饲粮添加超微粉中药对蛋鸡肠道健康的影响
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
核农学报2024,38(6):1065~1073
Journal of Nuclear Agricultural Sciences
饲粮添加超微粉中药对蛋鸡肠道健康的影响
韩坤良1, 2孔祥峰2崔亚东2兰伟2胡新2张天伟1, *
(1南阳农业职业学院牧医工程学院,河南南阳473000;2阜阳师范大学生物与食品工程学院,安徽阜阳236037)
摘要:为研究超微粉碎的复方中药对产蛋后期蛋鸡肠道物理屏障和微生物组成的影响,选取307日龄的新杨黑羽蛋鸡216只,随机分为3组,每组8个重复,每个重复9只。
对照组饲喂基础饲粮,试验组分别在基础饲粮中添加0.5%丹参+0.25%女贞子+0.25%蒲公英(复方1)、0.3%益母草+0.2%丹参+0.25%女贞子+0.25%蒲公英(复方2)的超微粉。
于试验第120天采集空肠和回肠样品,测定肠道形态、菌群组成及物理屏障功能相关基因表达水平。
结果表明,与对照组相比,复方1组空肠绒毛高度(VH)、VH/隐窝深度(CD)比值、空肠ZO-1和Claudin-1以及回肠ZO-1的mRNA表达量显著增加、回肠放线菌门和肠球菌属的相对丰度显著增加(P<0.05),复方2组回肠VH显著降低、空肠及回肠VH/CD比值、图里西杆菌属相对丰度显著增加(P<0.05);与复方1组相比,复方2组空肠VH及VH/CD比值、回肠放线菌门和肠球菌属相对丰度显著降低、空肠Claudin-1和回肠ZO-1的mRNA表达量显著降低(P<0.05)。
综上所述,饲粮添加由益母草、丹参、女贞子和蒲公英组成的超微粉碎的复方中药可降低产蛋后期蛋鸡的肠道通透性,改善肠道组织形态,增加肠道中有益菌的定植,有利于维持机体肠道屏障功能和肠道微生物稳态。
本研究结果为开发新型饲料添加剂提供了参考依据和实践基础。
关键词:中药超微粉;新杨黑羽蛋鸡;肠道形态;菌群结构;肠道屏障
DOI:10.11869/j.issn.1000‑8551.2024.06.1065
肠道作为营养物质消化吸收的主要场所,其健康发育对家禽生长至关重要[1]。
产蛋后期蛋鸡肠道菌群失调,代谢功能紊乱,对营养物质的消化吸收能力减弱,导致其生产性能降低,严重影响家禽养殖业的经济效益[2]。
因此,改善家禽肠道健康对其生产具有重要意义。
中药具有无残留、毒副作用小和不易产生耐药性等优点,可改善肠道菌群平衡,增强肠道屏障功能,是新一代绿色饲料添加剂[3]。
现有研究表明,蒲公英[4]、女贞子[5]提取物可促进肠道有益菌的生长;丹参[6]可提高绒毛高度(villus height,VH)与隐窝深度(crypt depth,
CD)的比值,该比值提高意味着动物肠道吸收能力提高[7];益母草可调节肉鸡肠道菌群平衡[8]。
本课题组前期研究发现,由上述中药组成的复方超微粉可增加蛋鸡的产蛋率、改善蛋品质,增强机体抗氧化能力,并能增加血浆生殖激素水平、上调相关基因表达[9]。
然而,超微粉碎的复方中药对蛋鸡肠道屏障的影响鲜见报道。
鉴于此,本试验以“调经祛瘀、凉血利尿”为组方原则,将益母草、女贞子、蒲公英和丹参按一定比例组方后超微粉碎,添加于蛋鸡饲料中,研究其对产蛋后期蛋鸡肠道屏障功能的影响,以期为该组方在蛋鸡生产中的应用提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验动物、分组及饲养管理
试验选用307日龄的健康新杨黑羽蛋鸡216只,随机分为3组,每组8个重复,每个重复9只。
对照组饲喂基础饲粮,试验组在基础饲粮中添加复方1(0.5%丹参+0.25%女贞子+0.25%蒲公英)、复方2(0.3%益母草+0.2%丹参+0.25%女贞子+0.25%蒲公英)的超微粉。
试验所用中药购自阜阳药材加工厂,基础饲粮参照NRC1994《禽类营养需要》[9]中的蛋鸡营养需要建议值配制,其组成及营养水平同文献[10]。
预试期
文章编号:1000‑8551(2024)06‑1065‑09
收稿日期:2023‑10‑08 接受日期:2023‑11‑08
基金项目:河南省高等教育教学改革研究与实践重大项目“基于‘双高’背景的高等职业学校基本内涵建设研究”(2021SJGLX652),阜阳师范大学承接阜阳市科技专项经费市校合作项目(SXHZ2020007),湖南省科技领军人才项目(2019RS3022)作者简介:韩坤良,男,主要从事家禽营养调控研究。
E-mail: hankunliang88@
*通讯作者:张天伟,男,教授,主要从事畜牧兽医方向研究。
E-mail:Hnzhtw@
1065
核农学报38 卷
7 d,正试期120 d。
试验期间每天光照16 h,自由饮水,每天喂食2次(09∶00、15∶00),室温保持在18~23 ℃。
1.2 样品采集与处理
于试验结束时,每组随机取8只(每组每个重复挑选1只)体重相近且健康状态良好的蛋鸡,禁食12 h后颈动脉放血处死,解剖取中段部位的空肠和回肠组织,用0.9%生理盐水缓慢冲洗干净,置于10%中性福尔马林溶液中固定24 h以上,用于肠道形态学观测;用预冷的生理盐水冲洗掉肠黏膜上附着的肠道内容物,使用载玻片轻轻刮取干净的空肠和回肠黏膜,迅速装入冻存管,液氮速冻后-80 ℃保存,用于物理屏障功能相关基因表达分析;采集回肠内容物,液氮速冻后-80 ℃保存,用于菌群组成和结构分析。
