凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌的抑菌性能及其对肉鸡生长性能和肠道健康的影响

王雪艳; 杨睿; 苗华彪; 王乙茹; 何雪; 王娜; 安清聪; 程志斌

doi:10.12418/CJAN2025.362

动物营养学报 >

2025 , Vol. 37 >Issue 7: 4422 - 4431

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2025.362

研究论文

凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌的抑菌性能及其对肉鸡生长性能和肠道健康的影响

王雪艳 ^,¹ ,
杨睿 ¹ ,
苗华彪 ² ,
王乙茹 ³ ,
何雪 ¹ ,
王娜 ¹ ,
安清聪 ¹ ,
程志斌 ^,¹^,^*

展开

¹ 云南农业大学动物科学技术学院,云南省动物营养与饲料科学重点实验室,昆明 650201
² 云南师范大学生命科学学院,昆明 650222
³ 达州职业技术学院,达州 635001

* 程志斌,副教授,硕士生导师,E-mail: 179783349@qq.com

王雪艳(1999—),女,云南大理人,硕士研究生,研究方向为动物营养与饲料科学。E-mail: 2253274148@qq.com

Copy editor: 武海龙

收稿日期: 2024-09-13

网络出版日期: 2025-07-12

基金资助

国家自然科学基金(31860664)

收起

Antibacterial Properties of Bacillus coagulans and Bacillus subtilis and Their Effects on Growth Performance and Intestinal Health of Broiler Chickens

WANG Xueyan ^,¹ ,
YANG Rui ¹ ,
MIAO Huabiao ² ,
WANG Yiru ³ ,
HE Xue ¹ ,
WANG Na ¹ ,
AN Qingcong ¹ ,
CHENG Zhibin ^,¹^,^*

Expand

¹ Yunnan Province Animal Nutrition & Feed Science Key Laboratory, College of Animal Science and Technology,Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China
² School of Life Sciences, Yunnan Normal University,Kunming 650222, China
³ Dazhou Vocational and Technical College, Dazhou 635001, China

* associate professor, E-mail: 179783349@qq.com

Received date: 2024-09-13

Online published: 2025-07-12

Fold

摘要

本研究采用2个试验(体外抑菌试验、动物饲养试验)比较了2个饲用益生菌制剂凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的抑菌性能及其对肉鸡生长性能和肠道健康的影响。体外抑菌试验:采用牛津杯法测定抑菌圈直径(DIZ),比较凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌的体外抑制性能差异。动物饲养试验:选择1日龄健康爱拔益加(AA)肉公鸡360只,随机分为3个组,每组10个重复,每个重复12只鸡。金霉素组(AC组)在基础饲粮中添加30 g/t金霉素,凝结芽孢杆菌组(BC组)在基础饲粮中添加4×10⁶ CFU/g凝结芽孢杆菌,枯草芽孢杆菌组(BS组)在基础饲粮中添加4×10⁶ CFU/g枯草芽孢杆菌。试验期42 d。结果表明:1)凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌对大肠杆菌的抑菌效果均为中敏感(13.0 mm<DIZ≤16.0 mm)。另外,凝结芽孢杆菌对嗜酸乳杆菌的效果为不敏感(DIZ=7.8 mm),枯草芽孢杆菌对嗜酸乳杆菌的抑菌效果为低敏感(7.8 mm<DIZ≤13.0 mm)。2)各组之间各阶段平均日增重、平均日采食量和料重比均差异不显著(P>0.05)。BS组1~42日龄死淘率为2.50%。3)与AC组相比,BC组21和42日龄盲肠乳酸杆菌/大肠杆菌无显著差异(P>0.05);BC组21日龄空肠绒毛高度/隐窝深度、白细胞介素-10含量显著升高(P<0.05),空肠肿瘤坏死因子-α含量显著降低(P<0.05)。与BC组相比,BS组21和42日龄盲肠乳酸杆菌/大肠杆菌和乳酸杆菌数量显著降低(P<0.05),盲肠大肠杆菌数量显著升高(P<0.05);21日龄空肠绒毛高度/隐窝深度、绒毛高度、白细胞介素-10含量显著降低(P<0.05),隐窝深度显著升高(P<0.05)。综上所述,与枯草芽孢杆菌相比,饲粮中添加凝结芽孢杆菌可以改善肉鸡肠道健康,提高肉鸡成活率。

