考。

      1 材料與方法

      1.1 試驗(yàn)材料

      血根堿制劑:血根堿有效濃度為1.5%,由湖南美可達(dá)生物資源有限公司提供;所用抗生素為金霉素,有效成分含量為15%,市售產(chǎn)品。

      1.2 試驗(yàn)動(dòng)物與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

      試驗(yàn)選取23日齡平均體重為(6.55±0.18) kg的健康“杜×長(zhǎng)×白”三元雜交斷奶仔豬36頭,按體重相近、性別比例相同原則隨機(jī)分為3組,分別飼喂基礎(chǔ)飼糧(對(duì)照組)、基礎(chǔ)飼糧+75 mg/kg 金霉素(抗生素組)、基礎(chǔ)飼糧+50 mg/kg血根堿(血根堿組),每組12個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)1頭豬,試驗(yàn)期21 d。

      1.3 試驗(yàn)飼糧與飼養(yǎng)管理

      試驗(yàn)基礎(chǔ)飼糧按照NRC(2012)[17]飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)配制,其組成及營(yíng)養(yǎng)水平見表1。本試驗(yàn)在中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所動(dòng)物樓飼養(yǎng)室進(jìn)行,仔豬采用不銹鋼單籠飼養(yǎng)。每天對(duì)仔豬進(jìn)行喂食3次,時(shí)間分別為07:30、12:00和18:30,自由采食和飲水,粉料飼喂,以食槽無剩料為原則。試驗(yàn)期間每日準(zhǔn)確記錄每頭豬的實(shí)際采食量,觀察豬群的健康情況。室內(nèi)消毒、清掃按常規(guī)程序進(jìn)行,并保持豬舍通風(fēng)、清潔。

      表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(飼喂基礎(chǔ))

      1)預(yù)混料為每千克飼糧提供 The premix provided the following per kg of the diet:VA 10 800 IU,VD34 000 IU,VE 40 IU,VK33.4 mg,VB11.6 mg,VB212 mg,VB66 mg,VB120.05 mg,生物素 biotin 0.2 mg,葉酸 folic acid 2 mg,煙酸 niacin 50 mg,D-泛酸鈣D-calcium pantothenate 25 mg,Fe 80 mg,Cu 100 mg,Mn 50 mg,Zn 90 mg,Co 1 mg,Se 0.17 mg,I 0.15 mg。

      2)營(yíng)養(yǎng)水平為計(jì)算值。Nutrient levels were calculated values.

      1.4 樣品采集

      于試驗(yàn)結(jié)束后,禁食12 h,所有試驗(yàn)豬靜脈注射150.00 mg/kg BW戊巴比妥鈉,待其麻醉后,按常規(guī)程序進(jìn)行屠宰,并采集小腸各段[包括十二指腸(距幽門約10 cm處)、空腸(小腸中段)及回腸(距回盲腸結(jié)遠(yuǎn)端約5 cm處)]各2.5 cm,固定于10%中性甲醛溶液中,用于制作石蠟切片,蘇木精-伊紅(HE)染色以檢測(cè)腸道形態(tài)。各腸段剩余部分用剪刀輕輕剖開10 cm左右的十二指腸、空腸和回腸腸段,用無菌磷酸鹽緩沖液(PBS)輕輕沖洗腸壁內(nèi)容物,并用濾紙吸干腸段表面的水分,而后用玻璃載玻片刮取腸黏膜,使用錫箔紙將樣品進(jìn)行包裹,立即放入液氮中速凍,然后轉(zhuǎn)移至-80 ℃冰箱中保存待測(cè)。

      1.5 測(cè)定指標(biāo)及方法

      1.5.1 生長(zhǎng)性能

      飼養(yǎng)試驗(yàn)開始第1天早晨對(duì)每頭仔豬進(jìn)行空腹稱重,為初始體重,飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)束后再次稱重,記錄仔豬的體重,并計(jì)算出每組仔豬的平均日增重(ADG);記錄每頭仔豬每天的給料量和剩料量,計(jì)算每組仔豬的平均日采食量(ADFI)以及料重比(F/G)。計(jì)算公式如下:

