饲粮添加蒙脱石和枯草芽孢杆菌对产蛋鸡盲肠菌群和肠道通透性的影响

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动物营养学报2019,31(4):1887⁃1896ChineseJournalofAnimalNutrition

doi:10.3969/j.issn.1006⁃267x.2019.04.048
饲粮添加蒙脱石和枯草芽孢杆菌对产蛋鸡
盲肠菌群和肠道通透性的影响
曲湘勇㊀陈继发∗㊀匡佑华㊀康克浪㊀唐圣果㊀贺长青∗

(湖南农业大学动物科学技术学院,湖南畜禽安全生产协同创新中心,湖南家禽安全
生产工程技术研究中心,长沙410128)
摘㊀要:本试验旨在研究饲粮添加蒙脱石(MMT)和枯草芽孢杆菌(BS)对产蛋鸡盲肠菌群和肠道通透性的影响㊂采用2ˑ2双因子随机设计,选择360只29周龄健康的罗曼粉壳蛋鸡,随机分为4组(每组6个重复,每个重复15只),分别饲喂基础饲粮(对照组)㊁基础饲粮+0.5g/kgMMT(MMT组)㊁基础饲粮+5ˑ108CFU/kgBS(BS组)㊁基础饲粮+0.5g/kgMMT+5ˑ108CFU/kgBS(MMT+BS组)㊂预试期7d,正试期70d㊂结果表明:1)BS组测序获得的有效序列显著多于其他各组(P<0.05),试验组测序获得的优质序列较对照组均有一定增加(P>0.05)㊂2)在门水平上,与对照组相比,MMT组梭杆菌门相对含量有降低的趋势(P=0.072),MMT+BS组迷踪菌门相对含量有降低的趋势(P=0.053)㊂在属水平上,与对照组相比,MMT组梭杆菌属相对含量有降低的趋势(P=0.072),BS组乳杆菌属相对含量显著提高(P<0.05),BS组和MMT+BS组巨单胞菌属相对含量显著提高(P<0.05),MMT+BS组梭菌属相对含量显著降低(P<0.05)㊂3)与对照组相比,饲粮添加BS显著降低了产蛋鸡血浆二胺氧化酶活性和内毒素含量(P<0.05),有降低血浆D-乳酸含量的趋势(P=0.051)㊂可见,MMT㊁BS及其联用均在一定程度上影响了产蛋鸡盲肠菌群的物种丰度,添加BS降低了肠道通透性㊂关键词:蒙脱石;枯草芽孢杆菌;肠道菌群;肠道通透性;产蛋鸡
中图分类号:S816㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:1006⁃267X(2019)04⁃1887⁃10收稿日期:2018-09-30
基金项目:湖南畜禽安全生产协同创新中心专项资金(CICAPS);湖南农业大学产学研合作项目(13098)
作者简介:曲湘勇(1962 ),男,湖南长沙人,教授,博士,主要研究方向为家禽生产科学㊂E⁃mail:quxy99@126.com∗同等贡献作者
∗∗通信作者:贺长青,副教授,E⁃mail:hcq5125@163.com
㊀㊀家禽肠道是一个开放的生态系统,栖居着大量的微生物并形成功能复杂的微生态环境㊂肠道微生物对宿主具有重要的作用,比如发酵不溶纤维提供能量[1]㊁维持机体免疫功能[2]㊁调节机体新陈代谢[3]等㊂而肠道菌群失衡或微生物多样性降低会导致机体免疫力下降㊁养分利用率降低,且可能与乳糜泄和炎症性肠病等的发生有关[4-5]㊂可见,健康的肠道菌群有利于维持宿主正常的生理功能和发挥生长或生产潜能㊂蒙脱石(montmoril⁃lonite,MMT)是一种铝硅酸盐类黏土,比表面积大,表面分布着无数微孔,具有很好的吸附性,已
被证实能在动物肠道中吸附细菌及其毒素,改善肠道菌群[6-7]㊂枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis,
BS)是生产中应用广泛的饲用益生菌之一,它可通过消耗肠道游离氧㊁竞争肠腔内养分和分泌类抗生素物质等抑制有害菌增殖,促进有益菌生长,进而调节肠道微生态平衡[8-9]㊂在断奶仔猪上的研究表明,MMT和嗜酸乳杆菌联用对调节肠道菌群和降低肠道通透性的作用优于二者单独使用[10],
提示MMT和益生菌在改善肠道菌群和肠道屏障功能方面可能具有协同作用,因此,我们推测MMT和BS联用可能更有利于优化产蛋鸡肠道菌

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群㊁降低肠道通透性㊂但目前尚未有关于BS及其
与MMT互作对产蛋鸡肠道通透性影响的报道,且
二者对调节肠道菌群是否具有协同作用尚不明
确㊂此外,本课题组最近的研究表明,饲粮添加0.5g/kgMMT㊁5ˑ108CFU/kgBS及其联用均提