关键词： 凝结芽孢杆菌; 枯草芽孢杆菌; 肉鸡; 生长性能; 肠道健康

本文引用格式

王雪艳 , 杨睿 , 苗华彪 , 王乙茹 , 何雪 , 王娜 , 安清聪 , 程志斌 . 凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌的抑菌性能及其对肉鸡生长性能和肠道健康的影响[J]. 动物营养学报, 2025 , 37(7) : 4422 -4431 . DOI: 10.12418/CJAN2025.362

Abstract

This study used two experiments (in vitro antibacterial experiment and animal feeding experiment) to compare the antibacterial properties of two feed probiotic preparations of Bacillus coagulans and Bacillus subtilis, and their effects on growth performance and intestinal health of broiler chickens. In the in vitro antibacterial experiment, the oxford cup method was used to measure the diameter of inhibition zone (DIZ), and to compare the difference of antibacterial properties between Bacillus coagulans and Bacillus subtilis. In the animal feeding experiment, a total of 360 one-day-old Arbor Acres (AA) broiler chickens were randomly divided into 3 groups with 10 replicates per group and 12 broiler chickens per replicate. The aureomycin group (AC group) was fed a basal diet supplemented with 30 g/t aureomycin, the Bacillus coagulans group (BC group) was fed a basal diet supplemented with 4×10⁶ CFU/g Bacillus coagulans, and the Bacillus subtilis group (BS group) was fed a basal diet supplemented with 4×10⁶ CFU/g Bacillus subtilis. The experiment lasted for 42 days. The results showed as follows: 1) the antibacterial effects of Bacillus coagulans and Bacillus subtilis on Escherichia coli were both moderately sensitive (13.0 mm<DIZ≤16.0 mm). In addition, the antibacterial effect of Bacillus coagulans on Lactobacillus acidophilus was insensitive (DIZ=7.8 mm), and antibacterial effect of Bacillus subtilis on Lactobacillus acidophilus was low sensitive (7.8 mm<DIZ≤13.0 mm). 2) There were no significant differences in average daily gain, average daily feed intake and feed to gain ratio among all groups at each stage (P>0.05). The mortality rate of BS group during 1 to 42 days of age was 2.5%. 3) Compared with AC group, the cecal Lactobacillus/Escherichia coli at 21 and 42 days of age of BC group was no significant difference (P>0.05); the jejunal villus height/crypt depth and interleukin-10 content at 21 days of age of BC group were significantly increased (P<0.05), and the jejunal tumor necrosis factor-α content was significantly decreased (P<0.05). Compared with BC group, the cecal Lactobacillus/Escherichia coli and Lactobacillus number at 21 and 42 days of age of BS group were significantly decreased (P<0.05), and the cecal Escherichia coli number was significantly increased (P<0.05); the jejunal villus height/crypt depth, villus height and interleukin-10 content at 21 days of age were significantly decreased (P<0.05), and the crypt depth was significantly increased (P<0.05). In conclusion, compared with Bacillus subtilis, dietary Bacillus coagulans can improve the intestinal health, and increase the survival rate of broiler chickens.

Key words： Bacillus coagulans; Bacillus subtilis; broiler chickens; growth performance; intestinal health

我国饲料行业禁抗以来,饲用益生菌的研发和应用得到了广泛关注^[1-2]。目前,养殖生产中应用的饲用益生菌种属、菌株繁多,大量研究显示益生菌发挥益生性能及改善畜禽生长性能的机制各有不同,其中抑菌性能是饲用益生菌发挥益生性能的重要机制之一^[3-5]。我国农业农村部规范的饲用益生菌有34种(《饲料添加剂品种目录(2021)》),凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是目前运用最广泛的芽孢杆菌。凝结芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌有很好的益生性能,具有应用于养殖生产中提高畜禽生长性能的潜能^[3-5]。课题组前期研究显示,体外抑菌试验筛选抗菌型优质饲用益生菌制剂,不仅要评估菌株对肠道主要有害菌的高效抑制作用;同时,优秀菌株应尽量避免对肠道有益菌抑制的不利影响;这样筛选出的益生菌制剂饲喂畜禽,能够更好地保障肠道健康,包括平衡肠道菌群,进而维护肠组织形态、直接或间接缓解肠道炎症等^[6-7]。然而,目前将益生菌体外抑菌试验和动物饲养试验结合研究、同时报道的文献极少。

