凝結(jié)芽孢桿菌對黔北麻羊生長性能、養(yǎng)分消化和免疫的影響

陳 琴，王春梅，許天政，孫澄慧，茍昌勇，施曉麗，劉宏林，王 守，李亞平，車麗濤

（1. 高原山地動物遺傳育種與繁殖教育部重點實驗室 / 貴州大學(xué)貴州省動物遺傳育種與繁殖重點實驗室 / 貴州大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院, 貴州 貴陽 550025；2. 貴州省黔東南苗族侗族自治州黎平縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局, 貴州 黎平 557300；3. 貴州省黔南布依族苗族自治州甕安縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局, 貴州 甕安 550400；4. 昆明三正生物科技(集團)有限公司, 云南 昆明 650200；5. 宜賓學(xué)院, 四川 宜賓 644000）

凝結(jié)芽孢桿菌(Bacillus coagulans, BC)為芽孢桿菌屬，是一種產(chǎn)乳酸的兼性厭氧型革蘭氏陽性菌，兼具乳酸菌抑菌與芽孢桿菌耐熱的共同優(yōu)點，且耐酸和膽鹽[1-3]。此外，凝結(jié)芽孢桿菌還可改善動物胃腸功能和提高機體免疫力，從而維護動物機體健康、提高生產(chǎn)性能[4-6]。研究表明，添加凝結(jié)芽孢桿菌可提高仔雞腸道乳酸桿菌和雙歧桿菌數(shù)量，促進養(yǎng)分消化[7]；改善斷奶仔豬腸道屏障功能完整性，提高生產(chǎn)性能[8]；通過提高機體免疫調(diào)節(jié)和助益抗炎作用，減輕人類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎癥狀[9]。故而凝結(jié)芽孢桿菌廣泛應(yīng)用于人類膳食或單胃動物飼料中[3,10-11]，成為替抗研究和食品制造的關(guān)注熱點。但凝結(jié)芽孢桿菌應(yīng)用在反芻動物中是否有促生長和改善健康等作用的報道較少。

黔北麻羊是貴州省的三大地方優(yōu)良山羊品種之一，具有良好的經(jīng)濟價值，因肉質(zhì)鮮美、適應(yīng)性強、蛋白質(zhì)含量高等優(yōu)點[12]，深受當?shù)仞B(yǎng)殖戶喜養(yǎng)。本試驗擬初步探討凝結(jié)芽孢桿菌對黔北麻羊生長、養(yǎng)分利用和機體免疫的效應(yīng)，以期為黔北麻羊的健康養(yǎng)殖提供技術(shù)支持，推動黔北麻羊產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并助力鄉(xiāng)村振興。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

凝結(jié)芽孢桿菌由昆明三正生物科技(集團)有限公司提供。

1.2 試驗設(shè)計和日糧

試驗采用單因素隨機區(qū)組設(shè)計，選擇體況良好、8月齡、體重(24.15 ± 2.66) kg的黔北麻羊36只，隨機分為3個處理組(對照組、試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組)，每組3個重復(fù)，每重復(fù)4只羊(公母各半)，3個處理組之間的麻羊初始體重在統(tǒng)計學(xué)a= 0.05水平上無顯著性差異。本研究參照中國肉羊飼養(yǎng)標準(NY/T 816-2004) 20～30 kg、日增重為50 g·d-1的山羊營養(yǎng)需求設(shè)計基礎(chǔ)日糧(表1)，基礎(chǔ)日糧添加1 × 105和2 × 105CFU·kg-1凝結(jié)芽孢桿菌預(yù)混料配制試驗I組和II組的日糧。

表1 試驗日糧組成及營養(yǎng)水平Table 1 Ingredients and nutrient levels of basal diet

1.3 飼養(yǎng)管理

試驗前清掃并用5% NaOH和1%百毒殺消毒羊舍，試驗期間保持圈舍清潔衛(wèi)生。試驗預(yù)試期(10 d)、正試期(30 d)。每天喂料兩次(08:00和17:00)，試驗羊只自由采食和飲水，每日剩料量不超過前日飼喂量的10%。