高了产蛋鸡的生产性能[11],鉴于肠道微生物与宿主免疫㊁养分吸收㊁生长发育或维持生产的相关
性,我们推测它们对产蛋鸡生产性能的影响与肠
道菌群存在一定关联㊂因此,本试验旨在探讨饲
粮添加MMT和BS对产蛋鸡肠道菌群和肠道通
透性的影响,并观察MMT和BS是否具有协同作
用,以期为其在产蛋鸡生产中的应用提供依据㊂1㊀材料与方法
1.1㊀试验材料
㊀㊀MMT由美国安牧然国际公司提供,其主要成
分为:钙基MMT含量>70%,其中钙含量为0.5% 1.5%;无定形水合二氧化硅含量>15%;其他矿物(如斜发沸石㊁伊利石㊁高岭石和黄铁矿等)含量<15%㊂BS(BS⁃C3102)由上海牧冠企业发展有限公司提供,活菌数ȡ1ˑ109CFU/g㊂
1.2㊀试验设计与饲养管理
㊀㊀本试验于2017年7月21日至2017年10月7日在湖南生安赛特农牧科技有限公司进行㊂采用2ˑ2双因子随机设计,选择360只29周龄健康的罗曼粉壳蛋鸡,随机分成4组,每组6个重复,每个重复15只,分别饲喂基础饲粮(对照组)㊁基础饲粮+0.5g/kgMMT(MMT组)㊁基础饲粮+5ˑ108CFU/kgBS(BS组)㊁基础饲粮+0.5g/kgMMT+5ˑ108CFU/kgBS(MMT+BS组)㊂预试期7d,正试期70d㊂预试期各组产蛋鸡统一饲喂基
础饲粮,每天对鸡群进行观察,并及时调整鸡群,
使各组间产蛋鸡的平均日采食量[(116.61ʃ0.45)g,P=0.603]㊁产蛋率[(95.72ʃ0.48)%,P=0.955]和平均蛋重[(59.90ʃ0.21)g,P=0.689]差
异不显著㊂试验用基础饲粮参考‘鸡饲养标准“(NY/T33 2004)并结合生产实际配制,基础饲粮组成及营养水平见表1㊂在基础饲粮配制好后,
准确称取所需的MMT和BS添加到基础饲粮中,
逐级充分混匀(先将MMT或BS混匀于小份饲粮
中,然后逐步拌于大份饲粮中),在配制MMT+BS
组试验饲粮时,先将所需的MMT和BS充分混匀
后再逐级混匀于基础饲粮中㊂配制好的试验饲
粮,按照组别装于带盖的塑料大桶中,并储存于饲
料贮藏室㊂正试期间,每隔3 4d配制1次试验
饲粮㊂
㊀㊀产蛋鸡采用上㊁中㊁下3层阶梯式笼养,每笼3
只,每5笼1个重复,各组的试验鸡保证分布在
上㊁中㊁下层的数量相等㊂每日喂料2次,捡蛋2
次,上午㊁下午各匀料2次㊂各组产蛋鸡饲养管理
条件相同,试验第1 5周鸡舍温度㊁相对湿度分别
为(27.06ʃ2.27)ħ㊁(77.39ʃ6.13)%;试验第6 10周鸡舍温度㊁相对湿度分别为(24.03ʃ2.40)ħ㊁(77.07ʃ6.21)%㊂产蛋鸡自由采食㊁饮水,每日光照时间为16h,自然光照和人工光照相结合㊂每日清扫鸡舍1次,每周对鸡舍喷雾消毒2次,每隔3d清粪1次㊂
表1㊀基础饲粮组成及营养水平(风干基础)
Table1㊀Compositionandnutrientlevelsofthebasaldiet(air⁃drybasis)%原料Ingredients含量Content营养水平Nutrientlevels2)含量Content
玉米Corn64.00代谢能ME/(MJ/kg)11.25
豆粕Soybeanmeal24.00粗蛋白质CP16.94
石粉Limestone8.00赖氨酸Lys0.94
磷酸氢钙CaHPO41.00蛋氨酸+半胱氨酸Met+Cys0.55
预混料Premix1)3.00钙Ca3.51
合计Total100.00有效磷AP0.34
㊀㊀1)预混料为每千克饲粮提供Thepremixprovidedthefollowingperkgofthediet:VA7500IU,VD33000IU,VE20IU,VK32mg,VB11.98mg,VB24.98mg,VB64.98mg,VB120.02mg,胆碱choline400mg,烟酸nicotinicacid30mg,泛酸pantothenate15mg,叶酸folicacid0.78mg,生物素biotin0.2mg,Fe(asferroussulfate)75mg,Cu(ascop⁃persulfate)10mg,Se(assodiumselenite)0.3mg,Zn(aszincsulfate)70mg,Mn(asmanganesesulfate)60mg,I(aspo⁃tassiumiodide)1mg,Ca3.3g,P1.05g,NaCl3.5g㊂
㊀㊀2)营养水平均为计算值㊂Nutrientlevelswereallcalculatedvalues.