益生菌的科学共识明确指出,益生菌最主要核心特征是有益健康的功能属性^[8]。目前,仅有Li等^[9]在同一条件下研究相同添加量的凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌对肉鸡生长性能的影响,且该报道忽略了凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌最重要的益生特性(有益健康)。这不利于综合判断凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌的应用效果。基于课题组前期多个体外抑菌试验,分别鉴定和筛选出多株抑菌性能差异的凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌^[10-11]。因此,本研究挑选抑菌性能差异化的2株凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌,通过体外抑菌性能评估和肉鸡饲养试验相结合,综合比较凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌对肉鸡生长性能和肠道健康的影响,以期为优质饲用益生菌制剂的高效筛选、评估和应用提供思路。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本研究选用的2株抑菌型益生菌为凝结芽孢杆菌(菌株编号为BC-S001)和枯草芽孢杆菌(菌株编号为BS-S025),由课题组前期分离、筛选获得^[12-13]。2株益生菌在云南师范大学生命科学院小试发酵车间生产为粉状饲用制剂样品(总菌数1.0×10¹⁰ CFU/g),用于动物饲养试验。

1.2 益生菌菌株的体外抑菌试验

本研究首先开展凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌的体外抑菌性能的比较试验,明确抑菌性能的差异。采用的牛津杯体外抑菌法,试验设计如下:设置无菌蒸馏水组(负对照组,SW组)和金霉素组(正对照组,AC组)、凝结芽孢杆菌组(BC组)和枯草芽孢杆菌组(BS组),测定抑菌圈直径(diameter of inhibition zone,DIZ),比较凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌对肠道有害菌指示菌大肠杆菌(Escherichia coli)CGMCC 1.8359、有益菌指示菌嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)LT2的抑制作用。试验操作步骤参考前期报道^[10]。

依据测定的DIZ,结合前期工作基础及报道^[10],本研究的抑菌作用判定标准如下:不敏感(DIZ=7.8 mm)、低敏感(7.8 mm<DIZ≤13.0 mm)、中敏感(13 mm<DIZ≤16.0 mm)、高敏感(DIZ>12.0 mm)。

1.3 动物饲养试验

1.3.1 试验设计

本次动物饲养试验经云南农业大学动物科学技术学院试验动物伦理审查委员会批准,批准编号为:APYNA202410002。

试验选择1日龄健康爱拔益加(AA)肉公鸡360只,按体重相近原则分为3个组,每组10个重复,每个重复12只鸡。金霉素组(aureomycin group,AC组,作为对照组)在基础饲粮中添加30 g/t金霉素,凝结芽孢杆菌组(Bacillus coagulans group,BC组)在基础饲粮中添加4×10⁶ CFU/g凝结芽孢杆菌,枯草芽孢杆菌组(Bacillus subtilis group,BS组)在基础饲粮中添加4×10⁶ CFU/g枯草芽孢杆菌。试验期42 d。

1.3.2 试验饲粮

饲粮参考NRC(1994)配制,基础饲粮组成及营养水平见表1。基础饲粮不含任何抑菌性功能性饲料添加剂,所有饲粮80 ℃制粒^[12-13]。

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

Table 1 Composition and nutrient levels of basal diets (air-dry basis)%

项目 Items	1~21日龄 1 to 21 days of age	22~42日龄 22 to 42 days of age
原料 Ingredients
玉米 Corn	44.60	48.60
大豆油 Soybean oil	5.50	5.70
小麦粉 Wheat meal	3.00	3.00
豆粕 Soybean meal	34.60	28.00
膨化大豆 Expanded soybean	7.00	7.00
干酒糟及其可溶物 DDGS		3.00
石粉 Limestone	1.57	1.67
磷酸氢钙 CaHPO₄	1.22	0.71
DL-蛋氨酸 DL-Met	0.24	0.10
L-苏氨酸 L-Thr	0.07	0.02
食盐 NaCl	0.20	0.20
预混料 Premix¹⁾	2.00	2.00
合计 Total	100.00	100.00
营养水平 Nutrient levels²⁾
代谢能 ME/(MJ/kg)	13.06	13.06
粗蛋白质 CP	23.02	20.04
钙 Ca	1.00	0.90
有效磷 AP	0.45	0.35
赖氨酸 Lys	1.30	1.05
蛋氨酸 Met	0.59	0.41
蛋氨酸+胱氨酸 Met+Cys	0.98	0.75
苏氨酸 Thr	0.95	0.78
色氨酸 Trp	0.29	0.23

