飼料中添加丁酸梭菌對(duì)卵形鯧鲹幼魚生長性能、血清生化指標(biāo)及腸道菌群和短鏈脂肪酸含量的影響

吳 楊 黃倩倩 虞 為,3 徐創(chuàng)文 洪敏娜 蔣 魁 麥曉勇 陳海誼 林黑著,3 楊 鏗,*

(1.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南海漁業(yè)資源開發(fā)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東省漁業(yè)生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣州 510300;2.信陽農(nóng)林學(xué)院,信陽 464000;3.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所深圳實(shí)驗(yàn)基地,深圳 518121;4.廣州市欣海利生生物科技有限公司,廣州 510300)

卵形鯧鲹(Trachinotusovatus),俗稱金鯧,屬于暖水性洄游魚類。卵形鯧鲹生長快速,適溫范圍廣[1-2],價(jià)格適宜,深受廣大養(yǎng)殖戶青睞。1989年,我國臺(tái)灣省首次人工繁殖卵形鯧鲹苗種成功,卵形鯧鲹人工繁育在我國一些沿海地區(qū)快速發(fā)展并達(dá)到規(guī)模化生產(chǎn)水平。近年來,水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅猛,卵形鯧鲹的集約化養(yǎng)殖規(guī)模逐漸擴(kuò)大,導(dǎo)致水體環(huán)境惡化、魚體疾病頻發(fā)等問題日益凸顯。因此,開發(fā)出一種綠色、高效的飼料產(chǎn)品對(duì)卵形鯧鲹養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

丁酸梭菌由廣州某生物科技有限公司提供,其菌液活菌數(shù)實(shí)測值為1×109CFU/mL?；A(chǔ)飼料中蛋白質(zhì)源主要由魚粉、豆粕、花生粕、豬肉粉和大豆?jié)饪s蛋白提供,脂肪源主要由大豆卵磷脂和魚油提供,糖源主要由小麥粉提供。試驗(yàn)共配制6種等氮等能的試驗(yàn)飼料,丁酸梭菌添加量分別為0、0.25%、0.50%、1.00%、2.00%和4.00%。試驗(yàn)飼料組成及營養(yǎng)水平見表1。飼料開始制作之前將各種飼料原料粉碎后過40目篩網(wǎng)備用。飼料制作時(shí)嚴(yán)格按照飼料配方精準(zhǔn)稱量,采取逐級(jí)擴(kuò)大法將各原料進(jìn)行手動(dòng)混勻,然后再攪拌混合10 min,取出初混飼料粉末,將稱取好的大豆卵磷脂和魚油加入其中,手動(dòng)細(xì)致揉搓混合均勻并過40目篩網(wǎng),然后放入攪拌機(jī)攪拌10 min。按梯度用量筒量取25、50、100、200、400 mL丁酸梭菌菌液于燒杯中,加純凈水至4 L(對(duì)照組加4 L純凈水)后用玻璃棒攪拌均勻,倒入攪拌完成的配合飼料粉末中,并充分混合均勻。最后進(jìn)行擠條和制粒,制成2.5 mm粒徑的沉性飼料。飼料于16 ℃晾干后,裝入帶有標(biāo)簽的密封袋,放入-20 ℃冰箱保存。

續(xù)表1項(xiàng)目Items丁酸梭菌添加量 Clostridium butyricum supplemental level/%00.250.501.002.004.00大豆卵磷脂 Soybean lecithin1.001.001.001.001.001.00魚油 Fish oil6.006.006.006.006.006.00預(yù)混料 Premix1)1.001.001.001.001.001.00氯化膽堿 Choline chloride (50%)0.500.500.500.500.500.50磷酸二氫鈣 Ca(H2PO4)20.500.500.500.500.500.50甜菜堿 Betaine0.500.500.500.500.500.50合計(jì) Total100.00100.00100.00100.00100.00100.00丁酸梭菌菌液 Clostridium butyricum bacterial fluid0.250.501.002.004.00營養(yǎng)水平 Nutrient levels2)干物質(zhì) Dry matter91.2292.3191.3791.5391.7991.22粗蛋白質(zhì) Crude protein44.5944.4344.5845.0345.2544.78粗脂肪 Crude lipid9.259.269.119.0299.229.10粗灰分 Ash11.2111.3111.3311.2811.2711.25

