研究论文

复合植物提取物对萧山鸡生长性能、血清生化指标和肠道健康的影响

  • 高磊燕 , 1, 2 ,
  • 包颖 1, 2 ,
  • 李海英 1 ,
  • 杨福生 3 ,
  • 陈菲 3 ,
  • 曾涛 2 ,
  • 陈黎 2 ,
  • 顾天天 2 ,
  • 卢立志 , 2, *
展开
  • 1 新疆农业大学动物科学学院,乌鲁木齐 830052
  • 2 浙江省农业科学院畜牧兽医研究所,农业农村部畜禽资源(家禽)评价利用重点实验室,家禽种业与绿色养殖技术浙江省工程研究中心,农产品质量安全危害因子与风险防控国家重点实验室,杭州 310021
  • 3 杭州萧山种鸡(萧山鸡)有限公司,杭州 311200
*卢立志,研究员,博士生导师,E-mail:

高磊燕(1991—),女,浙江嘉兴人,硕士研究生,研究方向为动物营养与饲料科学。E-mail:

Copy editor: 田艳明

收稿日期: 2025-01-08

  网络出版日期: 2025-08-14

基金资助

浙江省尖兵领雁项目(2024C02004)

杭州市科技发展计划项目(202203A09)

Effects of Compound Plant Extract on Growth Performance, Serum Biochemical Indices and Intestinal Health of Xiaoshan Chickens

  • GAO Leiyan , 1, 2 ,
  • BAO Ying 1, 2 ,
  • LI Haiying 1 ,
  • YANG Fusheng 3 ,
  • CHEN Fei 3 ,
  • ZENG Tao 2 ,
  • CHEN Li 2 ,
  • GU Tiantian 2 ,
  • LU Lizhi , 2, *
Expand
  • 1 College of Animal Science, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, China
  • 2 Key Laboratory of Livestock and Poultry Resources (Poultry) Evaluation and Utilization, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Zhejiang Provincial Engineering Research Center for Poultry Breeding Industry and Green Farming Technology, State Key Laboratory for Managing Biotic and Chemical Threats to the Quality and Safety of Agro-Products, Institute of Animal Science & Veterinary, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310021, China
  • 3 Hangzhou Xiaoshan Breeding Chicken (Xiaoshan Chicken) Co., Ltd., Hangzhou 311200, China
*professor, E-mail:

Received date: 2025-01-08

  Online published: 2025-08-14

摘要

本试验旨在探究饲粮中添加复合植物提取物对萧山鸡生长性能、血清生化指标和肠道健康的影响。选取384只健康、体重相近的100日龄萧山鸡母鸡,随机分为4组,每组8个重复,每个重复12只鸡。对照组(BC组)饲喂基础饲粮,试验组分别饲喂在基础饲粮的基础上添加200(CPE200组)、400(CPE400组)和600 mg/kg(CPE600组)复合植物提取物(有效成分为肉桂醛和百里香酚)的饲粮。预试期5 d,正试期60 d。结果表明:1)与BC组相比,CPE400组120和135日龄体重显著提高(P<0.05),105~120日龄平均日增重和105~150日龄平均日采食量显著提高(P<0.05),105~120日龄料重比显著降低(P<0.05)。2)与BC组相比,试验组血清白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-2(IL-2)、白细胞介素-6(IL-6)、干扰素-γ和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)含量显著提高(P<0.05),血清白细胞介素-10(IL-10)和球蛋白含量显著降低(P<0.05)。3)与BC组相比,CPE400组空肠绒毛高度显著提高(P<0.05),CPE600组空肠隐窝深度显著提高(P<0.05)。4)与BC组相比,试验组回肠IL-1β、IL-2、IL-6和TNF-α含量显著提高(P<0.05),回肠IL-10含量显著降低(P<0.05)。5)与BC组相比,试验组回肠超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性显著降低(P<0.05),回肠丙二醛含量显著提高(P<0.05);CPE400组和CPE600组回肠总抗氧化能力显著降低(P<0.05);CPE200组和CPE600组回肠谷胱甘肽过氧化物酶活性显著降低(P<0.05)。6)BC组和CPE400组之间盲肠菌群在门和属水平上相对丰度无显著差异(P>0.05);在种水平上,CPE400组盲肠Faecousia intestinaviumBlautia merdipullorum相对丰度显著高于BC组(P<0.05)。综上所述,饲粮中添加400 mg/kg复合植物提取物能够提高萧山鸡生长性能,改善肠道形态结构,调整盲肠菌群,但也存在一定潜在风险。

本文引用格式

高磊燕 , 包颖 , 李海英 , 杨福生 , 陈菲 , 曾涛 , 陈黎 , 顾天天 , 卢立志 . 复合植物提取物对萧山鸡生长性能、血清生化指标和肠道健康的影响[J]. 动物营养学报, 2025 , 37(8) : 5250 -5263 . DOI: 10.12418/CJAN2025.427