1)预混料为每千克饲粮提供 The premix provided the following per kg of diets:VA 10 000 IU,VD₃ 3 500 IU,VE 25 mg,VK 2.0 mg,VB₁ 2.0 mg,VB₂ 6.0 mg,VB₆ 4.0 mg,Cu 8 mg,Fe 80 mg,Mn 100 mg,Se 0.30 mg,I 0.35 mg,Zn 75 mg,胆碱 choline 800 mg,叶酸 folic acid 1.0 mg,烟酸 nicotinic acid 40 mg,泛酸 pantothenic acid 11 mg,生物素 biotin 0.15 mg。
2)代谢能为计算值,其余均为实测值^[10-11]。ME was a calculated value, while the others were measured values^[10-11].

1.3.3 饲养管理

饲养试验在云南省曲靖市富源县鑫雄养殖基地进行。试验鸡舍长×宽×高为7.0 m×4.0 m×2.5 m,电控加热装置供暖控温。试验肉鸡3层笼养,单笼规格为长×宽×高=150 cm×70 cm×50 cm。试验期间自由采食、饮水,全天光照,正常免疫、消毒程序。

1.3.4 样品采集与指标测定

1.3.4.1 样品采集

试验鸡分别在21和42日龄称重,之后屠宰取样。取小肠各肠段食糜,混合后、-20 ℃低温保存,用于小肠食糜酶活性测定。取空肠肠段,用4%多聚甲醛固定,用于空肠组织形态测定。取盲肠食糜,-20 ℃低温保存,用于盲肠菌群数量测定。取空肠肠段,液氮速冻后、-80 ℃低温保存,用于空肠细胞因子含量测定。

1.3.4.2 生长性能测定

试验鸡分别在1、21和42日龄称重,试验期间记录采食量,计算1~21日龄、22~42日龄及1~42日龄平均日采食量(ADFI)、平均日增重(ADG)和料重比(F/G),根据肉鸡死淘情况以组为单位计算死淘率。

1.3.4.3 小肠食糜酶活性测定

小肠食糜总蛋白酶、总淀粉酶活性的测定方法参照肖明霞^[12]和袁丽红^[13]报道。采用酶联免疫吸附测定(ELISA)法,利用试剂盒进行检测,总蛋白酶试剂盒(编号YJ652341)、总淀粉酶试剂盒(编号YJ563326)购于上海源桔生物科技有限公司。

1.3.4.4 空肠组织形态测定

固定的空肠组织样品制作切片后,采用苏木精-伊红(HE)染色法,测定空肠绒毛高度(VH)和隐窝深度(CD),并计算绒毛高度/隐窝深度(VH/CD)。具体操作步骤参考肖明霞等^[14-15]的报道。

1.3.4.5 盲肠菌群数量测定

采用平板计数法测定盲肠食糜大肠杆菌、乳酸杆菌(Lactobacillus)数量,并计算乳酸杆菌/大肠杆菌(L/E)。具体操作参照肖明霞等^[15]的报道。

1.3.4.6 空肠细胞因子含量测定

采用酶联免疫竞争法检测空肠炎症细胞因子含量,包括抗炎细胞因子白细胞介素-10(IL-10)和促炎细胞因子肿瘤坏死因子-α(TNF-α)。鸡IL-10的ELISA试剂盒(编号JK45856)、鸡TNF-α的ELISA试剂盒(编号YJ563326)购买于上海酶联生物科技有限公司,具体操作参照朱凡^[16]的报道。

1.4 数据统计分析

试验数据用Excel 2021整理后,采用SPSS 21.0软件进行单因素方差分析和Duncan氏法多重比较,结果以平均值±标准差或平均值和均值标准误(SEM)表示,P<0.05表示差异显著。