      ADG=(初始體重-終末體重)/試驗(yàn)天數(shù);ADFI=總采食量/試驗(yàn)天數(shù);F/G=ADFI/ADG。

      每天08:00觀察斷奶仔豬糞便情況,記錄每組仔豬日腹瀉頭數(shù)及腹瀉天數(shù),計(jì)算腹瀉率:

      腹瀉率(%)=100×(每天腹瀉頭數(shù)×
      腹瀉天數(shù))/(試驗(yàn)豬頭數(shù)×試驗(yàn)天數(shù))。

      1.5.2 腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)

      取出10%甲醛溶液中固定的腸道組織,經(jīng)常規(guī)脫水、石蠟包埋、切片、HE染色后,利用Motic Images Advanced 3.2軟件,測(cè)量十二指腸、空腸、回腸隱窩深度和絨毛高度,每張切片觀察10個(gè)視野,并計(jì)算絨毛高度/隱窩深度(V/C)值[18]。

      1.5.3 小腸黏膜免疫球蛋白含量

      參考王斌星等[2]的方法,將十二指腸、空腸和回腸黏膜溶于2 mL PBS(pH=7.4)中,于3 500 ×g離心5 min,收集上清液。小腸黏膜免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白A(IgA)和IgM含量均采用豬酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定(ELISA)試劑盒測(cè)定,具體測(cè)定方法見ELISA Kit(南京森貝伽生物科技有限公司)說明書。

      1.6 統(tǒng)計(jì)分析

      試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2013進(jìn)行初步處理,用軟件SPSS 20.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,采用Duncan氏法進(jìn)行多重比較和差異顯著性檢驗(yàn),腹瀉率采用非參數(shù)Kruskal-Wallis檢驗(yàn),數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示。以P<0.01作為差異極顯著的判斷標(biāo)準(zhǔn),P<0.05作為差異顯著的判斷標(biāo)準(zhǔn),0.05≤P<0.10作為呈升高或降低趨勢(shì)的判斷標(biāo)準(zhǔn)。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 血根堿對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的影響

      由表2可知,與對(duì)照組相比,血根堿組和抗生素組的ADG和ADFI顯著提高(P<0.05),F(xiàn)/G和腹瀉率顯著降低(P<0.05);但血根堿組與抗生素組間以上生長(zhǎng)性能指標(biāo)均無顯著性差異(P>0.05)。由此推斷,飼糧中添加血根堿可以提高斷奶仔豬的生長(zhǎng)性能,且效果與添加抗生素相當(dāng)。

      2.2 血根堿對(duì)斷奶仔豬小腸形態(tài)的影響

      由圖1和表3可知,與對(duì)照組相比,血根堿組和抗生素組的十二指腸絨毛高度、V/C值顯著升高(P<0.05),空腸絨毛高度、V/C值極顯著升高(P<0.01),但血根堿組和抗生素組間以上指標(biāo)均無顯著差異(P>0.05);而血根堿組回腸絨毛高度、V/C值顯著高于其他2組(P<0.05)。由此推斷,飼糧中添加血根堿可以增加斷奶仔豬腸道黏膜表面積,從而提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收效率。

      2.3 血根堿對(duì)斷奶仔豬小腸黏膜免疫球蛋白含量的影響

      由表4可知,與對(duì)照組相比,血根堿組和抗生素組十二指腸黏膜IgA含量顯著升高(P<0.05),IgM含量極顯著升高(P< 0.01);空腸黏膜IgA和IgG含量顯著升高(P<0.05);回腸黏膜IgG和IgM含量顯著升高(P<0.05),IgA含量極顯著升高(P<0.01)。但血根堿組和抗生素組間以上指標(biāo)均無顯著差異(P>0.05)。由此推斷,飼糧中添加血根堿可以提高斷奶仔豬的腸道免疫功能。

      表2 血根堿對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的影響

      同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)無字母或相同小寫字母表示差異不顯著(P>0.05),不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05),不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)。下表同。

      In the same row, values with no letter or the same small letter superscripts mean no significant difference (P>0.05), and with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with different capital letter superscripts mean significant difference (P<0.01). The same as below.

