Chinese Journal of Animal Nutrition >

2026 , Vol. 38 >Issue 9: 6686 - 6698

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2026.535

RESEARCH PAPER

Effects of Fermented Chinese Herbal Medicine on Performance, Egg Quality, Serum Biochemical Indices and Reproductive Hormones, and Cecal Microbiota of Laying Hens during Later Laying Period

  • ZHANG Zefeng , 1, 2 ,
  • ZHOU Chenxin 1, 2 ,
  • ZHANG Dongyan 2 ,
  • FENG Zhihua , 1, * ,
  • LIU Hui , 2, *
Expand
  • 1 College of Animal Science and Technology, Hebei Agricultural University, Baoding 071001, China
  • 2 Institute of Animal Husbandry and Veterinary Medicine, Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Beijing 100097, China
* FENG Zhihua, associate professor, E-mail: ;
LIU Hui, associate professor, E-mail:

Received date: 2026-01-14

  Online published: 2026-09-12

Fold

Abstract

This study aimed to investigate the effects of fermented Chinese herbal medicine (FM) on performance, egg quality, serum biochemical indices and reproductive hormones, and cecal microbiota of laying hens during late laying period. A total of 360 Dawu Jinfeng laying hens at 60 weeks of age with similar laying rate were divided into 4 groups with 6 replicates per group and 15 hens per replicates. Hens in the control group (CON group) were fed a basal diet, and others in experimental groups were fed experimental diets supplemented with 0.50% (FM1 group), 0.75% (FM2 group), and 1.00% (FM3 group) FM, respectively. The formal experiment was 8 weeks. The results showed that, compared with the CON group: 1) the laying rate was significantly increased (P<0.05), while the percentage of unqualified eggs was significantly decreased in FM1 and FM2 groups (P<0.05); 2) the albumen height and Haugh unit were significantly increased in FM2 group (P<0.05); 3) serum triglyceride content and alkaline phosphatase activity were significantly decreased (P<0.05), while the luteinizing hormone content was significantly increased in FM1, FM2 and FM3 groups (P<0.05); 4) the mRNA relative expression levels of interleukin-6 and tumor necrosis factor-α in oviduct were significantly decreased in FM1, FM2 and FM3 groups (P<0.05); 5) the relative abundances of Actinobacteriota and Olsenella in cecal microbiota were significantly decreased in FM1 and FM3 groups (P<0.05), while the relative abundances of Lactobacillus and Limosilactobacillus were significantly increased in FM3 group (P<0.05). In conclusion, dietary supplementation with 0.75% FM during the late laying period can improve laying performance and egg quality, downregulate the mRNA expression of pro inflammatory cytokines in the oviduct, and optimize the cecal microbial community structure.

Key words： fermented Chinese herbal medicine; laying hens; performance; egg quality; serum biochemical indices; reproductive hormones; cecal microbiota

Cite this article

ZHANG Zefeng , ZHOU Chenxin , ZHANG Dongyan , FENG Zhihua , LIU Hui . Effects of Fermented Chinese Herbal Medicine on Performance, Egg Quality, Serum Biochemical Indices and Reproductive Hormones, and Cecal Microbiota of Laying Hens during Later Laying Period[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2026 , 38(9) : 6686 -6698 . DOI: 10.12418/CJAN2026.535