2 结果

2.1 凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌的体外抑菌作用比较

由表2和图1可知,BC组和BS组大肠杆菌的DIZ显著高于SW组(P<0.05),BC组和BS组之间差异不显著(P>0.05)。凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌对大肠杆菌的抑菌效果均为中敏感(13.0 mm<DIZ≤16.0 mm)。BS组嗜酸乳杆菌的DIZ显著高于BC组和SW组(P<0.05)。凝结芽孢杆菌对嗜酸乳杆菌的抑菌效果为不敏感(DIZ=7.8 mm),但枯草芽孢杆菌对嗜酸乳杆菌的抑菌效果为低敏感(7.8 mm<DIZ≤13.0 mm)。此外,金霉素对大肠杆菌和嗜酸乳杆菌的抑菌效果均达到高敏感(DIZ>16.0 mm),无菌蒸馏水对大肠杆菌和嗜酸乳杆菌的抑菌效果均不敏感(DIZ=7.8 mm)。

表2 凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌的体外抑菌作用比较

Table 2 Comparison of in vitro antibacterial effects of Bacillus coagulans and Bacillus subtilis

项目 Items	无菌蒸馏水组 SW group	金霉素组 AC group	凝结芽孢杆菌组 BC group	枯草芽孢杆菌组 BS group
大肠杆菌 Escherichia coli
抑菌圈直径 DIZ/mm	7.80±0.00^c	18.95±1.17^a	13.34±0.70^b	13.03±0.61^b
抑菌效果 Antibacterial effect	不敏感	高敏感	中敏感	中敏感
嗜酸乳杆菌 Lactobacillus acidophilus
抑菌圈直径 DIZ/mm	7.80±0.00^c	17.64±0.83^a	7.80±0.00^c	12.69±0.58^b
抑菌效果 Antibacterial effect	不敏感	高敏感	不敏感	低敏感

	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)。下表同。
	In the same row, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

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图1 凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌的体外抑菌作用比较

SW组:无菌蒸馏水组 sterile distilled water group;AC组:金霉素组 aureomycin group;BC组:凝结芽孢杆菌组 Bacillus coagulans group;BS组:枯草芽孢杆菌组 Bacillus subtilis group。

Fig.1 Comparison of in vitro antibacterial effects of Bacillus coagulans and Bacillus subtilis

2.2 凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌对肉鸡生长性能的影响

由表3可知,各组之间各阶段ADG、ADFI和F/G均差异不显著(P>0.05)。然而,1~42日龄,BC组和AC组无死淘,BS组死淘率为2.50%。

表3 凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌对肉鸡生长性能的影响

Table 3 Effects of Bacillus coagulans and Bacillus subtilis on growth performance of broiler chickens

项目 Items	AC组 AC group	BC组 BC group	BS组 BS group	SEM	P值 P-value
体重 BW/g
1日龄 1 day of age	40.61	40.59	40.60	0.08	0.996
21日龄 21 days of age	910.30	905.47	906.90	7.67	0.970
42日龄 42 days of age	2 786.87	2 796.00	2 823.28	17.32	0.697
1~21日龄 1 to 21 days of age
平均日增重 ADG/g	41.41	41.18	41.25	0.37	0.970
平均日采食量 ADFI/g	58.36	59.11	58.39	0.48	0.789
料重比 F/G	1.41	1.44	1.42	0.01	0.233
死淘率 Mortality rate/%	0.00	0.00	1.67
22~42日龄 22 to 42 days of age
平均日增重 ADG/g	89.36	90.03	91.26	0.70	0.560
平均日采食量 ADFI/g	155.17	158.68	155.56	1.35	0.535
料重比 F/G	1.74	1.76	1.71	0.01	0.277
死淘率 Mortality rate/%	0.00	0.00	0.85
1~42日龄 1 to 42 days of age
平均日增重 ADG/g	65.39	65.61	66.25	0.41	0.696
平均日采食量 ADFI/g	106.76	108.90	106.97	0.79	0.506
料重比 F/G	1.63	1.66	1.62	0.01	0.229
死淘率 Mortality rate/%	0.00	0.00	2.50