Abstract

This experiment was conducted to explore the effects of dietary compound plant extract on growth performance, serum biochemical indices and intestinal health of Xiaoshan chickens. A total of 384 healthy 100-day-old Xiaoshan chickens (female) with similar body weight were selected and randomly divided into 4 groups, with 8 replicates in each group and 12 chickens in each replicate. Chickens in the control group (BC group) were fed a basal diet, while those in the experimental groups were fed the basal diets supplemented with 200 (CPE200 group), 400 (CPE400 group) and 600 mg/kg (CPE600 group) compound plant extract (the active ingredients were cinnamaldehyde and thymol), respectively. The pre-test period was 5 days and the formal test period was 60 days. The results showed as follows: 1) compared with BC group, the body weight at 120 and 135 days of age in CPE400 group was significantly increased (P<0.05), the average daily gain from 105 to 120 days of age and the average daily feed intake from 105 to 150 days of age were significantly increased (P<0.05), and the feed to gain ratio from 105 to 120 days of age was significantly decreased (P<0.05). 2) Compared with BC group, the contents of serum interleukin-1β (IL-1β), interleukin-2 (IL-2), interleukin-6 (IL-6), interferon-γ and tumor necrosis factor-α (TNF-α) in the experimental groups were significantly increased (P<0.05), and the contents of serum interleukin-10 (IL-10) and globulin were significantly decreased (P<0.05). 3) Compared with BC group, the villus height in jejunum in CPE400 group was significantly increased (P<0.05), and the crypt depth in jejunum in CPE600 group was significantly increased (P<0.05). 4) Compared with BC group, the contents of IL-1β, IL-2, IL-6 and TNF-α in ileum in the experimental groups were significantly increased (P<0.05), and the IL-10 content in ileum was significantly decreased (P<0.05). 5) Compared with BC group, the activities of superoxide dismutase and catalase in ileum in the experimental groups were significantly decreased (P<0.05), and the malondialdehyde content in ileum was significantly increased (P<0.05); the total antioxidant capacity in ileum in CPE400 group and CPE600 group was significantly decreased (P<0.05); the glutathione peroxidase activity in ileum in CPE200 group and CPE600 group was significantly decreased (P<0.05). 6) There was no significant difference in the relative abundance of cecal microbiota at phylum and genus levels between BC group and CPE400 group (P>0.05). At the species level, the relative abundances of Faecousia intestinavium and Blautia merdipullorum in ileum in CPE400 group was significantly higher than those in BC group (P<0.05). In conclusion, dietary 400 mg/kg compound plant extract can enhance the growth performance of Xiaoshan chickens, improve the intestinal morphological structure, and adjust the cecal microbiota. However, there are also certain potential risks.

萧山鸡是肉蛋兼用型地方品种,具有肉质细嫩、体质健壮和营养丰富等特点[1],是我国本土鸡品种重要的遗传资源[2],具备肉型育种潜力。本地鸡品种能够在自由放养的饲养系统中适应和生存[3],并展现出良好的体况,但随着市场需求的不断增大,需要通过集约化养殖扩大规模。在集约化生产模式下,鸡群由于生理应激、环境压力和高密度生产等因素,体内会产生大量的自由基,对鸡的健康造成不利影响,且过度的氧化应激还会削弱免疫反应,使鸡群更容易受到病原体的侵害[4],从而直接降低鸡的生产性能,增加经济损失。近年来,随着消费者对食品安全和营养健康的日益关注,如何在不使用抗生素和化学合成药物的情况下,利用天然的替抗产品提高家禽的免疫力,成为养殖业的研究热点。目前,抗菌肽、益生菌、酸化剂和植物活性成分已被广泛研究,并被认为是抗生素生长促进剂很有前途的替代品[5]。植物提取物作为一种植物来源的天然添加剂,含有丰富的挥发油、生物碱、萜类及皂苷等活性物质,具有不易残留和无毒副作用的特点,添加到动物饲粮中不仅能起到抑菌、抗氧化和调节免疫等作用,还具有保护动物肠道健康、促进动物生长及提高生产效益等优点[6]。肉桂醛,又称桂醛,系芳香族醛类有机化合物,是肉桂油中主要的有效成分,因其安全、易降解且具有抑菌、抗炎、抗氧化及调控糖和脂代谢等作用,已被作为替抗产品在畜牧业中广泛使用[7]。研究表明,饲粮中添加肉桂醛可以改善肠道屏障功能,降低炎症因子的表达,结合维生素C有利于肉鸡胴体质量和肠道健康[8];饲粮中添加月桂酸单甘油酯和肉桂醛可以有效提高鸡的体重,改善肠道形态,提高血清总蛋白(TP)和白蛋白(ALB)含量,并提高血清总抗氧化能力(T-AOC)[9]。百里香酚是一种天然的单萜酚化合物,是从百里香植物中提取的精油,具有多种生物和药理特性,包括抗炎、抗氧化、抗菌、抗真菌和抗肿瘤潜能[10],能够通过调节免疫反应和氧化还原稳态,改善肠道完整性,减轻肠道损伤。研究表明,饲粮中添加百里香酚和香芹酚可以改善肉鸡回肠和空肠形态,减少炎症发生,增强肠道屏障功能,促进肠道对营养物质的消化吸收,从而提高其生长性能[11]
研究发现,饲粮中添加由香芹醛、百里香酚和肉桂醛合成的添加剂,有助于改善早期断奶仔猪第1~28天平均日增重(ADG)和平均日采食量(ADFI),减少断奶应激,改善回肠上皮细胞的发育,并抑制回肠Toll样受体4(TLR4)/核因子-κB(NF-κB)炎性通路[12]。虽然香芹醛、百里香酚和肉桂醛这3种植物提取物联用在某些试验中显示出降低炎症的效果,但其联合添加对于家禽肠道健康的具体影响尚不清楚。因此,本试验通过研究在饲粮中添加复合植物提取物对萧山鸡生长性能、血清生化指标和肠道健康的影响,旨在为复合植物提取物作为饲料添加剂的应用提供理论依据和实践指导,同时也有助于满足市场对天然、健康和高质量家禽产品的需求[4]

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验所用的复合植物提取物为市售产品,是主要由苍术、藿香、肉桂和牛至等植物复方提取物经加工而成的中草药植物提取物,经微包膜技术呈粉末状态,其中有效成分为肉桂醛含量≥1.5%、百里香酚含量≥1.0%。

1.2 试验设计

本试验所用动物按照浙江省农业科学院动物使用委员会制定的实验动物护理和使用指南(第20-022号)进行饲养和处理。试验选取384只健康、体重相近的100日龄萧山鸡母鸡,随机分为4组,每组8个重复,每个重复12只鸡。对照组(BC组)饲喂基础饲粮,试验组分别饲喂在基础饲粮的基础上添加200(CPE200组)、400(CPE400组)和600 mg/kg(CPE600组)复合植物提取物的饲粮。预试期5 d,正试期60 d。

1.3 试验饲粮

基础饲粮参照《鸡饲养标准》(NY/T 33—2004)[13]进行配制,其组成及营养水平见表1。其中,饲粮粗蛋白质、钙和总磷含量分别按照国家标准GB/T 6432—2018、GB/T 6436—2018和GB/T 6437—2018中方法进行测定,饲粮代谢能以及有效磷和氨基酸含量参考《中国饲料成分及营养价值表(2021年第32版)》[14]计算。
表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