我国是世界上最大的蛋鸡饲养国,蛋鸡养殖业在现代农业和国民生活中占据重要地位。随着蛋鸡进入产蛋后期,生理机能逐渐衰退,加上肠道对营养物质的吸收能力下降,常导致蛋鸡的采食量下降、产蛋性能下降和蛋品质降低等问题[1-2],严重降低蛋鸡养殖的经济效益。因此,通过营养手段改善产蛋后期蛋鸡的肠道健康,增强蛋鸡对营养物质的吸收,从而提高蛋鸡的产蛋性能和蛋品质,已成为目前养殖业中的研究热点。
作为一种绿色饲料添加剂,中草药具有纯天然、无残留和无耐药性等优良药理特性,但也存在着成分复杂、含量低、适口性差、效果不稳定等问题。利用芽孢杆菌、酵母和乳酸菌等复合益生菌发酵中草药,不仅可以促进中草药中活性成分的有效释放,降解大分子物质并生成更易吸收的小分子活性成分,降低或消除部分毒性成分,还可以促进益生菌的生长和繁殖,改善肠道菌群和提高免疫力,有利于益生菌与中草药药理作用的协同发挥[3-5],最终提高蛋鸡的产蛋性能和蛋品质。周小玲等[6]在产蛋高峰期罗曼蛋鸡饲粮中添加0.25%的发酵玉屏风散(发酵菌种为植物乳杆菌、地衣芽孢杆菌、产朊假丝酵母),可以显著改善蛋鸡的生产性能和蛋品质,同时增强其抗氧化能力。王磊卿等[7]在35周龄京粉6号蛋鸡饲粮中添加发酵柴胡茎叶(发酵菌种为芽孢杆菌、乳酸菌和酵母菌),可以调节肠道微生物区系,改善肠道形态和抗氧化性能,提高蛋重和蛋壳厚度。黄李蓉等[8]研究表明,在产蛋后期罗曼粉蛋鸡饲粮中添加1.0%或1.5%的发酵中草药(黄芪、当归、白术、杜仲叶、党参、山楂等,发酵菌种为酵母、乳酸菌)能够降低沙壳蛋率,显著提高鸡蛋的哈氏单位和蛋白高度,改善蛋品质。然而,目前关于复合益生菌发酵中草药对产蛋后期蛋鸡肠道微生物影响的研究还比较少。为此,本研究根据中兽医基础理论,针对产蛋后期蛋鸡气血渐亏、卵巢功能衰退的特点,选用益母草、当归、桃仁、川芎、黄芪、炮姜6味中草药配伍制成具有补益气血、活血化瘀等功效的复方中草药,利用枯草芽孢杆菌、酿酒酵母和植物乳杆菌对复方中草药进行固态发酵后将其应用于产蛋后期蛋鸡饲粮,研究该发酵中草药对产蛋后期蛋鸡生产性能、蛋品质、血清生化指标与生殖激素及盲肠微生物的影响,旨在为发酵中草药在产蛋后期蛋鸡饲粮中的应用提供依据和指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选用益母草、当归、桃仁、川穹、黄芪和炮姜等6味中草药,经55 ℃干燥后粉碎,过50目筛后按42∶36∶11∶11∶5∶5 的质量比混匀,得到复方中草药。上述中草药原料均购自河北省安国中药材专业市场,其质量符合《中国药典》相关标准。
复合益生菌由枯草芽孢杆菌(5.0×109 CFU/g)、酿酒酵母(5.0×109 CFU/g)和植物乳杆菌(5.0×109 CFU/g)按照3∶1∶1的比例组成。该复合菌由北京市农林科学院畜牧兽医研究所饲用生物智造中心分离、纯化、保存并制备。
将复合益生菌按1∶100(质量体积比,即1 g菌剂溶于100 mL温水)的比例溶于温水中,搅拌均匀,制得含菌水;再将复方中草药与该含菌水按1∶2.05的质量比充分搅拌混合,转移至带有呼吸阀的发酵袋中,于35.3 ℃发酵38.8 h即制成发酵中草药。经测定,发酵后的复方中草药中枯草芽孢杆菌活菌数为2.47×107 CFU/g,酿酒酵母活菌数为3.47×108 CFU/g,植物乳杆菌活菌数为2.85×108 CFU/g;发酵前后总黄酮含量分别为0.83和4.26 mg/g,总酚含量分别为5.04和17.23 mg/g,多糖含量分别为20.45和56.84 mg/g,pH分别为5.46和4.47。

1.2 试验设计与饲养管理

本试验方案已经河北农业大学动物实验伦理审查委员会审查批准(批准号:2025005)。
选取360只产蛋率相近的60周龄大午金凤蛋鸡,随机分为4组,每组6个重复,每个重复15只鸡。对照组(CON组)饲喂基础饲粮,试验组分别饲喂在基础饲粮中添加0.50%(FM1组)、0.75%(FM2组)和1.00%(FM3组)发酵中草药的试验饲粮。预试期1周,正试期为8周。试验期间,蛋鸡采用3层阶梯式笼养,每笼3只鸡,每天光照时间为16 h;每天定时饲喂2次(08:30、15:30),匀料4次,14:30准时收蛋;鸡只自由采食、饮水。
基础饲粮为玉米-豆粕型饲粮,参考《鸡的饲养标准》(NY/T 33—2004)配制,其组成及营养水平见表1。饲粮中粗蛋白质、钙和总磷含量分别参照GB/T 6432—2018、GB/T 6436—2018和GB/T 6437—2018测定;代谢能、有效磷和氨基酸含量参照《中国饲料成分及营养价值表(2021年第32版)》中各原料对应数值进行计算。
表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