1.3 肠道形态观察
取固定的空肠和回肠组织,经修整、洗涤、脱水、透明、浸蜡和包埋等步骤后,切片、苏木精-伊红(hematoxylin-eosins taining,HE)染色和封片,并在CKX53显微镜(OLYMPUS,日本)下观察其组织形态,测定VH和CD,并计算VH/CD比值。
1.4 回肠微生物测序及生物信息学分析
将回肠内容物解冻,取200 mg左右样品,根据DNeasy Powersoil Kit DNA提取试剂盒(QIAGEN,荷兰)说明书抽提总DNA,利用NanoDrop-1000分光光度计(Thermo Fisher Scientific,美国)检测DNA的浓度和纯度;使用引物338F(5´-ACTCCTACGGGAGGCAGCA-3´)和806R(5´-CGGACTACHVGGGTWTCTAAT-3´)对V3~V4区进行扩增,扩增体系为25 µL:DNA模板2 µL,5×High-Fidelity GC缓冲液 5 µL,5×缓冲液5 µL,10 µmol·L-1上、下游引物各1 µL,2.5 mmol·L-1 dNTPs 2 µL,5 U·µL-1 High-Fidelity DNA聚合酶0.25 µL,ddH2O 8.75 µL。
扩增程序:98 ℃预变性2 min;98 ℃变性15 s,55 ℃退火30 s,72 ℃延伸30 s,25个循环;72 ℃终延伸5 min。
用Agencourt AMpure Bends核酸纯化试剂盒(Beakman Coulter,印度)和PicoGreen dsDNA Assay Kit双链DNA定量检测试剂盒(Invitrogen,美国)对PCR 扩增产物进行纯化和定量,用1.2%琼脂糖凝胶电泳检验PCR扩增结果,于Illlumina Miseq测序平台通过16SrRNA高通量测序技术进行双端测序(2×300 bp,上海派森诺生物科技有限公司)。
首先,使用QIIME2(2019.4)调用qiime cutadapt trim-paired切除原始测序序列的引物片段,弃去未匹配引物的序列;然后,通过qiime dada2 denoise-paired 调用DADA2进行质控、去噪、拼接、去嵌合体[11]。
完成对所有文库的去噪分析后,扩增序列变体(amplicon sequence variants,ASVs)特征序列和ASV表格,并去除无完全匹配的单条序列数量(singletons ASVs)。
使用RDP FrameBot(V1.2)软件进行功能基因校正,去除非目的基因片段。
获取ASV特征序列后,使用R语言进行统计。
采用QIIME2的classify-sklearn算法[12]对每个ASVs特征序列与Greengenes(gg13.8)数据库[13]比对进行物种注释,并调用qilme feature-table rarely功能对每个样本进行抽平,从而在同一测序深度进行后续分析。
Alpha多样性分析以Chao1、Simpson、Shannon和Observed species指数表征;用主坐标分析(principal co-ordinates analysis,PCoA)进行Beta多样性分析,比较各组间微生物群落组成差异;用PICRUSt2进行KEGG微生物功能预测。
所有数据分析均在派森诺云平台(https:///home)上进行。
1.5 肠道物理屏障相关基因表达水平检测
取空肠和回肠黏膜样品,液氮研磨,Trizol法提取总RNA,用Nanodrop 2000微量紫外分光光度计(Thermo Fisher Scientific,美国)测定总RNA浓度,用Evo M-MLV反转录试剂盒(艾科瑞生物工程有限公司,长沙)将总RNA反转录为cDNA,以β-actin基因为内参,用LightCycler® 480Ⅱ荧光定量PCR仪(Roche,美国)检测肠道物理屏障相关基因的mRNA表达水平。
反应体系为20 µL:2 × SYBR Green Pro Taq HS Premix 10 µL,10 µmol·L-1上、下游引物各0.4 µL,cDNA 0.8 µL,ddH2O 8.4 µL。
实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)反应条件:95 ℃预变性30 s;95 ℃变性5 s,60 ℃退火/延伸30 s,40个循环。
所用引物由生工生物工程(上海)股份有限公司合成(表1)。
用2-△△Ct 法计算mRNA的相对表达量。
1.6 数据分析与统计
试验数据使用Excel 2016进行整理,使用SPSS 26.0软件进行分析,肠道形态学和物理屏障功能相关基因表达数据采用单因素方差分析(one-way ANOVA),并采用Duncan氏法进行多重比较;肠道微生物数据采用克氏检验(Kruskal-Wallis H)进行分析,用R语言的ComplexHeatmap V2.10.0,以及GraphPad Prism 6.0绘制图片。
结果以“平均值±标准误”表示。
P<0.05为差异显著,0.05≤P<0.10为有变化趋势。
2 结果与分析
2.1 超微粉碎的复方中药对蛋鸡小肠形态的影响
由图1、表2可知,与对照组相比,复方1组空肠VH和VH/CD显著增加(P<0.05),复方2组回肠CD显
1066