8881
4期曲湘勇等:饲粮添加蒙脱石和枯草芽孢杆菌对产蛋鸡盲肠菌群和肠道通透性的影响
1.3㊀样品采集
㊀㊀试验第70天清晨,以重复为单位随机选取2只产蛋鸡,采血前禁食12h,自由饮水㊂通过翅下静脉采集5mL左右血液于肝素抗凝管中,于3000r/min离心10min制备血浆,置于-20ħ冰箱保存㊂采血结束后,立即饲喂试验鸡只,当天下午从每个重复随机选取1只鸡,颈部放血后剖开腹腔,取适量盲肠内容物置于1.5mL的高压灭菌离心管中,并迅速放置液氮中保存,然后放入
-80ħ冰箱冻存㊂
1.4㊀检测指标与方法
1.4.1㊀盲肠微生物分析
㊀㊀细菌DNA提取及检测:分别从每组的6份盲肠内容物样品中随机选取5份,称取每份盲肠内容物样品(200ʃ10)mg置于2mL离心管中,采用粪便基因组DNA提取试剂盒(DP328,天根生化科技有限公司)提取细菌DNA㊂用超微量分光光度计(NanoDropND-2000UV,赛默飞)检测DNA浓度,0.8%琼脂糖凝胶电泳检测纯度,之后将合格的DNA样品送上海美吉生物医药科技有限公司测序分析㊂
㊀㊀IlluminaMiSeq高通量测序:利用IlluminaMiSeq平台进行BarcodedIlluminaMiseq测序,对样品16SrRNA的V4区建立文库并上机测序㊂具体操作如下,选择16SrDNA的V4区作为目的扩增区域,用引物对515F/806R目的片段进行扩增㊂根据PCR产物浓度进行等量混样,充分混匀后使用2%的琼脂糖凝胶电泳检测PCR产物㊂目标条带用DNA切胶回收试剂盒进行回收,得纯化样本,并用BioTek酶标仪测定各样本浓度并定量㊂每个样品DNA等量混合,采用标准的IlluminaTruSeqDNA文库制备流程构建所需的宏基因组上机文库,最后在IlluminaMiseq分析平台上进行BarcodedIlluminaMiseq测序,采用PE250测序策略㊂
㊀㊀数据处理与分析:对经过双端(pair⁃end)测序的数据进行质量控制,截断或舍弃低质量序列(50个连续碱基平均质量>Q30,接头污染㊁含有N和低复杂度的reads)㊂用软件Flashv1.2.11连接通过质量控制的序列,舍弃无法连接的序列㊂利用软件USEARCH7.0.1090去掉纯化后数据的嵌合体,应用Qiime1.8.0分析软件合并去掉嵌合体的数据,并将数据按照Ulust算法将序列相似性ȡ97%的操作分类单元(operationaltaxonomicunits,OTU)进行聚类㊂选取每个类最长的序列为代表序列,通过RDP⁃classifierv2.2软件将OTU代表序列与数据库有比对进行物种注释,得到每个OTU的分类学信息㊂通过软件Mothur1.31.2对生成的OTU信息进行细菌群落多样性和丰富度分析㊂1.4.2㊀血浆指标测定
㊀㊀使用北京华英生物技术研究所生产的试剂盒测定血浆二胺氧化酶(DAO)活性和内毒素㊁D-乳酸含量,相应试剂盒的货号分别为HY⁃60106㊁HY⁃70055㊁HY⁃60026㊂
1.5㊀数据统计与分析
㊀㊀盲肠微生物测序数据采用SAS9.2统计软件中Kruskal⁃Wallis检验,血浆DAO活性和内毒素㊁D-乳酸含量采用一般线性模型(GLM)程序进行2ˑ2因子分析,差异显著者用Duncan氏法进行多重比较㊂结果以平均值和集合标准误(SEM)表示,用P<0.05表示差异显著,0.05ɤP<0.10表示有提高或降低的趋势㊂
2㊀结㊀果
2.1㊀饲粮添加MMT和BS对产蛋鸡盲肠菌群测序数据和Alpha多样性的影响
㊀㊀由表2可知,BS组测序获得的有效序列显著多于其他各组(P<0.05),试验组测序获得的优质序列较对照组均有一定增加(P>0.05)㊂各组测序覆盖率均在99.30%以上,说明测序深度已经基本覆盖到样品中的所有物种㊂各组间Ace指数㊁Chao1指数㊁香农指数和辛普森指数均无显著差异(P>0.05)㊂
2.2㊀饲粮添加MMT和BS对产蛋鸡盲肠菌群Beta多样性的影响
㊀㊀Beta多样性分析可以比较不同样品间在物种多样性方面存在的差异大小㊂如图1所示,经主坐标分析(principalcoordinatesanalysis,PCoA)方法分析,结果显示对照组㊁MMT组和BS组菌群结构分布相对紧凑,相似度较高,而MMT+BS组菌群结构分布相对零散,相似度低,群落构成差异较大㊂
9881

动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报31卷
表2㊀97%相似性水平下物种丰富度和Alpha多样性指数
Table2㊀RichnessandAlphadiversityindexofspeciesat97%similaritylevel
项目Items
组别Groups
对照ControlMMTBSMMT+BS
SEM
P值
P⁃value
有效序列Effectivesequences/条45555b46920b57242a42333b1716.460.004
优质序列Goodsequences/条15026161071735015855481.900.421
覆盖率Coveragerate/%99.4099.3499.4199.320.020.436
Ace指数Aceindex430.20438.80456.80448.809.810.801
Chao1指数Chao1index432.00454.00466.20456.4010.270.833
香农指数Shannonindex4.244.024.404.010.080.210
辛普森指数Simpsonindex0.0390.0640.0380.0560.0060.193
㊀㊀同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05),相同或无字母表示差异不显著(P>0.05)㊂表3㊁表4同㊂
㊀㊀Inthesamerow,valueswithdifferentsmalllettersuperscriptsmeansignificantdifference(P<0.05),whilewiththesameor
nolettersuperscriptsmeannosignificantdifference(P>0.05).ThesameasTable3andTable
4.