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

项目Items 含量Content
原料Ingredients
玉米Corn 69.00
豆粕Soybean meal 21.00
石粉Limestone 2.20
磷酸氢钙CaHPO4 2.80
氯化钠NaCl 0.30
预混料Premix1) 4.70
合计Total 100.00
营养水平Nutrient levels2)
代谢能ME/(MJ/kg) 11.00
粗蛋白质CP 16.10
钙Ca 2.60
总磷TP 0.42
有效磷AP 0.22
蛋氨酸Met 0.45
赖氨酸Lys 0.62

1)预混料为每千克饲粮提供 The premix provided the following per kg of the diet:VA 8 000 IU,VD3 2 800 IU,VE 23 IU,VB2 4.5 mg,VB5 2 mg,VB6 0.2 mg,VB12 0.02 mg,VK3 2.6 mg,生物素 biotin 0.007 5 mg,叶酸 folic acid 0.05 mg,泛酸 pantothenic acid 15 mg,烟酸 nicotinic acid 30.5 mg,Cu (as copper sulfate) 17.5 mg,Fe (as ferrous sulfate) 60 mg,Mn (as manganese sulfate) 65 mg,Zn (as zinc sulfate) 70 mg,I (as potassium iodide) 0.75 mg,Se (as sodium selenite) 0.2 mg。
2)代谢能、有效磷和氨基酸为计算值,其余为测定值。ME, AP and animo acids were calculated values, while the others were measured values.

1.4 饲养管理

饲养试验在浙江省杭州市萧山种鸡场进行,选择消毒并通风后的鸡舍,统一饲养条件,采用双层笼养,每笼1只,全天12 h自然光照,4 h人工照明。试验鸡每天饲喂1次(08:00),自由采食和饮水。

1.5 样品采集及处理

试验结束当天20:00开始禁食,禁食12 h后,每个重复随机选取1只试验鸡进行称重,随后翅下静脉采血5 mL,于2 500×g下离心15 min后分离血清,分装于EP管中,于-80 ℃下保存;试验鸡采血后屠宰,取十二指肠、空肠和回肠中间部分约1 cm,经生理盐水轻轻冲洗后,置于4%多聚甲醛溶液中固定;将回肠剩余部分肠段沿纵轴剪开并平铺开来,用载玻片刮取回肠黏膜,收集于1.5 mL离心管中并进行编号,暂存于液氮中,后转存于-80 ℃冰箱中;取盲肠内容物中间部分1 cm,装于EP管中,于-80 ℃下保存。

1.6 测定指标及方法

1.6.1 生长性能

预试期结束后,试验鸡禁食过夜,于次日06:00对105日龄的萧山鸡试验群进行空腹称重。正试期间,每日记录各重复采食量,并每隔15 d(120、135、150和165日龄)全群禁食空腹称重,计算ADFI、ADG及料重比(F/G)。

1.6.2 血清生化指标

采用迈瑞BS-420全自动生化仪测定血清TP、ALB、球蛋白(GLB)含量及谷丙转氨酶(ALT)活性;采用华卫德朗DR-200BS酶标仪测定血清免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)、白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-2(IL-2)、白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-10(IL-10)、干扰素-γ(IFN-γ)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)含量,所有指标均使用北京华英生物技术研究所生产的试剂盒进行测定。

1.6.3 肠道形态结构

将固定的肠段进行修剪、脱水、包埋、切片和染色处理后,在Eclipse Ci-L正置白光拍照显微镜下选取多个绒毛和隐窝图像,采用Visiopharm软件,识别肠绒毛、隐窝和肠壁,测定绒毛高度、隐窝深度及绒隐比(V/C)。

1.6.4 回肠免疫和抗氧化指标

将采集的回肠黏膜样本解冻,每个样本称取0.1 g组织,用眼科剪剪碎,加入0.01 mol/L的磷酸盐缓冲液(PBS)溶液0.9 mL,采用TGrinder均质机匀浆后在4 ℃、2 500×g的条件下离心20 min,收集上清液。根据试剂盒(北京华英生物技术研究所)说明书检测回肠免疫指标,包括TP、IL-1β、IL-2、IL-6、IL-10、IFN-γ和TNF-α含量;并检测回肠抗氧化指标,包括总抗氧化能力(T-AOC)、丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和过氧化氢酶(CAT)活性。

1.6.5 盲肠菌群

委托上海派森诺生物科技股份有限公司对BC组和CPE400组肉鸡盲肠内容物进行宏基因组测序和分析。采用TruSeq® Nano DNA LT Sample Preparation Kit(Illumina,美国)提取基因组DNA;DNA文库构建包括片段化、清理、末端修复、30末端腺苷化和使用KAPA文库定量试剂盒(Illumina,美国)的DNA片段富集;原始数据通过京都基因与基因组百科全书(KEGG)进行裁剪、过滤和注释,在门、属和种水平上计算物种的丰度分布;采用R软件(v3.2.0)对物种的丰度谱和功能丰度谱进行分析,然后进行alpha和beta多样性分析;最后,利用Kruskal-Wallis检验,区分前10个差异属和种。

1.7 数据统计与分析

采用SPSS 27.0软件对各组数据进行单因素方差分析(one-way ANOVA),并采用Duncan氏法进行多重比较检验,盲肠菌群组间差异比较采用t检验,结果数据采用“平均值±标准误”形式表示,P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 复合植物提取物对萧山鸡生长性能的影响

表2可知,与BC组相比,CPE200组、CPE400组和CPE600组萧山鸡100、105、150和165日龄体重均无显著差异(P>0.05),CPE400组120和135日龄体重显著提高(P<0.05)。CPE400组萧山鸡105~120日龄ADG显著高于BC组(P<0.05),各组间其他日龄阶段ADG均无显著差异(P>0.05)。CPE400组萧山鸡105~150日龄ADFI显著高于BC组和CPE600组(P<0.05)。此外,CPE400组萧山鸡105~120日龄F/G显著低于BC组(P<0.05);各组间其他日龄阶段F/G均无显著差异(P>0.05)。
表2 复合植物提取物对萧山鸡生长性能的影响