6 期饲粮添加超微粉中药对蛋鸡肠道健康的影响著降低,空肠及回肠VH/CD 显著增加(P <0.05);与复方1组相比,复方2组空肠VH 显著降低,回肠VH/CD 显著增加(P <0.05)。
2.2 超微粉碎的复方中药对蛋鸡回肠菌群多样性的影响
高通量测序下机体序列经过质量控制筛选后,
21个回肠菌群样品测序共产生1 871 440条序列,平均每个样本89 116条序列。
基于DADA2方法去重,由图2
可知,共获得9 117个ASV ,平均每个样本434个ASV 。
由表3可知,各组蛋鸡的回肠微生物Chao1、
Shannon 、Simpson 和Observed species 指数均无显著差异(P >0.05)。
表2 超微粉碎的复方中药对蛋鸡肠道形态的影响
Table 2 Effects of compound Chinese herb ultrafine powder on intestinal morphology of laying hens
/μm
部位
Site
空肠 Jejunum 回肠 Ileum 项目Items
绒毛高度 VH 隐窝深度 CD
绒毛高度/隐窝深度 VH/CD
绒毛高度 VH 隐窝深度 CD
绒毛高度/隐窝深度 VH/CD
对照组Control group 803.71±35.64b 231.38±15.043.50±0.17b 913.86±28.06170.88±7.36a
5.37±0.23b
复方1组Compound group 11 125.87±40.20a 221.54±3.055.08±0.18a 1 020.93±38.95143.45±1.29ab 7.12±0.26b
复方2组Compound group 2926.31±40.13b 199.98±8.704.64±0.15a 1 158.55±21.21129.95±13.62b
9.19±0.90a
注:同行不同小写字母表示处理间差异显著(P <0.05),相同或无字母表示差异不显著(P >0.05)。
下同。
Note : Different lowercase letters in the same row indicate significant difference at 0.05 level among treatments , while the same or no letter superscripts mean no significant difference at 0.05 level. The same as following.
表1 实时荧光定量PCR 引物序列Table 1 qRT-PCR primer sequences
基因名称Gene name
β-actin Occludin ZO-1
Claudin-1
登录号
Accession number NM_205518.1NM_205128.1XM_015278981.1NM_001013611.2
引物序列(5´→3´)Primer sequences (5´→3´)
F : TGTTACCAACACCCACACCC R : TCCTGAGTCAAGCGCCAAAA
F : CGCAGATGTCCAGCGGTTACT R : CAGAGCAGGATGACGATGAGGAA F : CCAAAGACAGCAGGAGGAGA R : TGGCTAGTTTCTCTCGTGCA
F : GAGGATGACCAGGTCAAGAAG
R : TGCCCAGCCAATGAAGAG 产物大小
Product size/bp
110160217
186
图1 超微粉碎的复方中药对蛋鸡肠道形态的影响(40×)
Fig.1 Effects of compound Chinese herb ultrafine powder on intestinal morphology of laying hens (40×)
1067
核农学报38 卷
由图3可知,基于主坐标非加权距离(unweighted
UniFrac )分析表明,对照组、复方1组和复方2组之间微生物Beta 多样性差异显著(P <0.05)。
2.3 超微粉碎的复方中药对蛋鸡回肠菌群结构组成
的影响
由图4可知,在门水平上,对照组蛋鸡回肠菌群分
别占比为厚壁菌门(Firmicutes )73.42%、变形菌门(Proteobacteria )17.91%、放线菌门(Actinobacteria )7.31%和软壁菌门(Tenericutes )0.64%;复方1组蛋鸡回肠菌群分别占比为厚壁菌门73.42%、拟杆菌门
(Bacteroidetes )10.87%、放线菌门10.87%和变形菌门1.91%;复方2组蛋鸡回肠菌群分别占比为厚壁菌门63.85%、变形菌门25.80%、拟杆菌门6.33%和放线菌
门2.41%。
在属水平上,对照组蛋鸡回肠菌群分别占比为乳酸杆菌属(Lactobacillus )66.64%、鞘脂单胞菌属
(Sphingomonas )9.23%、卡多维亚氏菌属(Aeriscardovia )4.95%和不动杆菌属(Acinetobacter )2.55%;复方1组蛋鸡回肠菌群分别占比为乳酸杆菌属45.63%、肠球菌属
(Enterococcus )21.28%、卡多维亚氏菌属5.16%和拟杆菌属(Bacteroides )3.63%;复方2组蛋鸡回肠菌群分别占比为乳酸杆菌属27.70%、鞘脂单胞菌属17.02%、土杆菌属(Turicibacter )5.43%和螺杆菌属(Helicobacter )2.30%。
