酵母培養(yǎng)物對黃羽肉雞生長性能、免疫功能和盲腸微生物區(qū)系的影響

趙桂玲 牛 玉 張瑞強 代 兵 楊彩梅

(浙江農(nóng)林大學(xué)動物科技學(xué)院·動物醫(yī)學(xué)院，杭州311300)

酵母培養(yǎng)物是酵母菌經(jīng)特定條件下發(fā)酵形成的一種微生態(tài)制品，主要成分為酵母和代謝產(chǎn)物如肽、醇、酯和有機酸等[1]。研究發(fā)現(xiàn)，酵母培養(yǎng)物作為飼料添加劑可以改善動物的生長性能和健康。酵母培養(yǎng)物可以調(diào)節(jié)腸道微生物，提高蛋雞的蛋品質(zhì)和繁殖性能[2]，降低蛋雞腸道沙門氏菌的水平和腸炎的發(fā)病率[3]。He等[4]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加酵母培養(yǎng)物改善了育肥豬的生長性能和腸道健康。此外，酵母培養(yǎng)物還可以通過Toll樣受體2(Toll-like receptor 2，TLR2)通路增強鯽魚的免疫力和抗病能力[5]。不過，飼糧中添加酵母培養(yǎng)物對肉雞免疫功能和腸道健康的影響研究較少。因此，本研究通過研究飼糧添加不同水平酵母培養(yǎng)物對肉雞生長性能、免疫功能和盲腸微生物區(qū)系的影響，旨在為酵母培養(yǎng)物在肉雞上的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

酵母培養(yǎng)物：褐色粉末，pH為4.3，購自浙江某生物科技股份有限公司。

主要成分：底物組成為黃芪、黨參、陳皮、香附、白芍、山藥、烏梅、甘草、黃芪浸膏、豆粕及谷物副產(chǎn)物；菌株為乳酸菌和酵母菌(活菌數(shù)為1×106CFU/g)；粗蛋白質(zhì)含量≥16%，小肽比例30%～40%(占蛋白質(zhì)比例)，甘露聚糖含量≥0.5%，總酸含量≥10%，中藥多糖含量5%，水分含量≤12%。

發(fā)酵工藝：液體發(fā)酵、滅菌熟化、冷卻接種、連續(xù)好氧、深度厭氧和滾筒+氣流式干燥。

1.2 試驗設(shè)計及飼糧

試驗選取360只1日齡黃羽肉雞公雛，隨機分為3個組，每組8個重復(fù)，每個重復(fù)15羽。對照組(YC0組)飼喂基礎(chǔ)飼糧，試驗組分別在基礎(chǔ)飼糧中添加1 000(YC1000組)和2 000 mg/kg(YC2000組)酵母培養(yǎng)物。試驗期70 d?；A(chǔ)飼糧參照《黃羽肉雞營養(yǎng)需要量》(NY/T 3645—2020)配制，為玉米-豆粕型飼糧，其組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

續(xù)表1項目 Items含量 Content1～35日齡 1 to 35 days of age36～70日齡 36 to 70 days of age大豆油 Soybean oil1.603.50石粉 Limestone2.102.40發(fā)酵豆粕 Fermented soybean meal2.60磷酸氫鈣 CaHPO42.001.80氯化鈉 NaCl0.300.30預(yù)混料 Premix1)1.001.00合計 Total100.00100.00營養(yǎng)水平 Nutrient levels2)代謝能 ME/(MJ/kg)12.2012.92粗蛋白質(zhì) CP20.2017.10賴氨酸 Lys1.201.06蛋氨酸+半胱氨酸 Met+Cys0.900.73鈣 Ca0.860.74總磷 TP0.600.58

1.3 飼養(yǎng)管理

試驗雞群采用籠養(yǎng)方式飼養(yǎng)，飼養(yǎng)管理和常規(guī)免疫按黃羽肉雞飼養(yǎng)管理技術(shù)規(guī)程進行，試驗期間雞只自由采食、自由飲水。本試驗經(jīng)浙江農(nóng)林大學(xué)動物倫理委員會批準(zhǔn)。

1.4 測定指標(biāo)及方法

1.4.1 生長性能

試驗期間，每天觀察雞群健康狀況，記錄死淘數(shù)，分別在肉雞35和70日齡以各重復(fù)為單位對肉雞進行空腹稱重，并統(tǒng)計各重復(fù)肉雞試驗期間的耗料量，計算平均體重(ABW)、平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)和料重比(F/G)。

1.4.2 免疫器官指數(shù)

70日齡時，每個重復(fù)選擇1羽接近平均體重的雞進行屠宰，解剖取出胸腺、脾臟和法氏囊稱重，計算免疫器官指數(shù)：

免疫器官指數(shù)(g/kg)=免疫器官鮮重(g)/宰前活重(kg)。

1.4.3 血清指標(biāo)