1.4 消化試驗和血液樣品采集

正試期最后7 d采用全收糞法進行消化試驗，按總糞樣的5%稱重取樣，按取樣10%的糞樣滴加20 mL 10%鹽酸固氮，混勻后于-20 ℃冰箱中冷凍保存。待試驗結(jié)束，將7 d飼料樣和糞樣分別混勻，在55 ℃烘箱中制備風(fēng)干樣本，粉碎，過0.425 mm篩，用作常規(guī)養(yǎng)分的分析。正試期30 d，空腹16 h后，用肝素鈉抗凝采血管和普通真空采血管分別頸靜脈采血4 mL，靜置30 min，3 000 r·min-1離心15 min分離血漿和血清，于-80 ℃冰箱中保存以備分析。

1.5 檢測指標及方法

1.5.1 體增重

正試期的第1天和最后一天晨飼前空腹測定羊 只 體 重，計 算 日 增 重(average daily gain, ADG)。正試期每天記錄投料和剩料量，計算干物質(zhì)采食量(dry matter intake, DMI)。每個重復(fù)取5%飼料樣，全部收取剩料樣，于-20 ℃保存，待試驗結(jié)束后，將全期的飼料樣和剩料樣分別按重復(fù)混勻，于55 ℃烘箱中制備風(fēng)干樣本，以備養(yǎng)分分析，計算養(yǎng)分攝入量。

1.5.2 養(yǎng)分表觀消化率

飼料和糞中干物質(zhì)(DM)、總能(GE)、粗蛋白(CP)、中性洗滌纖維(NDF)、鈣(Ca)和磷(P)含量分別參照國家標準GB/T 10648-1999、GB/T 3484-2009、GB/T5009.5-2003、GB/T 20806-2006、GB/T 5009.92-2003和GB/T 5009.87-2003進行測定。養(yǎng)分表觀消化率計算如下：養(yǎng)分表觀消化率 = (養(yǎng)分攝入量 - 糞中養(yǎng)分排泄量)/養(yǎng)分攝入量 × 100%。

1.5.3 血液生化指標和細胞因子

血漿中葡萄糖(Glu)采用葡萄糖氧化酶法檢測，甘油三酯(TG)采用GPO-PAP法檢測，尿素氮(BUN)采用脲酶法檢測；血清中白細胞介素-1β (IL-1β)、白細胞介素-6 (IL-6)、腫瘤壞死因子-α (TNF-α)均采用酶 聯(lián) 免 疫 吸 附(enzyme-linked immuno sorbent assay,ELISA)法檢測，免疫球蛋白G (IgG)和免疫球蛋白A (IgA)采用免疫比濁法檢測。試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 18.0軟件進行單因素方差分析，Duncan法進行均值的多重比較，分析結(jié)果用平均值 ± 標準差(Mean ± SD)表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 凝結(jié)芽孢桿菌對黔北麻羊生長性能的影響

在日糧中添加2 × 105CFU·kg-1凝結(jié)芽孢桿菌可顯著提高黔北麻羊的ADG (P＜ 0.05)，但添加1 ×105CFU·kg-1凝結(jié)芽孢桿菌對試驗羊的ADG無顯著促進作用(P＞ 0.05)，且凝結(jié)芽孢桿菌水平對羊只的采食亦無顯著影響(P＞ 0.05) (表2)。

表2 凝結(jié)芽孢桿菌對黔北麻羊生長性能的影響Table 2 Effects of Bacillus coagulans on growth performance in Qianbei brown goats

2.2 凝結(jié)芽孢桿菌對黔北麻羊養(yǎng)分表觀消化率的影響

飼糧中添加凝結(jié)芽孢桿菌對GE、DM、CP、NDF、Ca和P的消化率均無顯著影響(P＞ 0.05) (表3)。

表3 凝結(jié)芽孢桿菌對黔北麻羊養(yǎng)分表觀消化率的影響Table 3 Effects of Bacillus coagulans on apparent nutrient digestibilities in Qianbei brown goats