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)和飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)開始前,將卵形鯧鲹幼魚在中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所深圳試驗(yàn)基地池塘網(wǎng)箱中暫養(yǎng)1周后饑餓24 h,挑選活力、大小相似的試驗(yàn)魚450尾,初始體質(zhì)量為(9.55±0.13) g,隨機(jī)分為6組,每組3個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)25尾。各組分別投喂丁酸梭菌添加量為0(C0組,對(duì)照組)、0.25%(C1組)、0.50%(C2組)、1.00%(C3組)、2.00%(C4組)和4.00%(C5組)的試驗(yàn)飼料。

試驗(yàn)魚飼養(yǎng)于規(guī)格為1.0 m×1.0 m×1.5 m的網(wǎng)箱里,共18個(gè)網(wǎng)箱,每個(gè)網(wǎng)箱25尾。養(yǎng)殖試驗(yàn)期間于每天06:00和17:00分別表觀飽食投喂1次。試驗(yàn)期60 d。

1.3 樣品采集

養(yǎng)殖試驗(yàn)結(jié)束后,將所有試驗(yàn)魚饑餓24 h后,對(duì)每個(gè)網(wǎng)箱的魚進(jìn)行稱重并記錄。從每個(gè)網(wǎng)箱中隨機(jī)取5尾,分別記錄其體長和體質(zhì)量。用1 mL無菌注射器(1%肝素鈉潤洗)進(jìn)行尾靜脈取血,將取得的血液離心(3 000×g,4 ℃)10 min,上清液用于血清生化指標(biāo)的測定。取血后將試驗(yàn)魚按順序解剖取出內(nèi)臟團(tuán)和肝臟,并記錄對(duì)應(yīng)的質(zhì)量。取后腸內(nèi)容物約0.5 g于1.5 mL凍存管中,立即放入液氮中保存,用于腸道菌群和短鏈脂肪酸含量的分析。

1.4 指標(biāo)測定

1.4.1 生長性能

相關(guān)指標(biāo)計(jì)算公式如下:

成活率(survival rate,SR,%)=
100×終末尾數(shù)/初始尾數(shù);
增重率(weight gain rate,WGR,%)=
100×(Wt-W0)/W0;
特定生長率(specific growth rate,SGR,%/d)=
100×(lnWt-lnW0)/t;
飼料系數(shù)(feed conversion ratio,FCR)=
F/(Wt-W0);
肥滿度(condition factor,CF)=100×
W/L3;
臟體比(viscerosomatic index,VSI,%)=
100×Wv/W;
肝體比(hepatosomatic index,HSI,%)=
100×Wh/W。

式中:Wt為末均質(zhì)量(g);W0為初均質(zhì)量(g);t為試驗(yàn)天數(shù)(d);F為總攝食量(g);Wh為肝臟質(zhì)量(g);Wv為內(nèi)臟質(zhì)量(g);W為魚體質(zhì)量(g);L為魚體長(cm)。

1.4.2 飼料營養(yǎng)水平

飼料粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、水分和粗灰分含量分別通過凱氏定氮法、索氏抽提法、常壓干燥法和550 ℃馬弗爐灼燒法進(jìn)行測定。

1.4.3 血清生化指標(biāo)

血清生化指標(biāo)委托廣州新海醫(yī)院檢驗(yàn)中心,采用貝克曼全自動(dòng)生化分析儀(HITACHI-7180,日立公司,日本)對(duì)血清總蛋白(total protein,TP)、葡萄糖(glucose,GLU)、總膽固醇(total cholesterol,TCHO)、甘油三酯(triglyceride,TG)、高密度脂蛋白(high-density lipoprotein,HDL)含量和谷丙轉(zhuǎn)氨酶(alanine transaminase,ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(aspartate transaminase,AST)、堿性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性進(jìn)行測定。