2.3 凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌对肉鸡小肠食糜消化酶活性的影响

由表4可知,21日龄时,各组之间小肠食糜总淀粉酶、总蛋白酶活性均差异不显著(P>0.05)。42日龄时,各组之间小肠食糜总蛋白酶活性差异不显著(P>0.05);AC组和BC组小肠食糜总淀粉酶活性差异不显著(P>0.05),且均显著高于BS组(P<0.05)。

表4 凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌对肉鸡小肠食糜消化酶活性的影响

Table 4 Effects of Bacillus coagulans and Bacillus subtilis on digestive enzyme activities in small intestine of broiler chickensU/g

项目 Items	AC组 AC group	BC组 BC group	BS组 BS group	SEM	P值 P-value
21日龄 21 days of age
总淀粉酶 Total amylase	1.77	1.81	1.73	0.09	0.929
总蛋白酶 Total protease	11.63	12.50	10.92	0.44	0.344
42日龄 42 days of age
总淀粉酶 Total amylase	1.47^a	1.55^a	1.28^b	0.03	0.002
总蛋白酶 Total protease	15.24	15.03	14.58	0.40	0.801

2.4 凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌对肉鸡盲肠菌群数量的影响

由表5可知,21和42日龄时,BC组和BS组盲肠大肠杆菌数量显著高于AC组(P<0.05),BS组盲肠乳酸杆菌数量和食糜乳酸杆菌/大肠杆菌显著低于AC组和BC组(P<0.05)。

表5 凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌对肉鸡盲肠菌群数量的影响

Table 5 Effects of Bacillus coagulans and Bacillus subtilis on cecal flora number of broiler chickens

项目 Items	AC组 AC group	BC组 BC group	BS组 BS group	SEM	P值 P-value
21日龄 21 days of age
大肠杆菌 Escherichia coli/[lg(CFU/g)]	5.56^c	5.75^b	6.22^a	0.07	<0.001
乳酸杆菌 Lactobacillus/[lg(CFU/g)]	7.39^b	7.50^a	7.20^c	0.03	<0.001
乳酸杆菌/大肠杆菌 L/E	1.33^a	1.33^a	1.16^b	0.02	<0.001
42日龄 42 days of age
大肠杆菌 Escherichia coli/[lg(CFU/g)]	5.66^c	5.77^b	6.07^a	0.04	<0.001
乳酸杆菌 Lactobacillus/[lg(CFU/g)]	7.58^a	7.61^a	7.39^b	0.02	<0.001
乳酸杆菌/大肠杆菌 L/E	1.34^a	1.32^a	1.21^b	0.01	<0.001

2.5 凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌对肉鸡空肠形态的影响

由表6可知,21日龄时,BS组空肠绒毛高度和绒毛高度/隐窝深度显著低于AC组和BC组(P<0.05),空肠隐窝深度显著高于AC组和BC组(P<0.05);BS组空肠隐窝深度显著高于BC组(P<0.05),空肠绒毛高度/隐窝深度显著低于BC组(P<0.05)。42日龄时,BS组空肠绒毛高度显著低于AC组和BC组(P<0.05),BC组和BS组空肠隐窝深度显著低于AC组(P<0.05);各组之间空肠绒毛高度/隐窝深度差异不显著(P>0.05)。

表6 凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌对肉鸡空肠形态的影响

Table 6 Effects of Bacillus coagulans and Bacillus subtilis on jejunum morphology of broiler chickens

项目 Items	AC组 AC group	BC组 BC group	BS组 BS group	SEM	P值 P-value
21日龄 21 days of age
绒毛高度 VH/μm	1 415.74^a	1 386.21^a	1 258.24^b	11.22	<0.001
隐窝深度 CD/μm	158.62^b	128.54^c	201.57^a	4.04	<0.001
绒毛高度/隐窝深度 VH/CD	9.44^b	10.89^a	6.66^c	0.21	<0.001
42日龄 42 days of age
绒毛高度 VH/μm	1 580.25^a	1 479.11^b	1 329.16^c	15.04	<0.001
隐窝深度 CD/μm	146.31^a	128.64^b	124.76^b	1.84	<0.001
绒毛高度/隐窝深度 VH/CD	11.05	10.36	10.72	0.30	0.684