Table 2 Effects of compound plant extract on growth performance of Xiaoshan chickens

项目
Items
时间
Time
BC组
BC group
CPE200组
CPE200 group
CPE400组
CPE400 group
CPE600组
CPE600 group
P
P-value

体重
BW/g
100日龄
100 days of age
1 086.19±98.10 1 087.80±77.12 1 096.92±91.25 1 086.42±75.54 0.797
105日龄
105 days of age
1 145.96±100.33 1 145.18±79.32 1 159.19±93.46 1 142.05±77.94 0.547
120日龄
120 days of age
1 330.93±119.80b 1 347.15±102.11ab 1 375.80±116.76a 1 335.16±95.11b 0.020
135日龄
135 days of age
1 529.43±150.81b 1 526.52±126.30b 1 573.50±144.29a 1 512.33±126.64b 0.015
150日龄
150 days of age
1 733.74±181.03 1 733.23±152.77 1 786.44±175.33 1 717.86±159.20 0.059
165日龄
165 days of age
1 863.23±214.92 1 833.7±190.96 1 906.41±207.04 1 809.61±184.23 0.268

平均日采食量
ADFI/(g/d)
105~120日龄
105 to 120 days of age
82.61±1.62b 84.41±0.77a 84.43±0.92a 82.30±1.91b 0.004
121~135日龄
121 to 135 days of age
100.04±2.11b 100.28±1.41b 102.12±0.78a 98.84±2.03b 0.013
136~150日龄
136 to 150 days of age
107.16±1.34b 107.69±0.79ab 108.86±0.60a 105.82±1.75c 0.034
151~165日龄
151 to 165 days of age
110.10±1.94 109.81±1.18 109.64±2.64 108.05±1.92 0.185
105~165日龄
105 to 165 days of age
99.98±1.70 100.55±0.96 101.26±0.93 98.75±1.75 0.074

平均日增重
ADG/(g/d)
105~120日龄
105 to 120 days of age
12.33±3.71b 13.46±3.43ab 14.44±3.40a 12.87±3.30b <0.001
121~135日龄
121 to 135 days of age
13.23±4.15 11.96±3.49 13.18±3.94 11.81±3.70 0.548
136~150日龄
136 to 150 days of age
13.62±3.80 13.78±4.44 14.20±4.61 13.70±4.47 0.801
151~165日龄
151 to 165 days of age
8.63±6.61 6.70±6.61 8.00±6.17 6.12±5.97 0.314
105~165日龄
105 to 165 days of age
11.96±2.81 12.45±2.74 11.48±2.58 11.13±2.45 0.367

料重比
F/G
105~120日龄
105 to 120 days of age
6.76±0.67a 6.30±0.45ab 5.88±0.51b 6.41±0.36ab 0.002
121~135日龄
121 to 135 days of age
7.72±1.07 8.47±0.86 7.83±0.76 8.54±1.20 0.239
136~150日龄
136 to 150 days of age
7.89±0.45 7.83±0.37 7.70±0.48 7.75±0.46 0.823
151~165日龄
151 to 165 days of age
13.25±3.01 22.29±20.00 13.89±1.70 19.44±7.58 0.292
105~165日龄
105 to 165 days of age
8.41±0.67 8.78±0.44 8.07±0.40 8.91±0.55 0.425

同行数据肩标相同字母或无字母表示差异不显著(P>0.05),不同字母表示差异显著(P<0.05)。下表同。

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

2.2 复合植物提取物对萧山鸡血清生化指标的影响

表3可知,与BC组相比,CPE200组、CPE400组和CPE600组萧山鸡血清IL-1β、IL-2、IL-6、IFN-γ和TNF-α含量均显著提高(P<0.05),血清IL-10和GLB含量显著降低(P<0.05);CPE400组血清ALT活性显著提高(P<0.05)。各组间血清TP、ALB、IgA、IgG和IgM含量均无显著差异(P>0.05)。
表3 复合植物提取物对萧山鸡血清生化指标的影响

Table 3 Effects of compound plant extract on serum biochemical indices of Xiaoshan chickens

项目
Items
BC组
BC group
CPE200组
CPE200 group
CPE400组
CPE400 group
CPE600组
CPE600 group
P
P-value
总蛋白TP/(g/L) 54.20±8.38 47.24±6.76 48.91±3.09 47.36±5.17 0.104
白蛋白ALB/(g/L) 18.98±3.21 18.60±1.45 20.02±1.72 18.93±0.54 0.521
球蛋白GLB/(g/L) 35.22±6.51a 28.64±6.02b 28.89±2.11b 28.43±5.00b 0.038
谷丙转氨酶ALT/(U/L) 4.18±3.09b 3.42±1.99b 8.84±5.22a 2.38±0.96b 0.002
免疫球蛋白A IgA/(g/L) 3.42±1.74 2.44±0.86 2.45±1.37 2.34±1.02 0.314
免疫球蛋白G IgG/(g/L) 5.63±2.67 4.19±1.66 4.63±2.25 3.94±1.56 0.397
免疫球蛋白M IgM/(g/L) 1.71±0.36 1.46±0.31 1.48±0.37 1.43±0.29 0.347
白细胞介素-1β IL-1β/(pg/mL) 13.37±0.86d 23.49±3.30b 20.39±1.28c 26.33±1.11a <0.001
白细胞介素-2 IL-2/(pg/mL) 196.71±9.43d 292.92±31.43b 244.98±22.12c 321.72±30.58a <0.001
白细胞介素-6 IL-6/(pg/mL) 83.47±3.32d 128.90±13.94b 109.00±14.55c 149.03±17.46a <0.001
白细胞介素-10 IL-10/(pg/mL) 18.81±0.76a 13.38±1.35c 14.69±0.65b 12.32±1.03d <0.001
干扰素-γ IFN-γ/(pg/mL) 17.83±2.40d 29.86±1.78b 25.77±1.45c 32.33±3.47a <0.001
肿瘤坏死因子-α TNF-α/(pg/mL) 35.52±3.42d 48.23±3.24b 43.36±2.52c 54.42±3.26a <0.001