㊀㊀Control:对照组controlgroup;Ca_MMT:蒙脱石组MTTgroup;BS:枯草芽孢杆菌组BSgroup;Ca_MMT_BS:蒙脱石+枯草芽孢杆菌组MTT+BSgroup㊂
图1㊀饲粮添加MMT和BS对产蛋鸡
盲肠菌群Beta多样性的影响
Fig.1㊀EffectsofdietaryMMTandBSonBetadiversityof
cecummicroflorainlayinghens
2.3㊀饲粮添加MMT和BS对产蛋鸡盲肠菌群结构和物种丰度的影响
㊀㊀由表3可知,在门水平上,各组中拟杆菌门㊁厚壁菌门㊁变形菌门和梭杆菌门均为优势菌门,其中拟杆菌门和厚壁菌门相对含量分别为45.42% 59.12%和34.86% 43.41%㊂统计结果表明:各组间相对含量大于0.15%的菌门相对含量均无显著差异(P>0.05)㊂与对照组相比,MMT组梭杆菌门相对含量有降低的趋势(P=0.072),MMT+BS组迷踪菌门相对含量有降低的趋势(P=0.053)㊂
㊀㊀由表4可知,在相对含量大于1%的菌属中,各组间优势菌属存在一定差异,且拟杆菌属的相对含量最高,其序列占测序总量的32.25%㊂统计结果表明:与对照组相比,试验组巨单胞菌属和乳杆菌属相对含量均有不同程度的提高,其中,BS组和MMT+BS组巨单胞菌属相对含量较对照组显著提高(P<0.05),BS组乳杆菌属相对含量显著高于对照组和MMT组(P<0.05);试验组梭杆菌属和梭菌属相对含量均有降低,其中,MMT组梭杆菌属相对含量较对照组有降低的趋势(P=0.072),MMT+BS组梭菌属相对含量显著低于对照组(P<0.05)㊂此外,MMT组普雷沃氏菌科Ga6A1群相对含量显著高于BS组(P<0.05);MMT+BS组丁酸弧菌属相对含量较BS组显著提高(P<0.05),理研菌科RC9群相对含量较BS组有降低的趋势(P=0.075)㊂
2.4㊀饲粮添加MMT和BS对产蛋鸡血浆DAO活性、D-乳酸和内毒素含量的影响
㊀㊀由表5可知,主效应分析表明,饲粮中添加MMT对产蛋鸡血浆DAO活性㊁D-乳酸和内毒素含量均无显著影响(P>0.05);添加BS显著降低了血浆DAO活性和内毒素含量(P<0.05),有降低血浆D-乳酸含量的趋势(P=0.051);MMT和BS互作对血浆DAO活性㊁D-乳酸和内毒素含量均无显著影响(P>0.05)㊂BS组血浆内毒素含量显著低于对照组和MMT组(P<0.05),血浆D-乳酸含量较对照组有降低的趋势(P=0.085)㊂
0981
4期曲湘勇等:饲粮添加蒙脱石和枯草芽孢杆菌对产蛋鸡盲肠菌群和肠道通透性的影响
表3㊀相对含量大于0.15%(序列占测序总量比例)的菌门
Table3㊀Bacterialphylawithrelativeabundanceabove0.15%(sequencepercentageof
totalsequenceamount)%
项目Items
组别Groups
对照ControlMMTBSMMT+BS
SEM
P值
P⁃value
拟杆菌门Bacteroidetes50.4659.1250.8445.422.360.131厚壁菌门Firmicutes38.7534.8636.5243.411.730.357变形菌门Proteobacteria4.463.416.607.010.810.251梭杆菌门Fusobacteria3.420.462.521.490.520.072软壁菌门Tenericutes0.530.440.550.340.080.934蓝藻菌门Cyanobacteria0.610.270.490.410.110.925螺旋体门Spirochaetes0.450.160.830.200.120.155脱铁杆菌门Deferribacteres0.130.380.320.400.070.370Saccharibacteria0.220.210.120.430.070.782迷踪菌门Elusimicrobia0.330.200.070.050.050.053
表4㊀相对含量大于1%(序列占测序总量比例)或差异显著的菌属
Table4㊀Bacterialgenuswithrelativeabundanceabove1%(sequencepercentageof
totalsequenceamount)orsignificantdifference%
项目Items
组别Groups
对照ControlMMTBSMMT+BS
SEMP值
P⁃value
拟杆菌属Bacteroides28.9739.6430.7529.652.130.517理研菌科RC9群
Rikenellaceae_RC9_group7.246.417.934.390.640.075考拉杆菌属
Phascolarctobacterium4.204.474.346.030.700.966
柔嫩梭菌属
Faecalibacterium3.233.705.912.430.640.327不可培养瘤胃菌科
Ruminococcaceae_uncultured6.851.201.874.561.500.363拟杆菌科
Bacteroidaceae_unclassified2.623.652.172.350.370.546瘤胃菌科UCG⁃014
Ruminococcaceae_UCG⁃0141.813.372.082.130.300.623未分类瘤胃菌科
Ruminococcaceae_unclassified2.532.082.662.030.150.245巨单胞菌属Megamonas0.16c0.69bc2.46ab4.80a0.740.003梭杆菌属Fusobacterium3.420.462.521.490.520.072瘤胃球菌属torques群