1.4.4 腸道菌群

委托廣州吉瑞基因技術(shù)公司利用Illumina MiSeq測序平臺(tái),對(duì)C0、C4、C5組的腸道內(nèi)容物樣品進(jìn)行DNA提取和PCR擴(kuò)增,通過16S RNA高通量測序,對(duì)腸道菌群進(jìn)行分類鑒定。

1.4.5 腸道短鏈脂肪酸含量

腸道短鏈脂肪酸含量的測定參照Hsu等[15]的方法進(jìn)行。將腸道食糜樣品(約50 mg)與15%磷酸(50 μL)、125 μg/mL異丙酸(100 μL)和乙醚(400 μL)混合。離心后,取上清液用毛細(xì)管柱(Agilent HP-INNOWAX,Aglient公司,美國)進(jìn)行氣相色譜分析(Trace 1300-ISQ 7000 GC/MS,Thermo公司,美國);注入器、離子源、傳輸線和四極子的溫度分別為250、230、250和150 ℃。程序如下:起始烘箱溫度為90 ℃,分別以每分鐘10、5和25 ℃的速率升高到120、150和250 ℃,并且在250 ℃保持2 min。將氦氣在1.0 mL/min流速下作為載氣,氣相色譜條件為電子沖擊電離(EI)源,單離子監(jiān)測(SIM)掃描模式,電子能量為70 ev。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2019處理,通過SPSS 23.0軟件進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA),Duncan氏法進(jìn)行多重比較分析,所得數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示,P<0.05為差異顯著。腸道菌群采用多級(jí)物種差異判別分析(LEfSe)進(jìn)行差異性檢驗(yàn)。

2 結(jié) 果

2.1 飼料中添加丁酸梭菌對(duì)卵形鯧鲹幼魚生長性能的影響

由表2可見,C4組的末均質(zhì)量、增重率和特定生長率顯著均顯著高于C0和C5組(P<0.05)。C2組的肥滿度顯著高于C0和C5組(P<0.05)。C0和C3組的肝體比顯著高于C5組(P<0.05)。各組之間成活率、飼料系數(shù)、肝體比無顯著差異(P>0.05)。

2.2 飼料中添加丁酸梭菌對(duì)卵形鯧鲹幼魚血清生化指標(biāo)的影響

由表3可見,C3組的血清總膽固醇含量和堿性磷酸酶活性顯著高于C5組(P<0.05)。C1和C5組的血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性顯著高于其余各組(P<0.05)。C1組的血清谷草轉(zhuǎn)氨酶活性顯著高于C0和C2組(P<0.05)。C1組的血清總蛋白和葡萄糖含量最高,均顯著高于C0組(P<0.05)。C1和C5組的血清高密度脂蛋白含量顯著高于其余各組(P<0.05)。

表3 飼料中添加丁酸梭菌對(duì)卵形鯧鲹幼魚血清生化指標(biāo)的影響

2.3 飼料中添加丁酸梭菌對(duì)卵形鯧鲹幼魚腸道菌群的影響

2.3.1 腸道菌群操作分類單元(OTU)及alpha多樣性分析

由圖1可知,各組間樣品Good’s coverage指數(shù)均接近1,表明測序深度能夠覆蓋樣品中絕大部分物種。各組間觀察到的物種數(shù)(observed_species)、Chao1指數(shù)、Faith_pd指數(shù)差異不顯著(P>0.05)。C4組的Shannon指數(shù)、Simpson指數(shù)和Pielou_e指數(shù)最低,且C4組的Shannon指數(shù)和Pielou_e指數(shù)顯著低于C0和C5組(P<0.05),C4組的Simpson指數(shù)顯著低于C5組(P<0.05)。