2.6 凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌对肉鸡空肠细胞因子含量的影响

由表7可知,21日龄时,BC组空肠IL-10含量显著高于AC组(P<0.05),空肠TNF-α含量显著低于AC组(P<0.05);BS组空肠IL-10含量显著低于BC组(P<0.05)。42日龄时,BS组空肠TNF-α含量显著低于AC组和BC组(P<0.05);各组之间空肠IL-10含量无显著差异(P>0.05)。

表7 凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌对肉鸡空肠细胞因子含量的影响

Table 7 Effects of Bacillus coagulans and Bacillus subtilis on jejunum cytokines contents of broiler chickensng/kg

项目 Items	AC组 AC group	BC组 BC group	BS组 BS group	SEM	P值 P-value
21日龄 21 days of age
白细胞介素-10 IL-10	84.89^c	113.28^a	93.61^b	15.04	<0.001
肿瘤坏死因子-α TNF-α	87.54^a	76.85^b	83.67^ab	1.84	0.021
42日龄 42 days of age
白细胞介素-10 IL-10	98.94	105.34	100.31	2.07	0.448
肿瘤坏死因子-α TNF-α	135.90^a	127.78^a	102.20^b	3.65	<0.001

3 讨论

3.1 凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌的体外抑菌作用的比较

抑菌性能是饲用益生菌发挥益生性能、改善畜禽养殖效益的重要机制之一,抑菌性能的评估方法总体包括2类:其一,体外抑菌试验。主要包括:牛津杯法、打孔法和混培法等^[7,17];其二,动物饲养试验。一般通过检测饲喂益生菌制剂后畜禽肠道或粪便中特定细菌(包括肠道有害菌、有益菌)的数量,来评估益生菌的体内抑菌、平衡肠道菌群的作用效果^[18-19]。然而,目前将益生菌体外抑菌试验和动物饲养试验结合研究、同时报道的文献极少^[20]。本文首次评估了凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌的体外抑菌作用及体内调节肠道菌群的作用效果。

本试验结果显示,抗生素金霉素对畜禽肠道常见致病菌大肠杆菌的抑菌效果达到高敏感,这与以往体内外试验表明金霉素高效抑制肠道有害菌,从而实现肉鸡生长性能改善的结果^[21-22]一致。本研究中,凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌对大肠杆菌的抑菌效果达到中敏感,尽管抑菌效果低于金霉素(高敏感),却足以保障肉鸡正常的生长性能。据此,可将对肠主要致病菌(例如大肠杆菌)体外抑菌效果达到中敏感的这2株益生菌,归为抑菌型益生菌。

进一步研究显示,凝结芽孢杆菌对畜禽肠道主要有益菌嗜酸乳杆菌无抑制作用(不敏感),但枯草芽孢杆菌对嗜酸乳杆菌的抑菌效果为低敏感,这与前人的报道^[10-11,23]一致。以上结果提示,优质饲用益生菌菌株的筛选,不仅要重视对有害菌的高效抑制,同时应尽量避免对肠道有益菌抑制的不利影响,因为畜禽肠道菌群平衡是由有益菌、有害菌的数量及比例同时决定的。鉴于上述分析,本试验凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌差异化的体外抑菌特性,可能综合影响肉鸡的生长性能及肠道健康,值得进一步开展饲养试验研究验证。

3.2 凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌对肉鸡生长性能的影响

肉鸡的生长性能主要包括体重、ADG、ADFI和F/G等影响养殖效益的指标^[24-27]。本试验结果显示,正常养殖条件下,与抗生素组相比,试验各阶段2个益生菌组肉鸡ADG、ADFI、F/G等均差异不显著,表明本研究体外抑菌试验筛选的2个抑菌型凝结芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌制剂能够保障肉鸡正常的生长性能。进一步研究显示,试验全期BC组无死淘,然而BS组死淘率为2.50%,尽管死淘率较低(符合正常养殖生产情况),但结合体外抑菌试验结果推测,造成BS组死淘的原因可能是该株枯草芽孢杆菌对肠道有益菌乳酸杆菌的抑制作用。这一推测得到肠道菌群数量检测结果的印证,BS组盲肠乳酸杆菌/大肠杆菌在3组中最小。此外,3组肉鸡的小肠食糜总淀粉酶、总蛋白酶活性差异不显著,表明本试验选用的凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌对肉鸡消化功能无显著影响,这与生长性能无显著变化的结果相符。