2.3 复合植物提取物对萧山鸡肠道形态结构的影响

表4可知,与BC组相比,CPE400组萧山鸡空肠绒毛高度显著提高(P<0.05),且显著高于CPE200组和CPE600组(P<0.05);CPE600组空肠隐窝深度显著提高(P<0.05)。各组间萧山鸡十二指肠和回肠绒毛高度、隐窝深度和V/C值以及空肠V/C值均无显著差异(P>0.05)。
表4 复合植物提取物对萧山鸡肠道形态结构的影响

Table 4 Effects of compound plant extract on intestinal morphological structure of Xiaoshan chickens

项目
Items
BC组
BC group
CPE200组
CPE200 group
CPE400组
CPE400 group
CPE600组
CPE600 group
P
P-value
十二指肠Duodenum
绒毛高度Villus height/μm 1 048.55±149.72 965.66±201.86 1 002.2±321.35 1 200.67±307.27 0.291
隐窝深度Crypt depth/μm 166.17±57.07 172.31±39.65 150.14±47.30 208.03±47.13 0.129
绒隐比V/C 6.74±1.72 5.85±1.69 7.79±5.09 6.19±2.59 0.622
空肠Jejunum
绒毛高度Villus height/μm 897.26±144.69b 874.30±248.79b 1 153.29±149.93a 867.46±181.07b 0.012
隐窝深度Crypt depth/μm 125.53±42.36b 167.30±47.27ab 159.11±49.56ab 198.90±97.22a 0.028
绒隐比V/C 8.08±3.61 5.53±2.01 7.82±2.27 5.41±2.69 0.105
回肠Ileum
绒毛高度Villus height/μm 832.26±141.27 884.01±135.95 763.43±129.98 887.61±233.64 0.416
隐窝深度Crypt depth/μm 107.67±29.93 117.89±40.19 125.46±20.09 125.85±32.81 0.631
绒隐比V/C 8.09±1.80 8.26±2.80 6.20±1.22 7.09±1.03 0.116

2.4 复合植物提取物对萧山鸡回肠免疫和抗氧化指标的影响

表5可知,各组间萧山鸡回肠黏膜TP含量无显著差异(P>0.05)。与BC组相比,CPE200组、CPE400组和CPE600组萧山鸡回肠IL-1β、IL-2、IL-6和TNF-α含量显著提高(P<0.05),回肠IL-10含量显著降低(P<0.05);CPE600组回肠IFN-γ含量显著提高(P<0.05)。
表5 复合植物提取物对萧山鸡回肠免疫指标的影响

Table 5 Effects of compound plant extract on immune indices in ileum of Xiaoshan chickens

项目
Items
BC组
BC group
CPE200组
CPE200 group
CPE400组
CPE400 group
CPE600组
CPE600 group
P
P-value
总蛋白TP/(g/L) 7.71±6.53 5.19±1.17 5.00±1.44 13.64±12.17 0.067
白细胞介素-1β IL-1β/(pg/mL) 1.84±0.14d 3.08±0.25b 2.53±0.25c 3.47±0.61a <0.001
白细胞介素-2 IL-2/(pg/mL) 25.19±1.25c 32.06±4.00b 29.97±1.72b 36.83±3.61a <0.001
白细胞介素-6 IL-6/(pg/mL) 12.41±0.41d 20.12±2.73b 16.61±1.49c 22.89±1.87a <0.001
白细胞介素-10 IL-10/(pg/mL) 2.94±0.49a 1.82±0.12c 2.27±0.16b 1.59±0.17c <0.001
干扰素-γ IFN-γ/(pg/mL) 4.14±0.44b 5.68±0.55ab 5.16±0.63b 6.22±0.84a <0.001
肿瘤坏死因子-α TNF-α/(pg/mL) 3.47±0.60c 4.16±0.38ab 3.77±0.53b 4.55±0.41a <0.001
表6可知,与BC组相比,CPE200组、CPE400组和CPE600组萧山鸡回肠SOD和CAT活性显著降低(P<0.05),回肠MDA含量显著提高(P<0.05);CPE400组和CPE600组回肠T-AOC显著降低(P<0.05);CPE200组和CPE600组回肠GSH-Px活性显著降低(P<0.05)。
表6 复合植物提取物对萧山鸡回肠抗氧化指标的影响

Table 6 Effects of compound plant extract on antioxidant indices in ileum of Xiaoshan chickens

项目
Items
BC组
BC group
CPE200组
CPE200 group
CPE400组
CPE400 group
CPE600组
CPE600 group
P
P-value
总抗氧化能力T-AOC/(U/mL) 2.82±0.21a 2.59±0.23ab 2.43±0.35bc 2.12±0.24c <0.001
丙二醛MDA/(nmol/mL) 0.55±0.06d 0.88±0.04b 0.76±0.06c 1.03±0.05a <0.001
超氧化物歧化酶SOD/(U/mL) 22.75±1.66a 17.39±1.00b 18.49±0.96b 14.70±1.15c <0.001
谷胱甘肽过氧化物酶GSH-Px/(U/mL) 28.19±2.20a 25.84±2.03b 29.21±1.63a 22.70±1.27c <0.001
过氧化氢酶CAT/(U/mL) 8.62±0.77a 6.45±0.26c 7.19±0.37b 5.63±0.39d <0.001

2.5 复合植物提取物对萧山鸡盲肠菌群的影响

2.5.1 盲肠宏基因组DNA测序数据质控

本试验通过表型数据的基础分析,选取BC组和CPE400组各8只试验鸡作为试验样本进行DNA提取与检测。DNA浓度和总量均符合建库要求,结果见表7,平均每个样本获得约9.4 GB的数据量,总数据量约150 GB,Q20和Q30分别在98%和95%以上。结果表明,过滤后的数据质量较好,可以用来进行后续的分析。
表7 DNA测序数据质控

Table 7 Quality control of DNA sequencing data

项目
Items
样本名
Sample
name
reads总数
Total number
of reads/个
有效序列总数
Total number
of effective
sequences/个
有效序列
碱基总数
Total number
of effective
sequence
bases/bp
有效序列
碱基数占比
Proportion of
effective sequence
bases/%
GC含量
GC
content/
%
Q20/
%
Q30/
%