由圖2可知,在抽樣深度為最低樣本序列量95%的條件下,觀測到的OTU數(shù)為2 372個(gè),各組共有的OTU數(shù)為112個(gè),占比4.72%。

2.3.2 腸道菌群門水平和屬水平組成及相對(duì)豐度分析

在門水平上,排名前20的不同腸道菌群的相對(duì)豐度見圖3。結(jié)果表明,卵形鯧鲹幼魚腸道中軟壁菌門(Tenericutes)、變形菌門(Proteobacteria)、放線菌門(Actinobacteria)、厚壁菌門(Firmicutes)和擬桿菌門(Bacteroidetes)為相對(duì)豐度較高的5個(gè)菌門。其中,軟壁菌門和變形菌門分別占門水平物種總相對(duì)豐度的62.02%和33.60%,是各組卵形鯧鲹幼魚腸道菌群中相對(duì)豐度最高的2個(gè)菌門。

由表4可見,C4和C5組的軟壁菌門相對(duì)豐度低于C0組,但各組之間無顯著差異(P>0.05)。C4組的變形菌門相對(duì)豐度高于C0和C5組,但各組之間無顯著差異(P>0.05)。此外,C4和C5組的厚壁菌門/擬桿菌門顯著低于C0組(P<0.05)。

在屬水平上,排名前20的不同腸道菌群的相對(duì)豐度見圖4。結(jié)果表明,支原體屬(Mycoplasma)、發(fā)光細(xì)菌屬(Photobacterium)、魯杰氏菌屬(Ruegeria)、分枝桿菌屬(Mycobacterium)、Nautella、鹽單胞菌屬(Halomonas)是卵形鯧鲹幼魚腸道菌群中相對(duì)豐度最高的6個(gè)菌屬。其中,相對(duì)豐度最高的支原體屬和發(fā)光細(xì)菌屬分別占屬水平物種總相對(duì)豐度的62.02%和24.01%。C0、C4、C5組的支原體屬相對(duì)豐度分別為71.15%、57.39%、57.51%,這與門水平接近一致。發(fā)光細(xì)菌屬相對(duì)豐度在C0組僅為1.75%,而在C4、C5組分別為36.63%、33.67%。

*表示差異顯著(P<0.05)。* indicated significant difference (P<0.05).

圖2 卵形鯧鲹幼魚腸道菌群OTU的Venu圖

為了進(jìn)一步了解各組卵形鯧鲹幼魚腸道菌群的差異,通過LEfSe差異性檢驗(yàn)和各組卵形鯧鲹幼魚腸道中平均相對(duì)豐度前50位的菌群在門水平和屬水平上的相對(duì)豐度組成圖分析(圖5),結(jié)果表明,C5組的放線菌門、厚壁菌門、擬桿菌門和藍(lán)藻門(Cyanobacteria)相對(duì)豐度顯著高于C0和C4組(P<0.05)。脫鐵桿菌門(Deferribacteres)是C4和C5獨(dú)有的菌門,且C4的脫鐵桿菌門相對(duì)豐度顯著高于C0和C5組(P<0.05)。C0組的魯杰氏菌屬(Ruegeria)、Nautella相對(duì)豐度顯著高于C4和C5組(P<0.05)。C5組的分枝桿菌屬、優(yōu)桿菌屬(Eubacterium)、乳桿菌屬(Lactobacillus)、聚球藻屬(Synechococcus)、考拉桿菌屬(Phascolarctobacterium)、擬桿菌屬(Bacteroides)、脫硫弧菌屬(Desulfovibrio)、弧菌屬(Vibrio)、巨單細(xì)胞屬(Megamonas)、葡萄球菌屬(Staphylococcus)、螺桿菌屬(Helicobacter)、瘤胃球菌(Ruminococcus)相對(duì)豐度顯著高于C0和C4組(P<0.05)。C4組的發(fā)光細(xì)菌屬、芽孢桿菌屬(Bacillus)、Mucispirillum相對(duì)豐度顯著高于C0和C5組(P<0.05)。