Ruminococcus_torques_group1.791.881.512.110.170.754Ruminiclostridium_91.961.651.611.610.110.624脱硫弧菌属Desulfovibrio1.742.081.551.260.150.429普雷沃氏菌科UCG⁃001
Prevotellaceae_UCG⁃0012.021.631.071.800.220.663未分类毛螺菌科
Lachnospiraceae_unclassified1.771.521.241.760.140.614
1981

动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报31卷续表4
项目Items
组别Groups
对照ControlMMTBSMMT+BS
SEMP值
P⁃value
另枝菌属Alistipes0.732.202.460.740.530.476紫单胞菌属Parabacteroides1.561.291.441.360.130.967乳杆菌属Lactobacillus0.58b0.63b2.65a1.29ab0.230.001萨特氏菌属Sutterella0.971.011.241.270.160.958厌氧棍状菌属Anaerotruncus1.241.381.000.850.090.176普雷沃氏菌科Ga6A1群
Prevotellaceae_Ga6A1_group0.74ab1.78a0.13b1.10ab0.230.049梭菌属Clostridium1.27a0.94ab0.77ab0.42b0.130.017丁酸弧菌属Butyricimonas1.11a0.03ab0.01b0.68a0.310.019表5㊀饲粮添加MMT和BS对产蛋鸡血浆DAO活性、D-乳酸和内毒素含量的影响
Table5㊀EffectsofdietaryMMTandBSondiamineoxidaseactivityandcontentsof
D⁃lacticacidandendotoxininplasmaoflayinghens
组别Groups
二胺氧化酶
DAO/(U/L)
D-乳酸
D⁃lacticacid/(mmol/L)
内毒素
Endotoxin/(EU/mL)
对照Control2.542.620.60aMMT2.362.290.63aBS1.641.530.51bMMT+BS2.102.190.58abSEM0.140.160.02P值P⁃value0.1180.0850.021主效应分析Maineffectsanalysis
蒙脱石
MMT/(g/kg)02.092.080.550.52.232.240.60
枯草芽孢杆菌BS/(CFU/kg)
02.45a2.450.61a5ˑ1081.87b1.860.54b
P值P⁃value
蒙脱石MMT0.6090.5910.065枯草芽孢杆菌BS0.0390.0510.013蒙脱石ˑ枯草芽孢杆菌
MMTˑBS0.2390.1040.613
㊀㊀同列数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05),相同或无字母表示差异不显著(P>0.05)㊂
㊀㊀Inthesamecolumn,valueswithdifferentsmalllettersuperscriptsmeansignificantdifference(P<0.05),whilewiththesameornolettersuperscriptsmeannosignificantdifference(P>0.05).
3㊀讨㊀论
3.1㊀饲粮添加MMT和BS对产蛋鸡盲肠菌群多样性的影响
㊀㊀本研究采用高通量测序技术对产蛋鸡20个盲肠内容物样品进行了测序,BS组样品测序获得的有效序列显著多于其他各组,试验组的优质序列较对照组均有一定增加㊂对菌群进行多样性分析发现,试验组和对照组样品间Alpha多样性指数均无显著差异;另外,经PCoA方法分析Beta多样性发现,MMT+BS组菌群结构分布相对零散,相似度较低,提示样品中群落构成差异较大㊂本课题组前期的研究表明,添加0.6g/kgMMT在一定程度上提高了产蛋鸡盲肠菌群的丰富度和Alpha多样性[12],提示MMT对产蛋鸡肠道菌群多样性的影响与其添加水平有关㊂Guo等[8]报道,添加BS
提高了产蛋鸡盲肠的香农指数和Chao1指数;本试验中,BS组香农指数和Chao1指数较对照组有
2981
4期曲湘勇等:饲粮添加蒙脱石和枯草芽孢杆菌对产蛋鸡盲肠菌群和肠道通透性的影响
一定提高,提示添加BS对产蛋鸡盲肠微生物多样性的影响是正面的㊂
3.2㊀饲粮添加MMT和BS对产蛋鸡盲肠菌群结构和物种丰度的影响
㊀㊀MMT㊁BS及其联用对产蛋鸡盲肠优势菌门的相对含量没有产生显著影响,与前人的报道[8,12]一致;而Li等[13]研究指出,添加BS显著提高了肉仔鸡盲肠拟杆菌门和变形菌门相对含量,降低了厚壁菌门相对含量,与本试验的结果不一致,可能与开始饲喂BS时鸡的年龄有关,即健康成年鸡肠道中已形成较稳定的微生态环境,添加BS(肠道非定植菌)很难引起肠道内主要微生物发生大的变化㊂本试验发现,试验组梭杆菌门相对含量较对照组均有一定程度降低㊂研究表明,梭杆菌门相对含量提高与消化道疾病有关[14],且此菌门的一些成员不利于机体脂质代谢[15],提示梭杆菌门相对含量的降低可能对产蛋鸡有一定益处㊂此外,试验组迷踪菌门相对含量有不同程度降低,本课题组前期的研究也发现MMT降低了产蛋鸡盲肠迷踪菌门相对含量[12]㊂梁惠等[16]报道,酒精性肝损伤大鼠粪便迷踪菌门相对含量明显提高,并指出此菌门相对含量升高可能与肠道损伤有关㊂本试验中,MMT+BS组迷踪菌门相对含量最低,且较对照组有降低的趋势,提示二者联用可能有利于改善产蛋鸡盲肠菌群㊂