BC组
BC group
BC1 59 488 328 58 584 714 8 982 737 528 98.39 48.23 98.39 95.51
BC2 54 794 878 54 071 390 8 274 026 578 98.60 48.12 98.43 95.50
BC3 66 823 296 65 805 488 10 090 317 696 98.38 49.18 98.37 95.44
BC4 60 073 394 59 231 784 9 071 082 494 98.43 48.56 98.47 95.69
BC5 57 265 984 56 367 980 8 647 163 584 98.31 49.46 98.34 95.36
BC6 58 290 292 57 366 444 8 801 834 092 98.20 48.34 98.39 95.54
BC7 63 130 978 62 243 372 9 532 777 678 98.31 47.36 98.47 95.75
BC8 66 249 882 65 446 394 10 003 732 182 98.02 49.59 98.56 96.00

CPE400组
CPE400 group
CPE1 69 407 828 68 374 730 10 480 582 028 98.36 48.36 98.42 95.57
CPE2 71 205 124 70 142 932 10 751 973 724 98.37 48.40 98.40 95.51
CPE3 59 368 004 58 514 720 8 964 568 604 98.46 48.58 98.45 95.64
CPE4 56 796 914 56 003 120 8 576 334 014 98.49 47.75 98.47 95.69
CPE5 76 812 922 75 656 234 11 598 751 222 98.35 48.83 98.37 95.45
CPE6 59 373 780 58 413 074 8 965 440 780 98.10 47.41 98.32 95.39
CPE7 57 531 426 56 716 076 8 687 245 326 98.53 47.86 98.44 95.59
CPE8 55 125 692 54 369 068 8 323 979 492 98.49 48.25 98.42 95.52

2.5.2 盲肠菌群多样性分析

2.5.2.1 alpha多样性分析

表8可知,BC组和CPE400组之间萧山鸡盲肠菌群alpha多样性各指数均无显著差异(P>0.05),其中ACE和Chao1指数代表微生物丰富度,Shannon和Simpson指数代表微生物多样性,Pielou’s_e指数代表微生物均匀度,Observer species指数代表分类OTU的数目。不过,从数值上来看,CPE400组盲肠微生物丰富度、多样性以及OTU数目更高。
表8 复合植物提取物对萧山鸡盲肠菌群alpha多样性的影响

Table 8 Effects of compound plant extract on alpha diversity of cecal microbiota of Xiaoshan chickens

项目
Items
BC组
BC group
CPE400组
CPE400 group
P
P-value
Chao1指数Chao1 index 17 669.670±567.266 18 160.996±505.689 0.089
ACE指数ACE index 17 506.997±555.337 18 002.648±505.377 0.083
Simpson指数Simpson index 0.986±0.002 0.985±0.001 0.203
Shannon指数Shannon index 6.120±0.121 6.140±0.022 0.657
Pielou’s_e指数Pielou’s_e index 0.632±0.012 0.632±0.003 0.991
Observer species指数Observer species index 15 998.625±542.490 16 493.000±454.051 0.068

2.5.2.2 beta多样性分析

图1所示,基于Bray-Curtis距离算法,应力值(stress)为0.113,能够准确反映各样本群落组成的真实分布。在椭圆置信为0.95的基础上,BC组各样本之间的距离较远,CPE400组各样本分布相对集中,BC组与CPE400组之间样本距离较远,说明饲粮中添加400 mg/kg复合植物提取物一定程度上改变了萧山鸡盲肠菌群的组成。
图1 复合植物提取物对萧山鸡盲肠菌群beta多样性的影响

Fig.1 Effects of compound plant extract on beta diversity of cecal microbiota of Xiaoshan chickens

2.5.3 盲肠菌群组成分析

根据QIIME 2标准,对每个样本以97%的相似性进行聚类。BC组和CPE400组萧山鸡盲肠菌群在不同物种水平上获得的OTU数目如图2-A~图2-C所示:在门水平上,共获得178个OTU,2组共有的OTU有165个,BC组和CPE400组独有的OTU分别是4和9个;在属水平上,共获得7 590个OTU,2组共有的OTU有6 619个,BC组和CPE400组独有的OTU分别是409和562个;在种水平上,共获得23 489个OTU,2组共有的OTU有20 836个,BC组和CPE400组独有的OTU分别是1 148和1 505个。
图2 复合植物提取物对萧山鸡盲肠菌群组成的影响

A~C分别表示盲肠菌群在门、属和种水平上的OTU韦恩图,E~F分别表示盲肠菌群在门、属和种水平上的组成。

Fig.2 Effects of compound plant extract on cecal microbiota composition of Xiaoshan chickens

A to C represented OTU Venn diagrams of cecal microbiota at phylum, genus and species levels, and E to F represented composition of cecal microbiota at phylum, genus and species levels, respectively.