由图5可知,与对照组相比,复方2组土杆菌属相对丰度显著增加(P <0.05);与复方1组相比,复方2组在放线菌门和肠球菌属的相对丰度显著降低(P <0.05)。
由图6可知,通过LEFSe 分析,在不同处理组间,在物种上存在21个有差异丰度的细菌分支(线性判别分析LDA>3.0)。
对照组中,军团菌科(Legionellaceae )、棒状杆菌科(Corynebacteriaceae )、埃克西果杆菌
科(Exiguobacteraceae )、短尾螨属(Brevundimonas )、阿尔卡宁迪格斯属(Alkanindiges )、棒状杆菌属(Corynebacterium )和肉杆菌属(Carnobacterium )在回肠中显著富集(P <0.05);复方1组中,放线菌门、放线菌纲(Actinobacteria )、肠球菌科(Enterococcaceae )、肠球菌属、异叶藓属(Isobaculum )和梅利西球菌属(Melissococcus )在回肠中显著富集(P <0.05);复方2组中,梭状芽孢杆菌纲(Clostridia )、梭状芽孢杆菌目(Clostridiales )、土杆菌目(Turicibacterales )、肠杆菌目
(Enterobacteriales )、肽球菌科(Peptostreptococcaceae )、狸藻科(Turicibacteraceae )、肠杆菌科(Enterobacteriaceae )和土杆菌属(Turicibacter )在回肠中显著富集(P < 0.05)。
2.4 超微粉碎的复方中药对蛋鸡回肠微生物预测代谢功能的影响
由图7可知,与对照组相比,复方1组氯烷烃和氯烯烃降解(chloroalkane and chloroalkene degradation )
,
图2 超微粉碎的复方中药对高通量测序样本ASV 数的影响Fig.2 Effect of compound Chinese medicine ultrafine powder on ASV number in high-throughput sequencing samples
表3 超微粉碎的复方中药对蛋鸡回肠Alpha 多样性指数的影响
Table 3 Effects of compound Chinese herb ultrafine powder on Alpha diversity indexes of ileal microflora of laying hens
项目
Items
Chao1指数 Chao1 index
香农指数 Shannon index 辛普森指数 Simpson index 观察到的物种数 Observed species
对照组Control group 628.29±52.72
4.74±0.230.86±0.03
527.58±38.51复方1组Compound group 1533.07±68.594.07±0.370.82±0.05
425.60±56.56复方2组Compound group 2614.19±62.824.37±0.530.83±0.04
493.98±56.
30
图3 超微粉碎的复方中药对蛋鸡回肠菌群Beta 多样性的影响
Fig.3 Effect of compound Chinese medicine ultrafine powder on Beta diversity of ileal microflora of laying hens
1068
6 期饲粮添加超微粉中药对蛋鸡肠道健康的影响复方2组氯烷烃和氯烯烃降解、真核生物核糖体生物发生(ribosome biogenesis in eukaryotes )和硫辛酸代谢(lipoic acid metabolism )等代谢通路显著下调(P <0.05)。
与复方1组相比,复方2组硫传递系统(sulfur relay system )、核黄素代谢(riboflavin metabolism )和色氨酸代谢(tryptophan metabolism )等代谢通路显著上调(P <
0.05);硫辛酸代谢、链霉素生物合成(streptomycin biosynthesis )、万古霉素类抗生素生物合成(biosynthesis of vancomycin group antibiotics )、真核生物中核糖体
生物发生、果糖和甘露糖代谢(fructose and mannose metabolism )和糖酵解/糖异生(glycolysis/gluconeogenesis )
等代谢通路显著下调(P <0.05)。
图4 超微粉碎的复方中药对蛋鸡回肠菌群门(A )和属(B )水平组成的影响
Fig.4 Effect of compound Chinese medicine ultrafine powder on ileal microbiota at phylum (A ) and genus (B )
levels of laying hens
注:*表示差异显著(P <0.05)。
Note : * indicates the difference was significant at 0.05 level.