2.4 飼料中添加丁酸梭菌對(duì)卵形鯧鲹幼魚腸道短鏈脂肪酸含量的影響

本試驗(yàn)中,所有卵形鯧鲹幼魚腸道內(nèi)容物樣品中,短鏈脂肪酸的含量在62.98～117.62 μg/g。如表5所示,C5組的短鏈脂肪酸總含量顯著高于C4和C0組(P<0.05),C4組的短鏈脂肪酸總含量顯著高于C0組(P<0.05)。

Verrucomicrobia:疣微菌門;Gemmatimonadetes:芽單孢菌門;Synergistetes:互養(yǎng)菌門;Nitrospirae:硝化螺旋菌門;Fusobacteria:梭桿菌門;Acidobacteria:酸桿菌門;Chloroflexi:綠彎菌門;Spirochaetes:螺旋體門;Deferribacteres:脫鐵桿菌門;Cyanobacteria:藍(lán)藻門;Bacteroidetes:擬桿菌門;Firmicutes:厚壁菌門;Actinobacteria:放線菌門;Proteobacteria:變形菌門;Tenericutes:軟壁菌門。

表4 卵形鯧鲹幼魚腸道菌群的相對(duì)豐度

Oceanicaulis:海洋柄菌屬;Labrenzia:拉布倫茨氏菌屬;Prevotella:普氏菌屬;Clostridium:梭菌屬;Mucispirillum:黏液螺旋菌屬;Shigella:志賀氏菌屬;Bacteroides:擬桿菌屬;Enterovibrio:腸弧菌屬;Vibrio:弧菌屬;Synechococcus:聚球藻屬;Lactobacillus:乳桿菌屬:Chelativorans:根瘤菌屬;Devosia:德沃斯氏菌屬;Halomonas:鹽單胞菌屬;Mycobacterium:分枝桿菌屬;Ruegeria:魯杰氏菌屬;Photobacterium:發(fā)光桿菌屬;Mycoplasma:支原體屬。

縱坐標(biāo)為組間具有顯著差異的分類單元,橫坐標(biāo)則以條形圖直觀地展示各分類單元的線性判別式分析對(duì)數(shù)得分值。分類單元按照得分值大小進(jìn)行排序,以此描述它們?cè)跇颖痉纸M中的特異性。長度越長表明該分類單元的差異越顯著,條形圖的顏色指示了該分類單元所對(duì)應(yīng)的相對(duì)豐度最高的樣本分組。The ordinate is the classification unit with significant differences between groups, and the horizontal coordinate is a bar chart to visually display the linear discriminant analysis logarithm scores of each classification unit. The classification units are sorted by score value size to describe their specificity within the sample grouping. The longer the length indicates the more significant the difference in the classification unit, and the color of the bar plot indicates the sample group corresponding to the classification unit with the highest relative abundance.

表5 飼料中添加丁酸梭菌對(duì)卵形鯧鲹幼魚腸道短鏈脂肪酸總含量的影響

如圖6所示,C5組的腸道乙酸、丁酸、異丁酸、異戊酸、己酸含量均顯著高于C0和C4組(P<0.05)。C4組的乙酸、異丁酸、異戊酸含量顯著高于C0組(P<0.05)。