70日齡時，每個重復(fù)選擇1羽接近平均體重的雞，頸靜脈采血，室溫放置30 min，4 ℃、6 000 r/min離心10 min，收集血清。采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)法測定血清免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白Y(IgY)和免疫球蛋白M(IgM)含量以及血清白細胞介素-1β(IL-1β)、白細胞介素-2(IL-2)、白細胞介素-6(IL-6)、白細胞介素-10(IL-10)和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)含量；采用微板法測定血清谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)和總超氧化物歧化酶(T-SOD)活性、總抗氧化能力(T-AOC)以及丙二醛(MDA)含量，采用比色法測定血清過氧化氫酶(CAT)活性。上述指標(biāo)測定所用試劑盒均購自南京奧青生物技術(shù)有限公司。

1.4.4 盲腸微生物區(qū)系

70日齡時，每個重復(fù)選擇1羽接近平均體重的雞進行屠宰，分離盲腸，收集盲腸食糜置于無菌凍存管中，液氮速凍后于-80 ℃保存待送樣檢測。樣品委托上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司進行16S rDNA測序，基于Illumina NovaSeq測序平臺對V3～V4高變區(qū)進行雙末端測序，然后基于有效數(shù)據(jù)進行操作分類單元(OTU)聚類和物種分類分析。根據(jù)OTU聚類結(jié)果，對每個OTU的代表序列做物種注釋，得到對應(yīng)的物種信息和基于物種的豐度分布情況。

1.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

使用Excel 2019對所得數(shù)據(jù)進行初步整理后，采用SPSS 26統(tǒng)計分析軟件進行單因素方差分析和Duncan氏多重比較，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，以P<0.05作為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 飼糧添加酵母培養(yǎng)物對黃羽肉雞生長性能的影響

由表2可知，與YC0組(對照組)相比，YC1000組黃羽肉雞70日齡ABW顯著提高(P<0.05)。1～35日齡和36～70日齡，飼糧添加不同水平酵母培養(yǎng)物對黃羽肉雞ABW、ADG、ADFI和F/G均無顯著影響(P>0.05)，但YC2000組1～35日齡F/G顯著高于YC1000組(P<0.05)。1～70日齡，與YC0組相比，YC1000組ADG有提高趨勢，但差異不顯著(P>0.05)；YC1000組F/G顯著降低(P<0.05)，YC2000組F/G組顯著差異(P>0.05)。

表2 飼糧添加酵母培養(yǎng)物對黃羽肉雞生長性能的影響

2.2 飼糧添加酵母培養(yǎng)物對黃羽肉雞免疫器官指數(shù)的影響

由表3可知，與YC0組相比，YC1000組和YC2000組黃羽肉雞脾臟指數(shù)和法氏囊指數(shù)均有一定程度的提高，但差異不顯著(P>0.05)。

表3 飼糧添加酵母培養(yǎng)物對黃羽肉雞免疫器官指數(shù)的影響

2.3 飼糧添加酵母培養(yǎng)物對黃羽肉雞血清免疫球蛋白含量的影響

由表4可知，與YC0組相比，YC1000組和YC2000組黃羽肉雞血清IgA和IgY含量均顯著提高(P<0.05)，血清IgM含量無顯著差異(P>0.05)。

表4 飼糧添加酵母培養(yǎng)物對黃羽肉雞血清免疫球蛋白含量的影響

2.4 飼糧添加酵母培養(yǎng)物對黃羽肉雞血清炎癥因子含量的影響

由表5可知，與YC0組相比，YC1000組和YC2000組黃羽肉雞血清IL-1β、IL-2、IL-6和TNF-α含量顯著降低(P<0.05)，血清IL-10含量顯著提高(P<0.05)。與YC2000組相比，YC1000組血清IL-1β含量顯著降低(P<0.05)，血清IL-10含量顯著提高(P<0.05)。

表5 飼糧添加酵母培養(yǎng)物對黃羽肉雞血清炎癥因子含量的影響

2.5 飼糧添加酵母培養(yǎng)物對黃羽肉雞血清抗氧化指標(biāo)的影響

由表6可知，與YC0組相比，YC1000組和YC2000組黃羽肉雞血清GSH-Px、T-SOD、CAT活性和T-AOC均顯著提高(P<0.05)，血清MDA含量顯著降低(P<0.05)。與YC2000組相比，YC1000組血清GSH-Px、T-SOD活性和T-AOC顯著提高(P<0.05)，血清MDA含量顯著降低(P<0.05)。