图5 饲粮添加超微粉碎的复方中药后蛋鸡回肠中差异菌门和菌属的相对丰度
Fig.5 Relative abundance of ileal differential microflora at phylum and genus levels of laying hens after dietary supplementation
with compound Chinese medicine ultrafine powder
1069
核农学报38 卷
2.5 超微粉碎的复方中药对蛋鸡小肠物理屏障功能相关基因mRNA 表达量的影响
由表4可知,与对照组相比,复方1组空肠ZO-1和
Claudin-1以及回肠ZO-1的mRNA 表达量显著增加
(P <0.05);与复方1组相比,复方2组空肠Claudin-1、回肠ZO-1的mRNA 表达量显著降低(P <0.05)。
表4 超微粉碎的复方中药对蛋鸡小肠物理屏障功能相关基因mRNA 表达量的影响
Table 4 Effects of compound Chinese herb ultrafine powder on mRNA relative expressions of genes related to
small intestinal physical barrier function of laying hens
部位
Site
空肠 Jejunum 回肠 Ileum 项目Items
闭锁蛋白 Occludin 闭合小环蛋白-1 ZO-1闭合蛋白-1 Claudin-1
闭锁蛋白 Occludin 闭合小环蛋白-1 ZO-1闭合蛋白-1 Claudin-1
对照组Control group 1.00±0.10
1.00±0.11b 1.00±0.27b 1.00±0.081.00±0.14b 1.00±0.16复方1组Compound group 10.74±0.09
1.71±0.12a 1.50±0.14a 0.86±0.091.67±0.23a 1.16±0.19复方2组Compound group 20.75±0.08
1.50±0.37ab 0.63±0.07b 0.93±0.131.07±0.15b 0.98±0.
10图6 基于不同处理间微生物物种的效应大小分析(LEfSe ,LDA>3.0)
Fig.6 Analysis of effect size (LEfSe , LDA > 3.0)
based on microbial species between treatments
图7 超微粉碎的复方中药对蛋鸡回肠微生物代谢功能的影响
Fig.7 Effect of compound Chinese medicine ultrafine powder on ileal microflora metabolic function of laying hens
1070
6 期饲粮添加超微粉中药对蛋鸡肠道健康的影响
3 讨论
空肠和回肠是养分消化吸收的主要部位,其VH、CD以及VH/CD比值是衡量小肠消化吸收功能的重要指标[14]。
VH和VH/CD增加、CD降低说明肠道能更好地吸收营养物质[15]。
本研究中,与对照相比,饲粮添加复方1后空肠VH和VH/CD显著增加,添加复方2后回肠CD显著降低、空肠和回肠VH/CD比值显著增加,说明超微粉碎的复方中药可增加蛋鸡空肠和回肠吸收面积。
有研究表明,饲粮添加女贞子粉可显著提高产蛋后期蛋鸡空肠和回肠VH、VH/CD比值[16],与本研究结果一致。
此外,肠道菌群结构与肠道形态结构密切相关[17],推测蛋鸡肠道组织形态改善可能与肠道菌群平衡的调节有关。
肠道菌群是维持肠道内环境稳态的关键因素,对宿主免疫系统和新陈代谢具有重要调控作用[18]。
本研究中,饲粮添加超微粉碎的复方中药不影响回肠菌群的Alpha多样性,但各组间微生物群落结构存在明显分离,表明饲粮添加超微粉碎的复方中药可以改变其菌群结构。
另外,对照组回肠优势菌门是厚壁菌门、变形菌门、放线菌门和软壁菌门,饲粮添加复方1和2后回肠优势菌门变为厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门和放线菌门,表明复方组拟杆菌门相对丰度增加。
其中,拟杆菌的发酵终产物为乙酸和丙酸,可促进宿主对能量的吸收和储存[19]。
肠球菌属可分泌有机酸等代谢产物,增强机体抵御有害微生物的能力而达到益生作用[20]。
本研究中,复方1组肠球菌属相对丰度显著提高,说明饲粮添加超微粉碎的复方中药可增加肠球菌属等有益菌数量,调节回肠菌群平衡,这可能与蒲公英[21]、丹参[22]和女贞子[23]富含多酚类物质有关。
此外,有研究表明,多酚类物质有利于抑制病原菌定殖和促进益生菌繁殖,维持肠道菌群平衡[24]。
PICRUSt分析与数据库进行对比,可将微生物变化与其功能进行联系[25]。
硫辛酸代谢是细胞内氨基酸代谢的一个重要过程。
硫辛酸是一种非必需氨基酸,可通过自身合成获得,在硫辛酸代谢中起重要作用,参与多种生物化学反应[26],具有清除自由基,调节肠道菌群,维持肠道健康状况的功能[27];氯烷烃和氯烯烃降解通路是降解有机污染物的主要通路[28]。
本研究中,复方1组氯烷烃和氯烯烃降解、复方2组氯烷烃和氯烯烃降解和硫辛酸代谢等代谢通路显著下调,提示相关代谢产物有所降低,可能与代谢所需的酶、载体蛋白及肠道菌群变化有关[29]。
核黄素(维生素B2)具有抗炎、抗氧化和微生物组调节特性,可维护肠道生态稳定;体外补充核黄素干预作用下可减少全身氧化应激、混合抗炎作用和降低肠道中肠杆菌科[30]。
色氨酸是具有代表性的功能性氨基酸,也具有免疫调节、抗应激和调节肠道等作用[31]。
复方2组中核黄素代谢和色氨酸代谢通路显著上调,表示复方2组具有免疫调节、抗炎、抗应激和降低肠道病原微生物等作用。