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

原料Ingredients 含量Content 营养水平Nutrient levels2) 含量Content
玉米Corn 61.00 代谢能ME/(MJ/kg) 11.30
豆粕Soybean meal 24.50 粗蛋白质CP 16.10
小麦麸Wheat bran 1.80 钙Ca 3.90
石粉Limestone 9.00 总磷TP 0.56
大豆油Soybean oil 0.70 有效磷AP 0.33
预混料Premix1) 3.00 赖氨酸Lys 0.80
合计Total 100.00 蛋氨酸Met 0.37

1)预混料为每千克饲粮提供The premix provided the following per kg of the diet:VA 10 000 IU,VD3 1 800 IU,VE 10 IU,VK3 10 mg,VB6 5 mg,VB12 5 ug,硫胺素 thiamine 1 mg,核黄素 riboflavin 4.5 mg,烟酰胺 nicotinamide 24.5 mg,泛酸 pantothenic acid 16 mg,生物素 biotin 1 mg,叶酸 folic acid 1 mg,氯化胆碱 choline chloride 500 mg,Mn 60 mg,Fe 80 mg,Cu 8 mg,Zn 60 mg,I 0.4 mg,Se 0.3 mg。

2)粗蛋白质、钙和总磷为实测值,其余为计算值。CP, Ca and TP were measured values, while the others were calculated values.

1.3 测定指标与方法

1.3.1 生产性能

每天记录各重复试验鸡的产蛋数、蛋重和不合格蛋(包括破壳蛋、软壳蛋和沙壳蛋)数;每周统计每组各重复的采食量,计算产蛋率、不合格蛋率、平均蛋重、平均日采食量及料蛋比。

1.3.2 蛋品质

分别于试验第28天和第56天,每个重复随机选取5枚鸡蛋进行蛋品质测定。测定指标包括蛋壳厚度(使用日本Robotmation公司的ETG-1061型蛋壳厚度测量仪)、蛋壳强度(使用日本Robotmation公司的EFG-0503型蛋壳强度测试仪)、蛋白高度(使用日本Robotmation公司的EMT-5200型多功能蛋品质检测仪)及蛋壳重量(使用电子天平),并同步计算哈氏单位与蛋壳比率(蛋壳重量占鸡蛋总重量的百分率)。

1.3.3 血清生化指标与生殖激素

试验结束后,空腹12 h,每个重复随机选取1只蛋鸡,翅下静脉采血5 mL,常温静置1 h后,1 200×g离心10 min分离血清,于-20 ℃保存。使用全自动生化分析仪(HITACHI-7020型,HITACHI,日本)测定血清中总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)含量及乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶(CK)和碱性磷酸酶(ALP)活性;采用试剂盒(购自上海酶联生物科技有限公司)测定血清中促卵泡激素(FSH)、促黄体生成素(LH)、孕酮(PROG)和雌二醇(E2)含量。

1.3.4 输卵管中抗氧化指标

蛋鸡采血后放血屠宰,采集输卵管的子宫部组织于2 mL冻存管中,迅速置于液氮速冻,-80 ℃保存待测。使用试剂盒(购自南京建成生物工程研究所)测定子宫部超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性、丙二醛(MDA)含量以及总抗氧化能力(T-AOC)。

1.3.5 输卵管中炎性因子基因表达

蛋鸡屠宰后,采集输卵管的膨大部组织于2 mL冻存管中,迅速置于液氮速冻,-80 ℃保存待测。采用Trizol法提取膨大部的总RNA,在纯度和浓度检测合格后,使用反转录试剂盒(Thermo Fisher Scientific,美国)将其逆转录为cDNA。采用实时荧光定量PCR法检测输卵管膨大部中白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-10(IL-10)和肿瘤坏死因子α(TNF-α)的mRNA相对表达量。使用甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)作为内参基因。实时荧光定量PCR引物由生工生物工程(上海)股份有限公司提供,引物序列见表2。PCR反应体系(20 μL):cDNA 2 μL,上游和下游引物各0.5 μL,SYBR混合液10 μL,ROX参考染料(50×)0.4 μL,使用无酶水补足至20 μL。PCR反应程序:95 ℃预变性30 s;随后进行40个循环,每个循环包括94 ℃变性5 s,60 ℃退火30 s,72 ℃延伸40 s。目的基因的mRNA相对表达量采用2-ΔΔCt方法进行计算。
表2 实时荧光定量PCR引物序列