表6 飼糧添加酵母培養(yǎng)物對黃羽肉雞血清抗氧化指標(biāo)的影響

2.6 飼糧添加酵母培養(yǎng)物對黃羽肉雞盲腸微生物區(qū)系的影響

2.6.1 飼糧添加酵母培養(yǎng)物對黃羽肉雞盲腸微生物alpha和beta多樣性的影響

由表7可知，與YC0組相比，YC2000組黃羽肉雞盲腸微生物Chao指數(shù)和Shannon指數(shù)均顯著提高(P<0.05)。如圖1所示，以主坐標(biāo)分析(PCoA)為代表的beta多樣性分析結(jié)果表明，YC1000組和YC2000組盲腸微生物之間有聚類現(xiàn)象，存在更為相似的微生物群落；在相似性分析(ANOSIM)中發(fā)現(xiàn)，R2=0.261 2、P=0.001，表明組間差異顯著大于組內(nèi)差異。

表7 飼糧添加酵母培養(yǎng)物對黃羽肉雞盲腸微生物alpha多樣性的影響

圖1 主坐標(biāo)分析

2.6.2 飼糧添加酵母培養(yǎng)物對黃羽肉雞盲腸微生物門和屬水平上的影響

如圖2-A所示，在門水平上，黃羽肉雞盲腸微生物中以擬桿菌門(Bacteroidota)、厚壁菌門(Firmicutes)、疣微菌門(Verrucomicrobiota)、脫硫桿菌門(Desulfobacterota)和互氧菌門(Synergistota)為優(yōu)勢菌門。

如圖2-B所示，在屬水平上，盲腸微生物中以擬桿菌屬(Bacteroides)、普雷沃氏菌屬UCG-001(Prevotellaceae_UCG-001)、未分類的毛螺菌科(unclassified_f_Lachnospiraceae)、理研菌科RC9腸道群(Rikenellaceae_RC9_gut_group)和考拉桿菌屬(Phascolarctobacterium)為優(yōu)勢菌屬。

如圖3所示，在門水平上，與YC0組相比，YC1000組黃羽肉雞盲腸迷蹤菌門(Elusimicrobiota)相對豐度顯著提高(P<0.05)。在屬水平上，與YC0組相比，YC1000組和YC2000組盲腸擬桿菌屬相對豐度顯著降低(P<0.05)；與YC2000組相比，YC1000組盲腸理研菌科RC9腸道群相對豐度顯著提高(P<0.05)。

3 討 論

3.1 飼糧添加酵母培養(yǎng)物對黃羽肉雞生長性能的影響

本研究結(jié)果顯示，與YC0組相比，YC1000組黃羽肉雞70日齡ABW顯著提高，1～70日齡F/G顯著降低。研究表明，飼糧添加酵母培養(yǎng)物能夠提高畜禽的生長性能[6]；陳脊宇等[7]研究表明，飼糧添加0.2%～0.8%酵母培養(yǎng)物能不同程度地提高五黑雞生長性能和蛋品質(zhì)；補充酵母產(chǎn)品能夠提高犢牛的ADG和飼料轉(zhuǎn)化率(FCR)，改善犢牛胃腸道的發(fā)育[8]；飼糧添加酵母培養(yǎng)物能提高肉雞ADG和FCR[9]。本研究結(jié)果與前人的研究結(jié)果基本一致，這可能是由于飼糧添加酵母培養(yǎng)物后，肉雞對營養(yǎng)物質(zhì)的利用率提高，從而生長性能得到提高。

圖2 黃羽肉雞盲腸微生物在門水平和屬水平上的相對豐度

3.2 飼糧添加酵母培養(yǎng)物對黃羽肉雞免疫功能的影響

免疫球蛋白的含量反映了動物的免疫狀態(tài)。IgA、IgY和IgM是肉雞體內(nèi)3種主要的免疫球蛋白，對雞免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)具有重要的作用[10]。酵母培養(yǎng)物含有不同的免疫刺激劑(β-葡聚糖、甘露糖蛋白、幾丁質(zhì)和核苷酸)，可以產(chǎn)生更普遍的免疫反應(yīng)，改善動物的免疫狀態(tài)[11]。王斌星等[12]研究表明，飼糧添加300 mL/kg釀酒酵母發(fā)酵液可顯著提高斷奶仔豬十二指腸、空腸和回腸黏膜IgA、免疫球蛋白G(IgG)和IgM含量。周苗等[13]研究發(fā)現(xiàn)，酵母培養(yǎng)物可顯著提高固始雞血清IgM含量。本研究結(jié)果顯示，飼糧添加不同水平酵母培養(yǎng)物均能顯著提高黃羽肉雞血清IgA和IgY含量，但對免疫器官指數(shù)無顯著影響，這可能是由于酵母培養(yǎng)物的添加不足以影響免疫器官相對重量的變化。