㊀㊀在属水平上,MMT㊁BS及其联用对盲肠优势菌属相对含量没有产生显著影响㊂与对照组相比,BS组乳杆菌属相对含量显著提高,BS组和MMT+BS组巨单胞菌属相对含量显著提高㊂Guo等[8]报道,BS增加了产蛋鸡盲肠乳杆菌属的相对丰度;Forte等[17]也指出,BS和嗜酸乳杆菌促进了产蛋鸡肠道乳杆菌属的增殖,本试验的结果与以上学者的报道基本一致㊂乳杆菌属是肠道有益菌群,其利用葡萄糖发酵后能产生乳酸和乙酸等㊂巨单胞菌属化能有机营养型微生物,发酵各种碳水化合物生成乳酸㊁乙酸和丁酸等,它们能够降低肠道pH,间接抑制外来病原菌的入侵㊂同时,丁酸还可为宿主肠上皮细胞生长提供能量,有利于维持肠道屏障功能[18]㊂本试验中,MMT组梭杆菌属相对含量较对照组有降低的趋势,MMT+BS组梭菌属相对含量显著低于对照组,与前人的报道[8,17]基本一致㊂梭杆菌属和梭菌属均是肠道有害菌群,梭杆菌属包含坏死梭杆菌和核梭杆菌等多种致病菌,对动物和人类均具有毒害作用;苗慧芳等[19]报道,结直肠癌患者粪便梭杆菌属丰度明显高于健康人,提示此菌属数量增加可能与肠道疾病有关㊂有学者证明,梭菌属的一些菌能够产生α-毒素,与坏死性肠炎的发生有关[20]㊂此外,本研究表明,MMT显著提高了普雷沃氏菌科
Ga6A1群相对含量,普雷沃氏菌与短链脂肪酸的合成有关,而短链脂肪酸的缺乏减弱了其对肠道屏障的保护作用;Shen等[21]报道,非酒精性脂肪肝患者粪便中普雷沃氏菌相对含量在科和属水平出现显著下降,因此,普雷沃氏菌通常被认为是有益菌㊂丁酸弧菌属化能有机营养型微生物,可发酵底物广且发酵产物丰富,其发酵葡萄糖的主要产物是丁酸和乳酸[22],本试验中,MMT和BS降低了丁酸弧菌属的相对含量,但二者联用可使此菌的相对含量升高㊂此外,本试验发现,试验组另枝菌属相对含量较对照组均有一定提高㊂据报道,此菌是一种耐胆盐的微生物,能产生溶纤维蛋白酵素,发酵碳水化合物生成乙酸㊁丙酸,并可高效表达木糖异构酶[23]㊂
㊀㊀本课题组最近的研究表明,饲粮添加0.5g/kg
MMT㊁5ˑ108CFU/kgBS及其联用均提高了产蛋鸡的产蛋率㊁日产蛋重,且二者联用降低了料蛋比[11]㊂综上,MMT和BS在一定程度上提高了盲肠部分有益菌属相对含量,降低了部分有害菌属相对含量,说明二者可改善产蛋鸡盲肠菌群,可能对提高产蛋性能有一定作用㊂鉴于MMT和BS联用提高了巨单胞菌属㊁丁酸弧菌属和乳杆菌属相对含量,降低了梭菌属和梭杆菌属相对含量,提示二者联用对优化肠道菌群可能具有协同作用,进而有益于提高产蛋鸡的生产性能㊂本研究的结果与Cao等[10]的报道基本一致,可能是在MMT的保护作用下,BS的益生功效增强[11]㊂综合分析,MMT和BS联用对提高产蛋鸡生产性能和盲肠菌群的效果优于二者单独使用㊂
3.3㊀饲粮添加MMT和BS对产蛋鸡肠道通透性的影响
㊀㊀当动物肠黏膜屏障受损时,肠道通透性增大,血液中内毒素和D-乳酸含量增加,DAO活性提高㊂本试验中,添加MMT不影响产蛋鸡血浆DAO活性㊁内毒素和D-乳酸含量㊂孟艳莉[24]研究指出,添加MMT显著降低了断奶仔猪血浆D-乳酸含量和DAO活性;此外,Lei等[25]报道,肉牛
3981

动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报31卷
饲粮中添加MMT,其血浆㊁瘤胃液㊁肠道食糜和粪
便中内毒素水平均显著降低㊂本试验的结果与以
上学者的研究结果不一致,其可能原因有以下几
方面:1)动物的生理状况㊂仔猪断奶后,肠黏膜屏
障在一定程度上受损,使肠道通透性增加,故此时
在饲粮中添加MMT,有利于发挥其功效;而本试
验蛋鸡处于产蛋高峰期阶段,其肠道发育成熟,且
产蛋鸡处于正常的生产条件下,肠黏膜屏障相对
完整,进而添加MMT难以对上述指标产生显著影
响㊂2)饲粮因素㊂肉牛饲粮中添加一定比例的草
料会降低瘤胃pH和影响体内微生态环境,容易造
成瘤胃酸中毒和产生大量的内毒素[26],而MMT具有吸附内毒素的作用,因而添加MMT显著降低
了内毒素含量㊂3)MMT的添加水平㊂上述肉牛
和断奶仔猪试验中MMT的添加水平分别为2㊁3g/kg,而本试验MMT的添加水平为0.5g/kg,可能该水平下的MMT对产蛋鸡肠道通透性不产生显著影响㊂
㊀㊀目前,关于BS对家禽肠道通透性影响的研究
很少㊂本研究表明,BS显著降低了血浆DAO活
性和内毒素含量,且有降低血浆D-乳酸含量的趋
势,提示BS能增强产蛋鸡肠道屏障功能,降低肠
道通透性,推测对提高产蛋鸡的生产性能起一定
作用[11]㊂这可能与BS一定程度上降低了肠道有害菌数量㊁优化肠道菌群有关,已知一些细菌能够产生内毒素,肠道内毒素含量降低,一方面,能够进入血液循环的内毒素减少;另一方面,肠道有害菌和内毒素减少,肠黏膜受损的几率降低,机体维持正常的屏障功能和肠道通透性,进而内毒素㊁DAO和D-乳酸释放减少或难以穿过肠道屏障进入血液㊂此外,本试验中,MMT和BS对血浆DAO活性和内毒素㊁D-乳酸含量不产生显著交互作用㊂Cao等[10]报道,MMT和嗜酸乳杆菌联用对提高肠上皮细胞跨膜电阻值和降低荧光素异硫氰酸酯葡聚糖4ku渗透率的作用略优于二者单独添加,但没有表现出明显优势,与本试验的结果基本一致㊂
4㊀结㊀论
㊀㊀①饲粮添加MMT有降低盲肠梭杆菌门和梭
杆菌属相对含量的趋势,对肠道通透性没有显著
影响;添加BS提高了盲肠巨单胞菌属和乳杆菌属
的相对含量,降低了肠道通透性㊂㊀㊀②MMT和BS联用降低了盲肠迷踪菌门和梭菌属的相对含量,提高了巨单胞菌属相对含量,提示二者对调节产蛋鸡肠道菌群可能具有协同作用㊂
㊀㊀③肠道中这些菌群丰度的变化与肠道健康相关,可能对提高产蛋鸡的生产性能有作用㊂
参考文献:
[1]㊀TROMPETTEA,GOLLWITZERES,YADAVAK,etal.Gutmicrobiotametabolismofdietaryfiberinflu⁃
encesallergicairwaydiseaseandhematopoiesis[J].