      圖1 斷奶仔豬小腸形態(tài)學(xué)檢測(cè)

      項(xiàng)目Items對(duì)照組Controlgroup抗生素組Antibioticgroup血根堿組SanguinarinegroupP值P-value絨毛高度Villusheight/μm十二指腸Duodenum509.31±13.49b554.27±31.21a589.56±19.68a0.015空腸Jejunum500.83±18.78Bb539.94±24.45Aa562.48±30.20Aa0.007回腸Ileum499.16±16.85b515.39±33.74b543.87±11.94a0.023隱窩深度Cryptdepth/μm十二指腸Duodenum307.55±16.33305.87±18.68300.21±25.570.421空腸Jejunum296.37±18.41287.49±17.56270.33±10.260.095回腸Ileum280.43±13.99271.58±19.27257.59±28.120.147絨毛高度/隱窩深度V/C十二指腸Duodenum1.66±0.09b1.81±0.11a1.96±0.12a0.038空腸Jejunum1.69±0.04Bb1.88±0.05Aa2.08±0.11Aa0.006回腸Ileum1.78±0.07b1.89±0.18b2.11±0.11a0.014

      表4 血根堿對(duì)斷奶仔豬小腸黏膜免疫球蛋白含量的影響

      3 討 論

      血根堿是一種新型待開發(fā)的植物性生物堿,其作為一種飼料添加劑在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)和飼料中的應(yīng)用,主要是基于作為抗生素的替代物來進(jìn)行的[19]。長(zhǎng)期大量使用抗生素會(huì)引起病原菌耐藥性增強(qiáng)、腸道正常菌群結(jié)構(gòu)被破壞以及藥物殘留等一系列的問題,給人類健康造成潛在的威脅。大鼠的安全評(píng)估研究表明,高劑量的血根堿及其衍生物長(zhǎng)期飼喂大鼠90 d,不引起機(jī)體損傷,且其原形物或代謝產(chǎn)物不在體內(nèi)殘留[20]。同時(shí)國內(nèi)外一些研究表明,血根堿在畜禽應(yīng)用中有顯著的促生長(zhǎng)和降低腹瀉效果。饒華等[21]研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加血根堿能顯著提高斷奶仔豬ADG和ADFI,降低腹瀉率和緩解仔豬斷奶應(yīng)激,同時(shí)與添加金霉素相比,ADG和ADFI差異不顯著。戴波[22]研究也發(fā)現(xiàn),在飼糧中添加血根堿能夠降低斷奶仔豬腹瀉率。Kantas等[23]研究表明,飼糧中添加50 mg/kg血根堿能夠增加斷奶仔豬的體重和ADG。Vieira等[24]研究報(bào)道,在火雞飼糧中添加50 mg/kg血根堿,提高了火雞的生長(zhǎng)性能。本研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加50 mg/kg血根堿顯著提高了斷奶仔豬的ADG和ADFI,顯著降低了腹瀉率,并達(dá)到與抗生素相當(dāng)?shù)男Ч?,這與上述研究結(jié)果基本一致,其促生長(zhǎng)作用機(jī)理可能是:1)血根堿與色氨酸結(jié)構(gòu)相似,具有類似的含氮環(huán)狀結(jié)構(gòu),可以抑制腸道內(nèi)芳香族氨基酸脫羧酶活性,減少芳香族氨基酸降解,提高仔豬對(duì)色氨酸、苯丙氨酸在小腸中的利用效率,增加蛋白質(zhì)的沉積[25];2)也可能是由于血根堿具有抗氧化功能,降低了肌肉的抗氧化反應(yīng),減少氧化應(yīng)激[13];3)還可能是因?yàn)轱暭Z中添加血根堿增加了空腸和回腸相對(duì)長(zhǎng)度[14],改變了腸道形態(tài),進(jìn)而促進(jìn)了有效的營(yíng)養(yǎng)吸收,提高了飼糧消化率,從而促進(jìn)仔豬生長(zhǎng)。