3.3 凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌对肉鸡肠道健康的影响

肠道菌群数量、组织形态及肠炎状况是表征畜禽肠道健康的重要研究领域^[26-27]。畜禽肠道菌群平衡取决于有益菌、有害菌的数量及比例,因此检测肠道有益菌乳酸杆菌、有害菌大肠杆菌的数量及二者比值具有重要意义^[12-13,26]。本试验结果显示,与AC组相比,BC组肉鸡盲肠21和42日龄盲肠乳酸杆菌/大肠杆菌无显著差异,表明该株凝结芽孢杆菌有效地平衡了肉鸡肠道菌群,这是保障肉鸡正常生长性能的重要机制之一。此外,与BC组相比,BS组肉鸡21和42日龄盲肠乳酸杆菌数量显著降低,这与该株枯草芽孢杆菌对指示菌嗜酸乳杆菌有一定抑制作用的结果相符,从而解释了BS组肉鸡21和42日龄盲肠乳酸杆菌/大肠杆菌较BC组降低的原因。

肉鸡肠道组织形态受生长发育、饲粮营养水平及各类抗原等因素的综合影响,客观反映在绒毛高度、隐窝深度及二者比值等指标^[12-13,27]。绒毛高度/隐窝深度和绒毛高度越大、隐窝深度越小表征完整性良好的肠道组织形态及健康程度;相反,若肠道有害菌滋生及所产毒素增加均会损伤肠道黏膜组织,造成绒毛高度和绒毛高度/隐窝深度降低、隐窝深度升高^[12-13,27]。本试验结果显示,与AC组相比,BC组肉鸡21日龄的空肠绒毛高度/隐窝深度显著升高,42日龄的空肠绒毛高度/隐窝深度无显著差异。这表明该株凝结芽孢杆菌维持了肉鸡正常的肠形态,显然与该株凝结芽孢杆菌的良好抑菌性能相关。此外,与BC组相比,BS组21日龄肉鸡绒毛高度/隐窝深度和绒毛高度显著降低,且隐窝深度显著升高。结合体外抑菌和盲肠菌群数量的结果,本文推测由于该株枯草芽孢杆菌对肠道有益菌有一定抑制影响,助长了肠道有害菌的增殖,有害菌及所产毒素均可破坏肠形态,造成BS组肉鸡绒毛高度/隐窝深度和绒毛高度降低,隐窝深度升高。

IL-10是常见的抗炎因子,TNF-α是常见的促炎因子,检测空肠IL-10、TNF-α含量可反映肠道炎症的状况^[28]。本试验结果显示,与AC组相比,BC组肉鸡空肠IL-10含量显著升高,且TNF-α含量显著降低。朱明明等^[29]研究显示,凝结芽孢杆菌显著增加了沙门氏菌攻毒肉鸡肠道的IL-10含量。胡婷等^[30]研究表明,凝结芽孢杆菌显著增加了LPS攻毒蛋仔鸡肠道的IL-10含量。仅有的一篇体外试验也证明^[31],凝结芽孢杆菌可直接促进人体血细胞IL-10的分泌。以上报道表明,凝结芽孢杆菌有助于缓解肉鸡肠道炎症,这可能是凝结芽孢杆菌改善肉鸡肠道健康从而维持正常生产性能的另一重要机制。此外,与BC组相比,BS组21日龄的空肠IL-10含量显著降低,提示该株凝结芽孢杆菌缓解肉鸡肠道炎症的效果优于枯草芽孢杆菌。

综上所述,正常养殖条件下,与枯草芽孢杆菌相比,饲粮中添加凝结芽孢杆菌可以改善肉鸡肠道健康,提高肉鸡成活率。

4 结论

① 体外抑菌试验结果表明,凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌筛选对肠道有害菌抑制作用较强;凝结芽孢杆菌对肠道有益菌无抑制作用,枯草芽孢杆菌5对肠道有益菌有一定抑制作用。

② 动物饲养试验结果表明,与枯草芽孢杆菌相比,饲粮中添加凝结芽孢杆菌可以改善肉鸡肠道健康,提高肉鸡成活率。

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序

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