3 討 論

3.1 飼料中添加丁酸梭菌對(duì)卵形鯧鲹幼魚生長性能的影響

動(dòng)物的生長性能是機(jī)體代謝的綜合性指標(biāo),在畜禽動(dòng)物和一些水產(chǎn)生物的研究表明,丁酸梭菌作為飼料添加劑能顯著提高機(jī)體的生長性能和飼料利用率。黃靈等[16]研究發(fā)現(xiàn),飼料中添加丁酸梭菌顯著提高了虎龍斑的末重、增重率、特定生長率以及肥滿度。Gao等[17]研究發(fā)現(xiàn),丁酸梭菌對(duì)銀鯧(Pampusargenteus)腸道消化酶、非特異免疫酶的活性有促進(jìn)作用,進(jìn)而提高了其生長性能。這與斑節(jié)對(duì)蝦[10]、珍珠龍膽石斑魚[18]上的研究類似。前期試驗(yàn)結(jié)果表明,飼糧中添加丁酸梭菌對(duì)卵形鯧鲹幼魚的生長具有一定的促進(jìn)用,這與本試驗(yàn)結(jié)果相似。本試驗(yàn)中,C4組卵形鯧鲹幼魚的末均質(zhì)量、增重率和特定生長率顯著高于C0和C5組。丁酸梭菌促進(jìn)動(dòng)物生長的原因可能是:丁酸梭菌的主要代謝產(chǎn)物是丁酸、甲酸、乙酸等多種短鏈脂肪酸,其中丁酸可為腸道上皮細(xì)胞的生命活動(dòng)提供能量,降低腸道黏膜的通透性,促進(jìn)腸道吸收營養(yǎng)物質(zhì);丁酸梭菌能分泌多種消化酶以及多種維生素等營養(yǎng)物質(zhì),有利于宿主腸道健康。除此以外,丁酸梭菌還能抑制腸道病原菌的生長,促進(jìn)有益菌如乳酸菌、雙歧桿菌的生長。肥滿度可以作為衡量魚體營養(yǎng)狀況的指標(biāo)之一,肥滿度越大表明機(jī)體儲(chǔ)存營養(yǎng)物質(zhì)越多。本試驗(yàn)中,C2組卵形鯧鲹幼魚的肥滿度顯著高于C0和C5組。這表明攝入適量的丁酸梭菌有助于機(jī)體儲(chǔ)存營養(yǎng)物質(zhì)。

3.2 飼料中添加丁酸梭菌對(duì)卵形鯧鲹幼魚血清生化指標(biāo)的影響

血清生化指標(biāo)可以作為魚類營養(yǎng)水平、組織狀態(tài)以及健康狀況的重要參數(shù)[19]。血清總蛋白含量可以反映出機(jī)體的營養(yǎng)狀況和對(duì)蛋白質(zhì)的代謝水平。血清總蛋白含量的升高,往往代表著機(jī)體蛋白質(zhì)代謝旺盛。在斷奶仔豬[20]和肉雞[21]的研究中表明,丁酸梭菌提高了機(jī)體血清白蛋白、球蛋白以及總蛋白的含量。葡萄糖含量的高低可以反映機(jī)體對(duì)糖類的利用和轉(zhuǎn)化能力[22]。正常狀態(tài)下,動(dòng)物血液中葡萄糖含量往往處于動(dòng)態(tài)平衡,本試驗(yàn)中,丁酸梭菌添加組的血清總蛋白和葡萄糖含量均高于C0組,C1、C4組的血清總蛋白含量顯著高于C0組,C1、C3、C4、C5組的血清葡萄糖含量均顯著高于C0組,這與丁酸梭菌在虎龍斑[16]、松浦鏡鯉[23]的研究結(jié)果一致。推測可能是丁酸梭菌提高了血清總蛋白和葡萄糖含量,刺激了卵形鯧鲹的蛋白質(zhì)和葡萄糖能量周轉(zhuǎn)代謝,有助于卵形鯧鲹吸收營養(yǎng)物質(zhì)。

總膽固醇含量可以作為評(píng)估機(jī)體脂質(zhì)代謝的指標(biāo)之一,高密度脂蛋白的功能是運(yùn)輸血液中的膽固醇,二者的含量具有相關(guān)性[24]。然而,血液中膽固醇含量提高可能意味著機(jī)體脂質(zhì)代謝紊亂。本試驗(yàn)中,C3組的血清總膽固醇含量顯著高于C5組,C1和C5組的血清高密度脂蛋白含量顯著高于其余各組,說明適量的丁酸梭菌提高了卵形鯧鲹血清總膽固醇和高密度脂蛋白的含量。谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶主要在魚類的肝臟中分布,肝臟細(xì)胞受損時(shí)會(huì)釋放到血液中,其活性與肝臟受損傷的程度呈正相關(guān)趨勢[25]。此外,當(dāng)魚類受到外界環(huán)境刺激而應(yīng)激時(shí),機(jī)體血清谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性也會(huì)相對(duì)增高[26]。本試驗(yàn)中,C1組的血清谷草轉(zhuǎn)氨酶和谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性均顯著高于C0組,推測可能是魚體受到應(yīng)激或者C1組卵形鯧鲹幼魚的肝臟出現(xiàn)了損傷,具體的原因仍需要進(jìn)一步研究。