NatureMedicine,2014,20(2):159-166.[2]㊀HORAIR,SENHN,CASPIRR.Commensalmicro⁃biotaasapotentialtriggerofautoimmuneuveitis[J].
ExpertReviewofClinicalImmunology,2017,13(4):
291-293.
[3]㊀TREMAROLIV,BÄCKHEDF.Functionalinterac⁃tionsbetweenthegutmicrobiotaandhostmetabolism
[J].Nature,2012,489(7415):242-249.[4]㊀VERDUEF,GALIPEAUHJ,JABRIB.Novelplay⁃ersincoeliacdiseasepathogenesis:roleofthegutmi⁃
crobiota[J].NatureReviewsGastroenterology&Hep⁃
atology,2015,12(9):497-506.
[5]㊀KAMADAN,SEOSU,CHENGY,etal.Roleofthegutmicrobiotainimmunityandinflammatorydisease
[J].NatureReviewsImmunology,2013,13(5):321-
335.
[6]㊀HUCH,QIANZC,SONGJ,etal.Effectsofzincoxide⁃montmorillonitehybridongrowthperformance,
intestinalstructure,andfunctionofbroilerchicken[J].
PoultryScience,2013,92(1):143-150.[7]㊀XIAMS,HUCH,XUZR.Effectsofcopper⁃bearingmontmorilloniteongrowthperformance,digestiveen⁃
zymeactivities,intestinalmicrofloraandmorphology
ofmalebroilers[J].PoultryScience,2004,83(11):
1868-1875.
[8]㊀GUOJR,DONGXF,LIUS,etal.Effectsoflong⁃termBacillussubtilisCGMCC1.921supplementation
onperformance,eggquality,andfecalandcecalmi⁃
crobiotaoflayinghens[J].PoultryScience,2017,96
(5):1280-1289.
[9]㊀GAOZH,WUHH,SHIL,etal.StudyofBacillussubtilisongrowthperformance,nutritionmetabolism
andintestinalmicrofloraof1to42dbroilerchickens
[J].AnimalNutrition,2017,3(2):109-113.[10]㊀CAOST,WANGL,JIAOLF,etal.Effectsofdios⁃
4981
4期曲湘勇等:饲粮添加蒙脱石和枯草芽孢杆菌对产蛋鸡盲肠菌群和肠道通透性的影响
mectite⁃Lactobacillusacidophilusongrowthperform⁃
ance,intestinemicrobiota,mucosalarchitectureof
weanedpigs[J].AnimalFeedScienceandTechnolo⁃
gy,2016,220:180-186.
[11]㊀陈继发,朱瑾,康克浪,等.枯草芽孢杆菌㊁蒙脱石及其互作对产蛋鸡生产性能㊁养分表观利用率和肠黏
膜养分转运载体基因表达的影响[J].动物营养学
报,2018,30(9):3693-3701.
[12]㊀陈继发,彭灿阳,曲湘勇,等.蒙脱石对产蛋鸡生产性能和盲肠菌群的影响[J].动物营养学报,2017,29
(11):4026-4035.
[13]㊀LIY,XUQ,HUANGZ,etal.EffectofBacillussubti⁃lisCGMCC1.1086onthegrowthperformanceandin⁃
testinalmicrobiotaofbroilers[J].JournalofApplied
Microbiology,2016,120(1):195-204.
[14]㊀KOSTICAD,GEVERSD,PEDAMALLUCS,etal.GenomicanalysisidentifiesassociationofFusobacte⁃
riumwithcolorectalcarcinoma[J].GenomeRe⁃
search,2012,22(2):292-298.
[15]㊀KORENO,SPORA,FELINJ,etal.Humanoral,gut,andplaquemicrobiotainpatientswithatherosclerosis
[J].ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences
oftheUnitedStatesofAmerica,2011,108(Suppl.1):
4592-4598.
[16]㊀梁惠,吕锐,傅泳,等.益生菌对大鼠酒精性肝损伤的保护作用及机制研究[J].中国药理学通报,2016,
32(7):991-997.
[17]㊀FORTEC,ACUTIG,MANUALIE,etal.Effectsoftwodifferentprobioticsonmicroflora,morphology,
andmorphometryofgutinorganiclayinghens[J].
PoultryScience,2016,95(11):2528-2535.[18]㊀FUKUDAS,TOHH,HASEK,etal.Bifidobacteriacanprotectfromenteropathogenicinfectionthrough
productionofacetate[J].Nature,2011,469(7331):
543-547.