細胞因子在機體的調(diào)節(jié)中起著至關(guān)重要的作用[14]，研究表明，促炎因子大量釋放會破壞腸道完整性和腸道屏障功能[15]。McCaffrey等[16]研究表明，飼糧添加酵母細胞壁能顯著下調(diào)肉雞血清促炎細胞因子IL-1β、白細胞介素-12(IL-12)和白細胞介素-18(IL-18)mRNA表達水平，減少細胞壞死。Browne等[17]研究表明，酵母可以下調(diào)HT-29細胞IL-1βmRNA表達水平。飼糧添加酵母培養(yǎng)物可以降低圍產(chǎn)期奶牛血清IL-6和白細胞介素-8(IL-8)含量，下調(diào)子宮IL-6 mRNA表達水平[18]。本研究結(jié)果顯示，飼糧添加酵母培養(yǎng)物能顯著降低黃羽肉雞血清IL-1β、IL-2、IL-6和TNF-α含量，顯著提高血清IL-10含量，這表明酵母培養(yǎng)物可以降低肉雞血清中炎癥因子的含量，且添加1 000 mg/kg酵母培養(yǎng)物的效果要優(yōu)于添加2 000 mg/kg。

*表示P<0.05，**表示P<0.01，***表示P<0.001。

3.3 飼糧添加酵母培養(yǎng)物對黃羽肉雞血清抗氧化指標(biāo)的影響

抗氧化系統(tǒng)的關(guān)鍵酶，如超氧化物歧化酶(SOD)、GSH-Px和CAT，可以清除機體過量的自由基，對機體的健康起著至關(guān)重要的作用。Bu等[11]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧添加10 g/kg的酵母培養(yǎng)物可以增強烏蘇里鯰魚肝臟SOD和GSH-Px活性，降低肝臟MDA含量。飼糧添加酵母培養(yǎng)物能夠提高肉雞空腸和血清SOD和GSH-Px活性，降低血清MDA含量[19-20]。本研究結(jié)果顯示，飼糧添加酵母培養(yǎng)物能夠顯著提高黃羽肉雞血清GSH-Px、T-SOD、CAT活性和T-AOC，降低血清MDA含量，與前人的研究結(jié)果相似。由此可見，酵母培養(yǎng)物具有較強的抗氧化能力，且添加1 000 mg/kg酵母培養(yǎng)物的效果要優(yōu)于添加2 000 mg/kg。

3.4 飼糧添加酵母培養(yǎng)物對黃羽肉雞盲腸微生物區(qū)系的影響

腸道菌群是體內(nèi)最大、最復(fù)雜的微生態(tài)系統(tǒng)，微生物群通過競爭排斥和產(chǎn)生抑菌和殺菌物質(zhì)來減少和防止腸道有害菌的定植[21]。本試驗中，alpha多樣性分析表明，飼糧添加酵母培養(yǎng)物能改善肉雞盲腸微生物的多樣性。在門水平上，黃羽肉雞盲腸以擬桿菌門和厚壁菌門相對豐度較高，與前人的研究結(jié)果[22]相似；但也有研究發(fā)現(xiàn)，厚壁菌門在肉雞盲腸微生物中的相對豐度最高[23]，這可能是由于試驗肉雞品種、日齡不同，盲腸內(nèi)的微生物豐度存在差異。

本試驗中，與YC0組相比，在門水平上，YC1000組黃羽肉雞盲腸迷蹤菌門相對豐度顯著提高；在屬水平上，YC1000組和YC2000組盲腸擬桿菌屬相對豐度顯著降低，且與YC2000組相比，YC1000組盲腸理研菌科RC9腸道群相對豐度顯著提高，這與前人的研究結(jié)果[24-25]相似。Berry等[26]研究表明，擬桿菌屬能降解黏液寡糖，從而破壞腸黏膜屏障，引起腸道炎癥。研究發(fā)現(xiàn)，理研菌科RC9腸道群可以促進腸道中碳水化合物的消化和吸收[26]，與促炎細胞因子和其他損傷因素呈負相關(guān)[27]，且能夠通過增加丁酸鹽水平以保護黏膜屏障功能[28]，而丁酸鹽在腸道生理和宿主健康中起重要作用。結(jié)果提示，酵母培養(yǎng)物可以通過增加有益菌，減少有害菌來改善黃羽肉雞腸道健康，從而促進其生長性能的提高。

4 結(jié) 論

飼糧添加酵母培養(yǎng)物能夠降低黃羽肉雞F/G，增強血清免疫和抗氧化功能，降低盲腸擬桿菌屬相對豐度，提高盲腸理研菌科RC9腸道群相對豐度，且以添加1 000 mg/kg效果為佳。