Table 2 Primer sequences for real time quantitative PCR

基因名称
Gene names		 引物序列
Primers sequence (5'—3')		 产物长度
Product size/bp
白细胞介素-1β IL-1β F:CCGCTACACCCGCTCACAGT
R:TGCCGCTCATCACACACGAC		 242
白细胞介素-6 IL-6 F:GCCTGTTCGCCTTTCAGACCTAC
R:TCGGGATTTATCACCATCTGCC		 133
白细胞介素-10 IL-10 F:CACAGATGAGGTCCTGCCCC
R:AGGTGAAGAAGCGGTGACAGC		 125
肿瘤坏死因子-α TNF-α F:AACTATCCTCACCCCTACCCTGTC
R:GGGCGGTCATAGAACAGCACT		 161
甘油醛-3-磷酸脱氢酶GAPDH F:GCTGTGGAGAGATGGCAGAGGTG
R:GACGGCAGGTCAGGTCAACAAC		 164

1.3.6 盲肠微生物

蛋鸡屠宰后,迅速收集盲肠内容物于2 mL无菌冻存管中,液氮速冻后转移至-80 ℃保存,并送至北京百迈客生物科技有限公司进行16S rRNA基因测序分析。主要步骤为:采用Qiagen DNA提取试剂盒提取盲肠内容物基因组DNA,经纯度和浓度检测合格后,利用引物338F(5'-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3')和806R(5'-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3')对微生物16S rRNA基因V3~V4可变区进行PCR扩增。PCR产物经纯化、定量和文库构建后,使用Illumina NovaSeq 6000测序平台进行测序。对原始数据进行质控与拼接后,在97%相似度水平下进行操作分类单元(OTU)聚类及生物信息学统计分析。

1.4 数据处理与分析

利用Excel 2019进行数据初步整理,采用SPSS 26.0软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA),并用Duncan氏法进行多重比较。结果以平均值与均值标准误(SEM)表示,以P<0.05为差异显著性判断标准。统计图表使用GraphPad Prism 9绘制。

2 结果与分析

2.1 发酵中草药对产蛋后期蛋鸡生产性能的影响

表3数据显示,与CON组相比,FM1组和FM2组第5~8周的平均日采食量显著提高(P<0.05),且第5~8周及第1~8周的产蛋率均显著升高(P<0.05);同时,FM1组和FM2组第1~4周、第5~8周及第1~8周的不合格蛋率均显著降低(P<0.05);FM2组第1~4周及第1~8周的平均蛋重显著增加(P<0.05);各试验阶段3个试验组的料蛋比均无显著变化(P>0.05)。
表3 发酵中草药对产蛋后期蛋鸡生产性能的影响

Table 3 Effects of fermented Chinese herbal medicine on performance of laying hens during later laying period

项目
Items		 组别Groups SEM P值
P-value
CON FM1 FM2 FM3
第1~4周Weeks 1 to 4
平均日采食量ADFI/(g/d) 112.11 112.02 110.66 111.58 0.373 0.474
产蛋率Laying rate/% 83.57 87.08 83.79 83.56 0.863 0.363
不合格蛋率Percentage of unqualified eggs/% 3.45a 1.98b 1.79b 2.01b 0.151 0.013
平均蛋重Average egg weight/g 60.78b 60.89ab 61.12a 60.84ab 0.052 0.021
料蛋比F/E ratio 2.21 2.13 2.19 2.22 0.022 0.450
第5~8周Weeks 5 to 8
平均日采食量ADFI/(g/d) 106.77b 109.08a 111.07a 107.14ab 0.256 0.022
产蛋率Laying rate/% 76.26b 83.08a 85.41a 80.31ab 1.016 0.028
不合格蛋率Percentage of unqualified eggs/% 4.19b 0.73a 0.33a 0.63a 0.167 0.011
平均蛋重Average egg weight/g 60.53 60.69 61.07 60.90 0.090 0.208
料蛋比F/E ratio 2.33 2.17 2.17 2.23 0.028 0.261
第1~8周Weeks 1 to 8
平均日采食量ADFI/(g/d) 109.44 110.55 110.86 109.47 0.252 0.097
产蛋率Laying rate/% 79.92b 85.08a 84.60a 81.94ab 0.673 0.048
不合格蛋率Percentage of unqualified eggs/% 3.82a 1.35b 1.06b 1.31b 0.097 0.011
平均蛋重Average egg weight/g 60.59b 60.68ab 61.09a 60.84ab 0.052 0.012
料蛋比F/E ratio 2.27 2.15 2.18 2.23 0.018 0.148

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.