[19]㊀苗慧芳,武娜,栾春光,等.结直肠腺瘤及结直肠癌患者肠道中梭杆菌属与产丁酸菌的定量研究[J].微
生物学报,2014,54(10):1228-1234.
[20]㊀HEIDAFH,VANZOONENAJGF,HULSCHERJBF,etal.Anecrotizingenterocolitis⁃associatedgut
microbiotaispresentinthemeconium:resultsofa
prospectivestudy[J].ClinicalInfectiousDiseases,
2016,62(7):863-870.
[21]㊀SHENF,ZHENGRD,SUNXQ,etal.Gutmicrobio⁃tadysbiosisinpatientswithnon⁃alcoholicfattyliver
disease[J].Hepatobiliary&PancreaticDiseasesInter⁃
national,2017,16(4):375-381.
[22]㊀VOSP,GARRITYG,JONESD,etal.Bergey sman⁃ualofsystematicbacteriology[M].NewYork:Spring⁃
er,2011.
[23]㊀POLANSKYO,SEKELOVAZ,FALDYNOVAM,etal.Importantmetabolicpathwaysandbiological
processesexpressedbychickencecalmicrobiota[J].
AppliedandEnvironmentalMicrobiology,2016,82
(5):1569-1576.
[24]㊀孟艳莉.凹凸棒石㊁蒙脱石及其复合物对断奶仔猪肠道的保护作用研究[D].硕士学位论文.北京:中国
农业科学院,2011:24-25.
[25]㊀LEICL,DONGGZ,JINL,etal.Effectsofdietarysupplementationofmontmorilloniteandyeastcellwall
onlipopolysaccharideadsorption,nutrientdigestibility
andgrowthperformanceinbeefcattle[J].Livestock
Science,2013,158(1/2/3):57-63.
[26]㊀DONGGZ,LIU,SM,WUYX,etal.Diet⁃inducedbacterialimmunogensinthegastrointestinaltractof
dairycows:impactsonimmunityandmetabolism[J].
ActaVeterinariaScandinavica,2011,53:48.
5981

动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报31卷
∗Contributedequally
∗∗Correspondingauthor,associateprofessor,E⁃mail:hcq5125@163.com
(责任编辑㊀陈㊀鑫)
EffectsofDietaryMontmorilloniteandBacillussubtilisonCecal
MicrofloraandIntestinalPermeabilityofLayingHens
QUXiangyong㊀CHENJifa∗㊀KUANGYouhua㊀KANGKelang㊀TANGShengguo㊀HEChangqing∗

(HunanCo⁃InnovationCenterofAnimalProductionSafety,HunanEngineeringResearchCenterofPoultry
ProductionSafety,CollegeofAnimalScienceandTechnology,HunanAgricultural
University,Changsha410128,China)
Abstract:Thisstudywasconductedtoevaluatetheeffectsofdietarymontmorillonite(MMT)andBacillussubtilis(BS)oncecalmicrofloraandintestinalpermeabilityoflayinghens.Thetrialuseda2ˑ2factorialran⁃domdesign.Atotalof360healthy29⁃week⁃oldLohmannpinkhenswererandomlyarrangedinto4groupswith6replicatespergroupand15hensineachreplicate.Thehensin4groupswerefedabasaldiet(controlgroup),thebasaldiet+0.5g/kgMMT(MMTgroup),thebasaldiet+5ˑ108CFU/kgBS(BSgroup),andthebasaldiet+0.5g/kgMMT+5ˑ108CFU/kgBS(MMT+BSgroup),respectively.Theadjustmentperiodlastedfor7days,andtheexperimentalperiodlastedfor70days.Theresultsshowedasfollows:1)thequanti⁃tiesofeffectivesequencesobservedintheBSgroupweremorethanthoseinthecontrolgroup,MMTgroupandMMT+BSgroup(P<0.05);thequantitiesofgoodsequencesobservedinexperimentalgroupsweremorethanthoseinthecontrolgroup(P>0.05).2)Atthephylumlevel,therelativecontentofFusobacteriaintheMMTgrouptendedtobelowerthanthatinthecontrolgroup(P=0.072),andtherelativecontentofElusimi⁃crobiaintheMMT+BSgrouptendedtobelowerthanthatinthecontrolgroup(P=0.053).Atthegenuslev⁃el,therelativecontentofFusobacteriumintheMMTgrouptendedtobelowerthanthatinthecontrolgroup(P=0.072).Comparedwiththecontrolgroup,therelativecontentofLactobacillusintheBSgroupwassig⁃nificantlyincreased(P<0.05),therelativecontentofMegamonasinBSandMMT+BSgroupswassignifi⁃cantlyincreased(P<0.05),andtherelativecontentofClostridiumintheMMT+BSgroupwassignificantlydecreased(P<0.05).3)Comparedwithcontrolgroup,dietaryBSsignificantlydecreasedtheactivityofdiam⁃ineoxidaseandendotoxincontentinplasma(P<0.05),andtendedtoreduceplasmacontentofD⁃lacticacid(P=0.051).Inconclusion,thespeciesabundanceofcecalmicrobiotainlayinghenscanbepartiallyinflu⁃encedbysingleorcombinedadditionofMMTandBS,anddietarysupplementationwithBSdecreasesintesti⁃nalpermeabilityoflayinghens.[ChineseJournalofAnimalNutrition,2019,31(4):1887⁃1896]Keywords:montmorillonite;Bacillussubtilis;intestinalmicroflora;gutpermeability;layinghens

981。

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