2.3 凝結(jié)芽孢桿菌對黔北麻羊血液生化指標的影響

與對照組相比，2 × 105CFU·kg-1凝結(jié)芽孢桿菌可以顯著提高黔北麻羊血液中IgG和IgA含量，降低IL-1β、IL-6和TNF-α水平(P＜ 0.05)；1 × 105CFU·kg-1凝結(jié)芽孢桿菌對各項指標的影響差異不顯著(P＞0.05) (表4)。

表4 凝結(jié)芽孢桿菌對黔北麻羊血液生化指標的影響Table 4 Effects of Bacillus coagulans on serum biochemical indexes of Qianbei brown goats

3 討論

本研究中，添加2.0 × 105CFU·kg-1凝結(jié)芽孢桿菌雖對黔北麻羊育肥羊采食和養(yǎng)分消化無顯著影響，但能促進黔北麻羊生長，提高機體免疫，并降低炎癥 反 應(yīng)，而 添 加1.0 × 105CFU·kg-1則 對 黔 北 麻 羊增重卻無顯著影響，故存在劑量效應(yīng)。在斷奶仔豬中的研究顯示，添加0.5 × 1010CFU·kg-1凝結(jié)芽孢桿菌時對仔豬ADG無顯著影響，當增加至2.0 × 1010CFU·kg-1時卻顯著提高仔豬ADG，其作者認為足量的凝結(jié)芽孢桿菌才能促進動物腸道菌群平衡，從而改善仔豬健康，促進生長[13]。凝結(jié)芽孢桿菌亦可促進黔北麻羊斷奶羔羊的生長，1.0 × 105CFU·kg-1凝結(jié)芽孢桿菌提高羔羊增重17.12%～28.14%[14]。添加3.33 × 109CFU·kg-1凝結(jié)芽孢桿菌制劑，增加蛋雞血清IgG和IgA含量，提高產(chǎn)蛋率[15]。凝結(jié)芽孢桿菌可降低斷奶仔豬白細胞介素-1β (IL-1β)濃度和TNF-α基因表達，減輕炎癥反應(yīng)[16]。因此，凝結(jié)芽孢桿菌可能通過下調(diào)炎癥因子的表達來減輕炎癥反應(yīng)[7,17]，以及促進腸道內(nèi)源性抗菌肽的合成，提高機體黏膜免疫和體液免疫[18]，從而改善黔北麻羊育肥羊的生長性能。

凝結(jié)芽孢桿菌對動物養(yǎng)分消化利用影響的研究報道較少。3月齡羔羊的結(jié)果表明，添加1.0 × 105CFU·kg-1凝結(jié)芽孢桿菌顯著提高日糧CP和NDF消化率，但對DM、Ca和P消化無顯著影響[14]。添加含2 × 109CFU·kg-1凝結(jié)芽孢桿菌合生素能提高斷奶仔豬GE[19]。而本研究結(jié)果表明，添加凝結(jié)芽孢桿菌對GE、DM、CP、NDF、Ca和P的消化均無影響。這可能與羊只生長階段及其胃腸功能發(fā)育有關(guān)。肥育階段的動物腸道發(fā)育較幼齡階段完善，對養(yǎng)分消化利用高于幼齡階段[20]，故凝結(jié)芽孢桿菌對胃腸功能不是很完善的羔羊養(yǎng)分利用的作用較為明顯。

本研究的最佳添加量為2.0 × 105CFU·kg-1，但更高的添加量對黔北麻羊生長性能和細胞因子的影響仍需更進一步的探究。

4 結(jié)論

本研究中，添加2.0 × 105CFU·kg-1凝結(jié)芽孢桿菌提高了黔北麻羊機體免疫力，降低了炎癥因子，從而提高了黔北麻羊的生長。