2.2 发酵中草药对产蛋后期蛋鸡蛋品质的影响

表4数据显示,与CON组相比,3个试验组第28天和第56天的蛋壳强度、蛋壳厚度及蛋壳比率均无显著变化(P>0.05);FM2组第56天的蛋白高度与哈氏单位显著升高(P<0.05)。
表4 发酵中草药对产蛋后期蛋鸡蛋品质的影响

Table 4 Effects of fermented Chinese herbal medicine on egg quality of laying hens during later laying period

项目
Items		 组别Groups SEM P值
P-value
CON FM1 FM2 FM3
第28天Day 28
蛋壳强度Eggshell strength/N 33.61 33.06 32.61 34.51 0.436 0.485
蛋壳厚度Eggshell thickness/mm 0.38 0.38 0.39 0.38 0.007 0.640
蛋白高度Albumen height/mm 5.63 5.47 5.76 5.78 0.054 0.165
哈氏单位Haugh unit 73.03 71.61 73.43 73.97 0.433 0.239
蛋壳比率Eggshell percentage/% 10.86 10.48 10.96 10.56 0.080 0.057
第56天Day 56
蛋壳强度Eggshell strength/N 33.61 33.06 32.61 34.51 0.436 0.485
蛋壳厚度Eggshell thickness/mm 0.40 0.39 0.39 0.38 0.011 0.662
蛋白高度Albumen height/mm 5.29b 5.61ab 5.92a 5.65ab 0.074 0.030
哈氏单位Haugh unit 69.74b 71.92ab 75.72a 72.15ab 0.683 0.017
蛋壳比率Eggshell percentage/% 10.65 10.30 10.92 10.45 0.087 0.057

2.3 发酵中草药对产蛋后期蛋鸡血清生化指标与生殖激素的影响

表5数据显示,与CON组相比,3个试验组血清生化指标中TG含量和ALP活性显著降低(P<0.05),血清激素中LH含量显著升高(P<0.05);各组间血清中TC、HDL-C、LDL-C、FSH、PROG、E2含量以及LDH、CK活性均无显著差异(P>0.05)。
表5 发酵中草药对产蛋后期蛋鸡血清生化指标与生殖激素的影响

Table 5 Effects of fermented Chinese herbal medicine on serum biochemical indices and reproductive hormones of laying hens during later laying stage

项目
Items		 组别Groups SEM P值
P-value
CON FM1 FM2 FM3
总胆固醇TC/(mmol/L) 3.13 3.27 3.54 3.26 0.118 0.055
甘油三酯TG/(mmol/L) 14.16a 12.29b 12.27b 12.21b 0.464 0.021
高密度脂蛋白胆固醇HDL-C/(mmol/L) 0.93 1.10 1.21 0.98 0.056 0.320
低密度脂蛋白胆固醇LDL-C/(mmol/L) 1.23 1.03 1.41 0.91 0.075 0.065
乳酸脱氢酶LDH/(U/L) 1 014.24 859.14 1 018.52 1 062.23 42.810 0.340
肌酸激酶CK/(U/L) 4 828.16 4 382.96 4 741.65 5 072.59 90.181 0.056
碱性磷酸酶ALP/(U/L) 302.48a 275.78b 263.35b 193.17b 14.789 0.026
促黄体生成素LH/(mIU/mL) 7.69b 9.99a 10.98a 10.57a 0.470 0.049
促卵泡生成素FSH/(mIU/mL) 18.95 22.70 20.95 21.29 0.672 0.275
孕酮PROG/(nmol/L) 9.87 11.52 13.15 13.34 0.585 0.117
雌二醇E2/(pmol/L) 37.02 44.07 48.02 46.23 1.623 0.074

2.4 发酵中草药对产蛋后期蛋鸡输卵管中抗氧化指标的影响

表6数据显示,与CON组相比,3个试验组输卵管中T-AOC、SOD和GSH-Px活性以及MDA含量均未出现显著变化(P>0.05)。
表6 发酵中草药对产蛋后期蛋鸡输卵管中抗氧化指标的影响