果糖和甘露糖代谢和糖酵解/糖异生属于能量代谢,与葡萄糖稳态息息相关,研究表明葡萄糖稳态失调会诱导肥胖和糖尿病脂肪组织炎症等病症的产生[32],也有研究表明药用植物对于肥胖和糖尿病等代谢类疾病具有很好的防治效果[33]。
复方2组中果糖和甘露糖代谢和糖酵解/糖异生代谢下调可能不会造成动物机体脂肪的过度沉积,但是否会对机体产生积极影响仍不清楚,具体机制还需要进一步验证。
ZO-1和Claudin1等肠道细胞间紧密连接蛋白是构成肠道物理屏障的重要结构基础[34],在调节肠道通透性和维持上皮细胞物理屏障中发挥着重要作用[35]。
本研究中,饲粮添加复方1可显著增加蛋鸡空肠ZO-1和Claudin-1以及回肠ZO-1的mRNA表达量,说明由蒲公英、丹参和女贞子组成的超微粉碎的复方中药可通过上调肠道物理屏障相关基因的表达降低肠道的通透性。
这可能与蒲公英[21]、丹参[22]、女贞子[23]富含酚酸类化合物有关。
已有研究显示,酚酸类化合物可显著上调肠道ZO-1和Claudin1的mRNA表达量从而改善肠道屏障功能[36]。
4 结论
蛋鸡在产蛋后期会出现肠道菌群失调,代谢功能紊乱,消化吸收能力减弱等问题。
本研究结果表明,蛋鸡饲粮中添加复方1组超微粉可显著提高空肠绒毛高度(VH)、VH/隐窝深度(CD)比值,增强消化吸收能力;提高有益菌(放线菌门、肠球菌属)的相对丰度,调节肠道菌群平衡;增加肠道屏障相关基因(ZO-1、Claudin1)的表达量,从而降低肠道通透性。
因此,今后在产蛋后期蛋鸡饲粮中可添加复方1组中药超微粉,通过改善肠道健康水平达到提高产蛋率和蛋品质的目的。
参考文献:
[1]Tao Y H, Wang T, Huang C X, Lai C H, Ling Z, Zhou Y M, Yong Q.
Incomplete degradation products of galactomannan from Sesbania
cannabina modulated the cecal microbial community of laying hens
1071
核农学报38 卷
[J]. Journal of Animal Science, 2022, 100(4): skac087
[2]Jiang J L, Qi L N, Dai H J, Hu C H, Lv Z P, Wei Q W, Shi F X.
Dietary stevioside supplementation improves laying performance and
eggshell quality through increasing estrogen synthesis, calcium level
and antioxidant capacity of reproductive organs in aged breeder hens
[J]. Animal Feed Science and Technology, 2020, 269: 114682[3]Hu Q C, Zhang W W, Wu Z, Tian X, Xiang J B, Li L X, Li Z H,Peng X,Wei S Z,Ma X,Zhao Y L. Baicalin and the liver-gut
system: Pharmacological bases explaining its therapeutic effects[J].
Pharmacological Research, 2021, 165: 105444
[4]Kaur A P, Bhardwaj S, Dhanjal D S, Nepovimova E, Cruz-Martins N,Kuca K,Chopra C,Singh R,Kumar H,Sen F,Kumar V,Verma R,Kumar D. Plant prebiotics and their role in the
amelioration of diseases[J]. Biomolecules, 2021, 11(3): 440
[5]Chen M, Zheng J P, Zou X J, Ye C, Xia H, Yang M, Gao Q H,Yang Q X,Liu H T. Ligustrum robustum(Roxb.)blume extract
modulates gut microbiota and prevents metabolic syndrome in high-
fat diet-fed mice[J]. Journal of Ethnopharmacology,2021,268:113695
[6]Jiang Y Y,Li Y B,Yu J,Chen H,Zhou J,Wang L,Zhang L,Zhao M J, Zhou Y H, Yu L. Preliminary structure and bioactivities
of polysaccharide SMWP-U&E isolated from Salvia miltiorrhiza
Bunge Residue[J]. International Journal of Biological Macromolecules,2020, 157: 434-443
[7]王天丽,梁丽芬,宾石玉,何流琴,姚婷,王晨昱,李铁军. 发酵罗汉果渣对黄羽肉鸡营养物质表观消化率、血清生化指标、肠道
形态及盲肠微生物菌群的影响[J]. 动物营养学报, 2023, 35
(10): 1-12
[8]乔彦杰,杨莉,刘晓婷,马昭,张保军,谷新利. 益母草碱对肉仔鸡生长性能、免疫功能和肠道菌群的影响[J]. 家畜生态学报,2019, 40(5): 34-38
[9]National Research Council. Nutrient Requirements of Poultry[S].