      小腸作為動(dòng)物消化、吸收的主要場(chǎng)所,常作為衡量動(dòng)物消化吸收功能的重要指標(biāo)。小腸黏膜形態(tài)結(jié)構(gòu)的完整性與否是保證動(dòng)物消化吸收功能的關(guān)鍵。而小腸絨毛高度、絨毛寬度、隱窩深度及V/C值是反映小腸黏膜形態(tài)結(jié)構(gòu)及功能完整性最直接的指標(biāo)[26]。小腸絨毛高度越大,小腸吸收面積就越大;腸絨毛寬度越大、隱窩越深,消化吸收功能就越低;V/C值越大,消化吸收能力就越強(qiáng)[27]。Lee等[14]研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加血根堿增加了肉雞空腸和回腸相對(duì)長(zhǎng)度。賀喜等[28]研究表明,飼糧中添加博落回生物堿可以顯著提高黃羽肉雞V/C值。本試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),飼糧中添加血根堿顯著提高了絨毛高度和V/C值,且有降低空腸隱窩深度的趨勢(shì),這與血根堿促進(jìn)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的結(jié)果相一致[29]。上述結(jié)果說明血根堿可以改善斷奶仔豬腸道黏膜形態(tài)結(jié)構(gòu)的發(fā)育,從而提高對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收能力,進(jìn)而提高動(dòng)物的生長(zhǎng)性能。李杰等[30]利用體外培養(yǎng)豬腸道上皮細(xì)胞(intestinal porcine epithelial cells,IPEC-1)研究表明,血根堿濃度在0.006 25~0.1 μg/mL對(duì)IPEC-1的增殖有顯著的促進(jìn)作用。這說明血根堿可能通過促進(jìn)小腸細(xì)胞增殖分化更新,從而增強(qiáng)小腸消化、吸收、免疫屏障和應(yīng)激反應(yīng)等。此外,血根堿改善小腸黏膜組織結(jié)構(gòu)還可能與血根堿作為抗菌物質(zhì),能夠抑制大腸桿菌等病原菌在腸道上定植,增加腸道乳酸桿菌的數(shù)量[31],從而對(duì)腸道黏膜起到保護(hù)作用有關(guān)。本試驗(yàn)中,血根堿與抗生素對(duì)斷奶仔豬小腸生長(zhǎng)發(fā)育的影響無顯著差異??股乜捎行б种撇≡脑鲋?,但會(huì)破壞胃腸道微生物菌群結(jié)構(gòu),血根堿能夠通過競(jìng)爭(zhēng)性抑制有害病原菌的繁殖[32-34],從而對(duì)腸道菌群結(jié)構(gòu)起到保護(hù)作用[14]。同時(shí),這也在一定程度解釋了血根堿降低斷奶仔豬腹瀉的原因。對(duì)于血根堿對(duì)斷奶仔豬腸道菌群結(jié)構(gòu)和腸道發(fā)育的影響,還需進(jìn)一步深入研究。

      動(dòng)物試驗(yàn)證明博落回具有較好的免疫增強(qiáng)作用,可提高血清白蛋白/球蛋白值,對(duì)T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞功能均有刺激作用[35-36]。血根堿作為博落回中主要有效成分,近幾年,中國一些獸藥公司把血根堿作為免疫增強(qiáng)劑添加到飼料中,用于提高動(dòng)物的免疫力。滿意等[37]研究表明,飼糧中添加博落回提取物能夠提高斷奶仔豬血清IgG含量,顯著改善免疫功能,明顯增強(qiáng)斷奶仔豬抗病能力,從而改善生長(zhǎng)性能,且其效果優(yōu)于土霉素。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,飼糧中添加血根堿可顯著提高斷奶仔豬小腸黏膜IgA、IgG和IgM含量,達(dá)到與抗生素相當(dāng)?shù)男Ч?,這與云龍[16]和何夏陽[29]的研究結(jié)果相一致。

      4 結(jié) 論

      飼糧中添加血根堿可以改善腸黏膜形態(tài),提高小腸黏膜免疫功能,從而提高斷奶仔豬的生長(zhǎng)性能,達(dá)到與添加抗生素相當(dāng)?shù)男Ч?。結(jié)果提示,血根堿可有效緩解斷奶應(yīng)激,用于減少或替代抗生素在斷奶仔豬飼糧中的使用。

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