图2-D所示,BC组和CPE400组盲肠样本在门水平上前10的优势菌门依次为厚壁菌门A(Firmicutes A)、拟杆菌门(Bacteroidota)、厚壁菌门B(Firmicutes B)、放线菌门(Actinobacteriota)、变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门C(Firmicutes C)、脱硫杆菌门(Desulfobacterota)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、螺旋体门(Spirochaetota)和互养菌门(Synergistota),且2组间盲肠菌群在门水平上相对丰度无显著差异(P>0.05)。如图2-E所示,在属水平上,BC组盲肠菌群相对丰度前10且超过1%的菌属依次为Phocaeicola(7.10%)、拟杆菌属(Bacteroides,3.51%)、地中海杆菌属(Mediterraneibacter,3.43%)、粪杆菌属(Faecalibacterium,2.46%)、普雷沃氏菌属(Prevotella,2.10%)、芽殖菌属(Gemmiger,(1.88%)、CAG-266(1.94%)、布劳特氏菌属(Blautia,1.35%)、嗜热杆菌属(Thermophilibacter,1.65%)和副拟杆菌属(Parabacteroides,1.57%);CPE400组盲肠菌群相对丰度前10且超过1%的菌属依次为Phocaeicola(5.33%)、拟杆菌属(3.48%)、地中海杆菌属(3.39%)、粪杆菌属(2.18%)、普雷沃氏菌属(2.44%)、芽殖菌属(2.55%)、CAG-266(1.60%)、布劳特氏菌属(2.14%)、嗜热杆菌属(1.67%)和副拟杆菌属(1.60%)。如图2-F所示,在种水平上,BC组盲肠菌群相对丰度前10的菌种分别为厚壁菌门A的瘤胃球菌Gemmiger stercoripullorum、毛螺菌Blautia merdipullorumMerdimonas massiliensis、梭菌Faecousia intestinavium,厚壁菌门B的消化球菌UMGS1590 sp900552455,厚壁菌门C的氨基酸球菌CAG-266 sp000436095,以及拟杆菌门的普雷沃氏菌Prevotella avicola和拟杆菌Phocaeicola barnesiaePhocaeicola sp900066445、Phocaeicola faecigallinarum,其相对丰度分别为0.54%、0.53%、0.60%、0.23%、0.58%、1.79%、0.92%、0.76%、0.68%、0.90%;CPE400组盲肠菌群相对丰度前10的菌种与BC组相同,相对丰度分别为0.91%、0.85%、0.71%、0.93%、0.69%、1.49%、0.31%、0.46%、0.52%、0.28%。其中,CPE400组盲肠Faecousia intestinaviumBlautia merdipullorum相对丰度显著高于BC组(P<0.05)。

2.5.4 盲肠菌群差异微生物分析

线性判别分析(LDA)效应大小(LEfSe)分析是一种差异分析方法,可以直接对所有分类同时进行差异分析,显著差异物种LDA值分布柱状图用以展示每个组内显著富集的物种(注意不显示下调的)及其重要性程度。如图3所示,基于LEfSe,在LDA值>2基础上进行各组间物种差异性分析,共找出20种标志性差异微生物。其中,BC组盲肠菌群主要是以厚壁菌门A和厚壁菌门C为主的标志性微生物,共有16种标记物,且主要集中在颤螺旋菌科(Oscillospiraceae)中的一些菌属;CPE400组盲肠菌群是主要以厚壁菌门C、拟杆菌门和蓝细菌门为主的标志性微生物,共有4种标记物,其中有2种标记物都属于厚壁菌门A,但分属于不同科水平,分别为颤螺旋菌科和瘤胃球菌科(Ruminococcaceae)。
图3 萧山鸡盲肠菌群差异微生物分析

Fig.3 Differential microbial analysis of cecal microbiota of Xiaoshan chickens

3 讨论

3.1 复合植物提取物对萧山鸡生长性能的影响

动物的体重作为一项重要的综合性生长指标,在一定程度上可以有效反映动物生长状况,且在动物生产试验中生长性能主要以测定ADG、ADFI和F/G为主。已有研究表明,在基础饲粮中添加500 mg/kg月桂酸单甘油酯和肉桂醛复合物可以有效提高黄羽肉鸡体重[9]。在饲粮中添加40 mg/kg橙皮苷、40 mg/kg百里香酚和20 mg/kg迷迭香酸提高了肉鸡ADG,促进了肉鸡的生长[15]。饲粮中添加葫芦巴籽提取物可改善肉鸡ADG和F/G[16]。连翘提取物作为抗生素替代品,可以显著提高肉鸡ADG和ADFI[17]
本试验中,饲粮中添加400 mg/kg复合植物提取物能够显著提高萧山鸡ADFI和ADG,显著降低F/G,可能原因是本试验使用的复合植物提取物由肉桂醛和百里香酚组成,肉桂醛具有抗菌、抗炎等生物学活性,作为家禽饲料添加剂,可以提高家禽的采食量和体增重,提高饲料转化率,改善肠道微生物群落,抑制肠道有害菌的生长,提高肠道有益菌数量,促进营养物质的消化吸收[18];而百里香酚同样具备抗炎、抗氧化、抗菌及抑菌作用,两者作为天然来源的替抗候选成分,在动物生产中显示出替代抗生素的潜力,从而促进了家禽生产性能的提高[19]

3.2 复合植物提取物对萧山鸡血清生化指标的影响

鸡血清生化指标是评价其健康状况和生产力的关键指标,反映了禽体内的代谢和生理功能。TP和ALB是蛋白质代谢的关键标志物,可反映肉鸡体内蛋白质的合成和降解平衡[20]。IgG、IgA和IgM参与机体免疫,可反映机体免疫水平。IFN-γ是一种可溶性二聚体细胞因子,具有调节免疫和炎症的作用。TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-10是动物机体重要的细胞因子,参与体内炎症反应和免疫细胞活化[21]。研究表明,在黄羽肉鸡饲粮中添加500 mg/kg月桂酸单甘油酯和肉桂醛,能够提高肉鸡血清TP和ALB含量[15]。饲粮中添加100 mg/kg百里香酚可显著提高蓝狐血清白细胞介素-4(IL-4)含量[22]。在肉鸡饲粮中添加红山茱萸提取物提高了盲肠乳杆菌属的相对丰度,但不影响肉鸡的血清生化指标[23]
本试验中,饲粮中添加200、400和600 mg/kg复合植物提取物显著提高萧山鸡血清IL-1β、IL-2、IL-6、IFN-γ和TNF-α含量,显著降低血清IL-10和GLB含量;饲粮中添加400 mg/kg复合植物提取物显著提高血清ALT活性。且与BC组相比,各试验组萧山鸡回肠IL-1β、IL-2、IL-6和TNF-α含量显著提高,回肠IL-10含量显著降低;CPE600组回肠IFN-γ含量显著提高。这与前人研究结果基本一致,表明饲粮中添加复合植物提取物可调节萧山鸡机体免疫,但本研究中血清ALB含量显著降低的原因还需要进一步探究。