3.3 飼料中添加丁酸梭菌對(duì)卵形鯧鲹幼魚腸道菌群的影響

微生物可以通過黏附作用在腸道內(nèi)定植,并在腸道表面附著。腸道菌群的平衡有益于宿主的健康,此外,腸道菌群對(duì)宿主的營養(yǎng)吸收和腸道免疫反應(yīng)也有重要影響。使用益生菌是維持動(dòng)物腸道菌群平衡的有效手段[27]。研究表明,丁酸梭菌能促進(jìn)腸道雙歧桿菌、乳酸桿菌等腸道有益菌群增殖,并且能夠抑制致病菌(大腸桿菌等)的生長,調(diào)節(jié)腸道微生物的平衡,優(yōu)化宿主腸道內(nèi)微生態(tài)環(huán)境的功能。何菊等[28]研究發(fā)現(xiàn),在飼糧中添加丁酸梭菌制劑,極顯著增加了肉雞的回腸和盲腸中乳酸桿菌、雙歧桿菌的數(shù)量,并且顯著降低了沙氏門菌的數(shù)量。在水產(chǎn)動(dòng)物中,Li等[29]研究發(fā)現(xiàn),丁酸梭菌增加了羅非魚腸道中擬桿菌門、厚壁菌門、綠柔菌門(Chloroflexi)、氯菌門(Chlorobi)、酸桿菌門(Acidobacteria)、螺旋體門(Spirochaetae)、硝化螺旋體門(Nitrospirae)、微囊菌門(Parcubacteria)和浮霉菌門(Planctomycetes)相對(duì)豐度。本試驗(yàn)中,卵形鯧鲹幼魚腸道菌群相對(duì)豐度最高的2個(gè)菌門主要為軟壁菌門和變形菌門,占物種門水平總相對(duì)豐度的95.62%,且呈現(xiàn)出拮抗的趨勢,這與本試驗(yàn)前期研究結(jié)果相似。丁酸梭菌顯著提高了卵形鯧鲹幼魚腸道菌群中放線菌門、厚壁菌門、擬桿菌門、藍(lán)藻門和脫鐵桿菌門相對(duì)豐度。放線菌門被認(rèn)為是動(dòng)物腸道中的優(yōu)勢菌群,類群豐富,其代謝產(chǎn)生的抗生素、免疫抑制劑、維生素和各種酶等生物活性物質(zhì),參與宿主一系列重要的生理活動(dòng),如生長代謝、維持腸道微生態(tài)平衡等[30]。厚壁菌門是正常中華絨螯蟹相對(duì)豐度最高的優(yōu)勢菌門,其相對(duì)豐度顯著高于低品質(zhì)中華絨螯蟹[31]。此外,也有研究表明,厚壁菌門是參與短鏈脂肪酸合成的重要菌門[32]。在小鼠的一項(xiàng)研究表明,脫鐵桿菌門的微生物改變和富集對(duì)沙氏門菌誘導(dǎo)的腸道炎癥具有抵御作用[33]。厚壁菌門與擬桿菌門的比值被認(rèn)為是腸道炎癥和肥胖的標(biāo)準(zhǔn)[34]。本試驗(yàn)中,C4和C5組的厚壁菌門與擬桿菌門的比值顯著低于C0組,這表明丁酸梭菌有效改善了卵形鯧鲹幼魚的腸道健康。