9th ed. Washington, D.C.: National Academy Press, 1994: 27[10]韩坤良,兰伟,胡新,崔亚东,孔祥峰. 复方中药超微粉对蛋鸡抗氧化性能及相关基因表达的影响[J]. 畜牧兽医学报, 2023,54(9): 1-9
[11]Callahan B J, Mcmurdie P J, Rosen M J, Han A W, Johnson A J A,Holmes S P. Dada2:High-resolution sample inference from
illumina amplicon data[J]. Nature Methods,2016,13(7):581-
583
[12]Bokulich N A,Kaehler B D,Rideout J R,Dillon M,Bolyen E,Knight R,Huttley G A,Caporaso J G. Optimizing taxonomic
classification of marker-gene amplicon sequences with qiime 2´s q2-
feature-classifier plugin[J]. Microbiome, 2018, 6(1): 90
[13]Desantis T Z,Hugenholtz P,Larsen N,Rojas M,Brodie E L,Keller K, Huber T, Dalevi D, Hu P, Andersen G L. Greengenes, a
chimera-checked 16s rRNA gene database and workbench compatible
with arb[J]. Applied and Environmental Microbiology,2006,72
(7): 5069-5072
[14]Dalia A M,Loh T C,Sazili A Q,Samsudin A A. Influence of bacterial organic selenium on blood parameters, immune response,selenium retention and intestinal morphology of broiler chickens[J].
Bmc Veterinary Research, 2020, 16(1): 365
[15]Farahat M, Ibrahim D, Kishawy A T Y, Abdallah H M, Hernandez-Santana A, Attia G. Effect of cereal type and plant extract addition
on the growth performance, intestinal morphology, caecal microflora,and gut barriers gene expression of broiler chickens[J]. Animal,2021, 15(3): 100056
[16]张耀文,马文峰,张志丹,刘方圆,王杰,陈万光,王占彬. 女贞子粉对蛋鸡产蛋后期生产性能、蛋品质及肠道组织形态的影响
[J]. 家畜生态学报, 2019, 40(7): 38-43
[17]羊秀美,陈炳旭,吕静,陈丽娟,闵育娜. 乳酸链球菌素对肉鸡生长性能,抗氧化和免疫性能及肠道形态的影响[J]. 动物营养
学报, 2021, 33(8): 4415-4423
[18]Wickramasuriya S S, Park I, Lee K, Lee Y S, Kim W H, Nam H,Lillehoj H S. Role of physiology,immunity,microbiota,and
infectious diseases in the gut health of poultry[J]. Vaccines, 2022,10(2): 172
[19]张少秋,陈威,杨东林,陈勇. 核桃青皮及其提取物对产蛋后期蛋鸡肠道结构形态及肠道菌群多样性的影响[J]. 中国家禽,2021, 43(5): 41-48
[20]李可,罗建杰,孟昆,姚斌,刘国华,郑爱娟. 不同益生菌对肉鸡肠道菌群结构的影响[J]. 动物营养学报, 2015, 27(11): 3516-
3526
[21]Jedrejek D,Kontek B,Lis B,Stochmal A,Olas B. Evaluation of antioxidant activity of phenolic fractions from the leaves and petals
of dandelion in human plasma treated with H2O2and H2O2/Fe[J].
Chemico-Biological Interactions, 2017, 262: 29-37
[22]李伟娟,毛艳. 不同水平的丹参提取物对白羽肉鸡生产性能,免疫指标及抗氧化能力的影响[J]. 饲料研究, 2021, 44(12): 55-58[23]张宇,高欣宇,何敏琦,师娟,江昊洁,张学兰,赵盼. 不同炮制方法对女贞子总黄酮、总多酚质量分数以及抗氧化活性影响研
究[J]. 当代化工, 2021, 50(12): 2810-2814
[24]Duenas M, Munoz-Gonzalez I, Cueva C, Jimenez-Giron A, Sanchez-Patan F,Santos-Buelga C,Moreno-Arribas M V,Bartolome B. A
survey of modulation of gut microbiota by dietary polyphenols[J].
Biomed Research International, 2015, 2015: 850902
[25]徐帅,林奕岑,周梦佳,倪学勤,曾东,曾燕. 基于高通量测定肉鸡回肠微生物多样性及PICRUSt基因预测分析[J]. 动物营养学
报, 2016, 28(8): 2581-2588
[26]Lv S Y, He S S, Ling X L, Wang Y Q, Huang C, Long J R, Wang J Q, Qin Y, Wei H, Yu C Y. Review of lipoic acid: From a clinical
therapeutic agent to various emerging biomaterials[J]. International
Journal of Pharmaceutics, 2022, 627: 122201
[27]李金燕,聂存喜,南珊珊,牛俊丽,李佳橙. 饲粮添加硫辛酸对肉鸡生长性能、屠宰性能、脂肪代谢和肠道菌群的影响[J]. 动物
营养学报, 2022, 34(9): 5730-5740
[28]Vera A,Wilson F P,Cupples A M. Predicted functional genes for the biodegradation of xenobiotics in groundwater and sediment at two
contaminated naval sites[J]. Applied Microbiology Biotechnology,2022, 106(2): 835-853
[29]胡阳阳,冯琳,吴培,周小秋. α-硫辛酸对动物生长和脂肪代谢的影响及其作用机制[J]. 动物营养学报, 2020, 32(5): 2020-
2026
1072
Journal of Nuclear Agricultural Sciences 2024,38(6):1065~1073
[30]von Martels J Z H,Bourgonje A R,Klaassen M A Y,et al.