3.3 复合植物提取物对萧山鸡肠道健康的影响

3.3.1 复合植物提取物对萧山鸡肠道形态结构的影响

肠道是营养物质消化吸收的主要场所,绒毛高度、隐窝深度和V/C是评价小肠生理状态和营养吸收的重要指标。绒毛高度提升、隐窝深度变浅均有利于小肠对养分的消化吸收,V/C上升表明消化吸收功能增强,消化率升高,机体生产性能较好[24]。在蛋鸡基础饲粮中添加500~1 000 mg/kg单氯甲酸甘油和肉桂醛混合物显著增加了蛋鸡的十二指肠和空肠的绒毛高度,显著降低了其隐窝深度,有效改善蛋鸡的肠道形态、免疫功能和肠肝抗氧化状态[25]。Xu等[26]研究报道,饲粮中添加金银花和黄花提取物显著提高肉鸡肠道V/C,并显著抑制肠道的氧化应激和炎症反应。
本试验结果表明,饲粮中添加400 mg/kg复合植物提取物显著提高萧山鸡空肠绒毛高度,而添加600 mg/kg复合植物提取物显著提高空肠隐窝深度,说明饲粮中添加400 mg/kg复合植物提取物有利于维持肠道形态结构,促进养分的消化吸收。

3.3.2 复合植物提取物对萧山鸡回肠抗氧化指标的影响

T-AOC、抗氧化酶活性和MDA含量等不仅可以反映畜禽机体抗氧化能力的强弱,也表明了动物机体的健康状况[27]。T-AOC以及GSH-Px和SOD活性可以反映抗氧化系统对外来刺激的应对能力;MDA是体内脂质过氧化反应的最终产物,其含量可直接反映体内脂质过氧化物的程度,间接表明细胞损伤的程度[28-29]。正常生理状况下,由GSH-Px、SOD和CAT等抗氧化酶组成的酶促系统与非酶促系统通过清除活性氧自由基,减少脂质过氧化反应,使机体免受氧化应激。研究表明,饲粮中添加400 mg/kg肉桂醛可以缓解热应激下肉鸡直肠温度的上升,提高机体抗氧化能力,改善肠道通透性和形态结构来维持肠道健康[7]。张伯池等在肉鸡饲粮中添加600 mg/kg由黄芪、杜仲和山楂复合而成的植物提取物对肉鸡生长性能没有显著影响,但显著提高血清SOD活性以及血清和肝脏T-AOC,在一定程度上提高了肉鸡的抗氧化能力[27]。陈祥宇[30]在蛋鸡饲粮中添加300 mg/kg复合植物提取物(主要成分是大蒜素和菊粉)提高了血清SOD与GSH-Px活性,增强了机体免疫功能和抗氧化能力,从而提高了产蛋率和蛋品质。
本试验中,饲粮中添加200、400和600 mg/kg复合植物提取物显著降低萧山鸡回肠SOD和CAT活性,显著提高回肠MDA含量,饲粮中添加400和600 mg/kg复合植物提取物组显著降低回肠T-AOC,饲粮中添加200和600 mg/kg复合植物提取物显著降低回肠GSH-Px活性,这与前人的研究结果不一致,具体影响机制还需要进一步研究。

3.3.3 复合植物提取物对萧山鸡盲肠菌群的影响

菌群alpha多样性可通过Chao1、Shannon和Simpson指数等来反映,其中Shannon指数越高表明菌群的多样性程度越高,而Simpson指数表明优势菌在整体菌群中的占比程度[29]。Wen等[31]研究表明,在蛋鸡饲粮中添加200 mg/kg甜叶菊提取物提高了盲肠菌群Chao1和ACE指数,提高了蛋鸡盲肠菌群的丰富度。本试验条件下,BC组与CPE400组之间萧山鸡盲肠菌群在alpha多样性各项指数上并无显著差异,但CPE400组指数相较于BC组略高,表明饲粮中添加400 mg/kg复合植物物体提高了萧山鸡盲肠菌群的丰富度和多样性。
肠道中的微生物可以通过调控营养代谢、免疫功能和肠道屏障对宿主产生影响,新鲜粪便中的微生物一定程度上反映肠道微生物组成。厚壁菌门是肠道微生物中最丰富的原核生物群之一,主要由革兰氏阳性细菌构成,在肠道中参与糖类、脂质和氨基酸代谢,促进食物中能量的吸收,同时也能很好地分解纤维素,是一些复杂大分子物质的主要降解菌。拟杆菌门是肠道中的另一大类,是革兰氏阴性无芽孢厌氧菌,拥有很高的降解多糖能力,是非纤维碳水化合物的降解菌,此外还是维持肠道微生态平衡、影响免疫系统发育和调节的重要菌群[24]。研究表明,在蛋鸡饲粮中添加500~1 000 mg/kg单氯甲酸甘油和肉桂醛混合物提高了蛋鸡肠道菌群的丰富度和多样性,其优势菌门为拟杆菌门和厚壁菌门,优势菌属为拟杆菌属和乳杆菌属,并改变了盲肠菌群的组成和结构[25]。另有研究报道,在蓝狐饲粮中添加100 mg/kg百里香酚可以改变蓝狐肠道中双歧杆菌属、梭菌属、异杆菌属、链球菌属、巨球型菌属和乳杆菌属的相对丰度[22]。Sun等[32]研究表明,添加丝兰提取物丰富了幼鸽肠道中硫螺旋菌属、Solobacterium、脱硫弧菌属、乳球菌属、副拟杆菌属、氨基酸球菌属、醋酸杆菌属和链球菌属。本研究表明,BC组和CPE400组萧山鸡盲肠菌群在门和属水平上相对丰度没有显著差异,在种水平上CPE400组盲肠厚壁菌门A中的梭菌Faecousia intestinavium和毛螺菌Blautia merdipullorum相对丰度显著高于BC组,说明饲粮中添加400 mg/kg复合植物提取物一定程度上改变了萧山鸡盲肠菌群结构,其作用机制还需进一步研究。

4 结论

在本试验条件下,饲粮中添加400 mg/kg复合植物提取物能够提高萧山鸡生长性能,改善肠道形态结构,调整盲肠菌群;但也存在一定潜在风险,如免疫失衡和抗氧化能力降低,后续研究还需要进一步探究其作用机制,以充分发挥其作用,保障萧山鸡机体健康。
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