在屬水平上,支原體屬和發(fā)光細(xì)菌屬為卵形鯧鲹幼魚腸道的主要優(yōu)勢菌屬。支原菌可引起人和陸生動(dòng)物疾病,在魚類中也有支原菌引發(fā)疾病的報(bào)道[35]。丁酸梭菌的攝入降低了卵形鯧鲹幼魚腸道菌群支原體門的相對(duì)豐度,但各組間沒有顯著差異。研究表明,丁酸梭菌能提高動(dòng)物的有益菌屬相對(duì)豐度,有益于宿主的腸道健康。李娜等[36]研究發(fā)現(xiàn),番鴨灌服丁酸梭菌后,增加了腸道中有益菌的定殖和發(fā)育,如丁酸球菌屬、瘤胃球菌屬、毛螺菌屬、乳球菌屬和布勞特式菌屬等,減少了致病菌的數(shù)量,如埃希氏桿菌-志賀氏菌屬。在水產(chǎn)動(dòng)物中也有類似的效果,朱振祥[26]研究發(fā)現(xiàn),鯉魚腸道的擬桿菌屬與飼料中丁酸梭菌添加量表現(xiàn)出正相關(guān)趨勢。本研究中,適量的丁酸梭菌提高了卵形鯧鲹幼魚腸道內(nèi)的發(fā)光細(xì)菌屬、芽孢桿菌屬、Mucispirillum的相對(duì)豐度。芽孢桿菌屬被認(rèn)為是水產(chǎn)動(dòng)物腸道內(nèi)的有益菌屬[37],芽孢桿菌屬的多種芽孢桿菌是水產(chǎn)養(yǎng)殖常見的益生菌,如枯草芽孢桿菌、短小芽孢桿菌、凝結(jié)芽孢桿菌等。Mucispirillum隸屬于脫鐵桿菌門,是本試驗(yàn)中丁酸梭菌添加組中卵形鯧鲹幼魚腸道特有的菌屬。有研究表明,Mucispirillum的Mucispirillumschaedleri在小鼠腸道內(nèi)通過與沙氏門菌競爭厭氧呼吸底物,沙門氏菌毒力因子的表達(dá)受到抑制,從而幫助宿主抵抗結(jié)腸炎[38]。然而,過量的丁酸梭菌在提高卵形鯧鲹幼魚腸道內(nèi)的有益菌屬乳桿菌屬和擬桿菌屬相對(duì)豐度的同時(shí)也提高了條件致病菌如分支桿菌屬、弧菌屬、螺桿菌菌、脫硫弧菌屬、葡萄球菌屬的相對(duì)豐度,這可能是過量的丁酸梭菌破壞了卵形鯧鲹幼魚的腸道微生物平衡,不利于宿主的健康。然而,丁酸梭菌顯著降低了卵形鯧鲹幼魚腸道中蛭弧菌屬、Ruegeria、Nautella的相對(duì)豐度。蛭弧菌屬是一種有益菌,在健康凡納濱對(duì)蝦腸道中的相對(duì)豐度顯著高于患病組,其能裂解弧菌,有益于宿主的健康。在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)及污水治理等領(lǐng)域現(xiàn)已應(yīng)用,其對(duì)農(nóng)作物及人畜疾病都有一定的防治效果[39]。有研究發(fā)現(xiàn),Ruegeria是海洋環(huán)境中最為常見的菌屬之一[40],Ruegeria的coral-associatedRuegeria可能是一種潛在的益生菌[41]。

3.4 飼料中添加丁酸梭菌對(duì)卵形鯧鲹幼魚腸道短鏈脂肪酸含量的影響

4 結(jié) 論

飼料中添加2.00%的丁酸梭菌提高了卵形鯧鲹幼魚的末均質(zhì)量、增重率以及特定生長率,提高了血清總蛋白和葡萄糖含量,改變了門水平上和屬水平上的腸道菌群組成,提高了腸道短鏈脂肪酸含量。