Riboflavin supplementation in patients with Crohn’s disease [the
RISE-UP study][J]. Journal of Crohns and Colitis, 2020, 14(5):595-607
[31]Su X M,Gao Y H,Yang R C. Gut microbiota-derived tryptophan metabolites maintain gut and systemic homeostasis[J]. Cells, 2022,11(15): 2296
[32]Itahana Y,Itahana K. Emerging roles of p53 family members in glucose metabolism[J]. International Journal of Molecular Sciences,2018, 19(3): 776
[33]Hasanpour M,Iranshahy M,Iranshahi M. The application of metabolomics in investigating anti-diabetic activity of medicinal
plants[J]. Biomedicine and Pharmacotherapy, 2020, 128: 110263[34]Zha P P,Chen Y P,Wang S Q,Wang A Q,Zhou Y M. Dietary palygorskite-based antibacterial agent supplementation as an
alternative to antibiotic improves growth performance,intestinal
mucosal barrier function,and immunity in broiler chickens[J].
Poultry Science, 2022, 101(5): 101640
[35]Van Itallie C M,Tietgens A J,Anderson J M. Visualizing the dynamic coupling of claudin strands to the actin cytoskeleton
through ZO-1[J]. Molecular Biology of the Cell,2017,28(4):524-534
[36]范秋丽,陈志龙,林泽铃,张盛,茅沈丽,蒋守群. 五倍子提取物对1~42日龄黄羽肉鸡生长性能,肠道形态,免疫功能,抗氧化
能力及肠道菌群的影响[J]. 动物营养学报, 2022, 34(3): 1547-
1558
Effects of Dietary Supplementation with Chinese Herb Ultrafine Powder on Intestinal Health of Laying Hens
HAN Kunliang1, 2KONG Xiangfeng2CUI Yadong2LAN Wei2HU Xin2ZHANG Tianwei1, *
(1College of Veterinary Medicine and Engineering, Nanyang Vocational College of Agriculture, Nanyang, Henan 473000;
2School of Biology and Food Engineering, Fuyang Normal University, Fuyang, Anhui 236037)
Abstract: This study was conducted to investigate the effects of compound Chinese herb ultrafine powder on the intestinal membrane barrier and the microbial community in intestine of laying hens during late laying period.A total of 216 Xinyang Black-Feathered laying hens of 307-day-old were selected and randomly divided into three groups with eight replicates, nine hens in each group. The hens in control group were fed a basal diet, and hens in the experimental groups were either supplemented with 0.5% Salvia miltiorrhiza (SM) + 0.25% Ligustrum lucidum (LL)+ 0.25% Dandelion (Compound 1)or 0.3% Motherwort + 0.2% SM + 0.25% LL + 0.25 % Dandelion (Compound 2) superfine powder in basal diet. Jejunum and ileum samples were collected on day 120 of the trial to determine the intestinal morphology, microflora composition, and the expressions of genes related to physical barrier function. The results showed that, compared with the control group,the jejunal villus height (VH)and the ratio of VH/crypt depth (CD),the mRNA expressions of jejunal ZO-1 and Claudin-1 and ileal ZO-1, the relative abundances of ileal Actinobacteria and Enterococcus in the Compound 1 group were increased (P<0.05). The ileal VH in the Compound 2 group decreased, as well as the jejunal and ileal VH/CD ratio, while the relative abundance of ileal Turicibacter was increased (P< 0.05). Compared with the Compound 1 group, the jejunal VH and VH/CD ratio, the mRNA expressions of jejunal Claudin-1 and ileal ZO-1 and the relative abundances of ileal Actinobacteria and Enterococcus in Compound 2 group were decreased (P<0.05). Collectively, these findings suggested that dietary supplementation with compound Chinese herb superfine powder composed of motherwort, SM, LL, and dandelion could reduce the intestinal permeability, improve intestinal morphology, and increase the colonization of beneficial bacteria in the intestine of laying hens during late laying period, suggesting that the two compounds are beneficial to the maintenance of intestinal barrier function and intestinal microbial homeostasis,which could provide a reference and practical fondation for the development of new feed additives.
Keywords: Chinese herb ultrafine powder,Xinyang black-feathered laying hens,intestinal morphology,microflora structure, intestinal barrier
1073。