Table 6 Effects of fermented Chinese herbal medicine on antioxidant indices in oviduct of laying hens during later laying stage

项目
Items		 组别Groups SEM P值
P-value
CON FM1 FM2 FM3
总抗氧化能力T-AOC/(U/mg prot) 1.38 1.45 1.41 1.40 0.024 0.827
超氧化物歧化酶SOD/(U/mg prot) 19.29 20.97 19.79 22.00 0.585 0.592
谷胱甘肽过氧化物酶GSH-Px/(U/mg prot) 44.59 48.94 46.68 49.06 0.848 0.198
丙二醛MDA/(nmol/mg prot) 1.02 1.03 1.09 1.05 0.025 0.815

2.5 发酵中草药对产蛋后期蛋鸡输卵管中炎性因子基因表达的影响

由图1可知,与CON组相比,3个试验组输卵管中IL-6和TNF-α的mRNA相对表达量均显著下调(P<0.05),但IL-10和IL-1β的mRNA相对表达量未出现显著变化(P>0.05)。
图1 发酵中草药对产蛋后期蛋鸡输卵管中炎性因子基因表达的影响

*表示差异显著(P<0.05)。下图同。

Fig.1 Effects of fermented Chinese herbal medicine on expression of inflammatory factor genes in oviduct of laying hens during later laying stage

* indicated significant difference (P<0.05). The same as below.

2.6 发酵中草药对产蛋后期蛋鸡盲肠微生物的影响

2.6.1 盲肠微生物多样性分析

图2所示为发酵中草药对蛋鸡盲肠微生物α多样性的影响。各组盲肠微生物α多样性的4个指数——Ace、Chao1、Shannon、Simpson指数,均无显著差异(P>0.05),但与CON组相比,3个试验组的Ace、Shannon、Chao1指数均呈上升趋势,表明发酵中草药对产蛋后期蛋鸡盲肠微生物α多样性有一定的改善作用。
图2 发酵中草药对产蛋后期蛋鸡盲肠微生物α多样性的影响

Fig.2 Effects of fermented Chinese herbal medicine on cecal microbiota α diversity of laying hens during later laying period

β多样性反映不同群落间物种组成的差异。基于OTU的主成分分析(PCA)(图3)显示,主成分1(PC1)和主成分2(PC2)的贡献率分别为27.99%和12.45%;各组样本相对聚集,CON组与3个试验组的置信椭圆大部分区域无重叠,表明饲粮中添加发酵中草药可改变蛋鸡盲肠微生物的β多样性。
图3 发酵中草药对产蛋后期蛋鸡盲肠微生物β多样性的影响

Fig.3 Effects of fermented Chinese herbal medicine on cecal microbiota β diversity of laying hens during later laying period

2.6.2 盲肠微生物物种组成分析

通过对4组盲肠内容物样本的物种组成进行分析发现,在门水平上(图4-A),厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)与放线菌门(Actinobacteriota)是蛋鸡盲肠微生物中的优势菌群,且这3个门在各组中所占比例均在92%以上;与CON组相比,FM1组和FM3组放线菌门相对丰度显著降低(P<0.05)。在属水平上(图4-B),相对丰度较高的前5个菌属依次为拟杆菌属(Bacteroides)、瘤胃球菌属扭链群([Ruminococcus]_torques_group)、理研菌科RC9肠道群(Rikenellaceae_RC9_gut_group)、乳杆菌属(Lactobacillus)和罗姆布茨菌属(Romboutsia)。与CON组、FM1组和FM2组相比,FM3组乳杆菌属的相对丰度显著升高(P<0.05);与CON组相比,FM1组和FM3组欧陆森氏菌属(Olsenella)的相对丰度显著降低(P<0.05),FM3组黏液乳杆菌属(Limosilactobacillus)的相对丰度显著升高(P<0.05)。
图4 门与属水平下盲肠微生物的物种组成及差异分析

Fig.4 Species composition and differential analysis of cecal microbiota at phylum and genus levels

3 讨论

3.1 发酵中草药对产蛋后期蛋鸡生产性能的影响

产蛋率、蛋重、不合格蛋率和料蛋比等生产性能指标是衡量蛋鸡养殖效益的核心参数。在产蛋后期蛋鸡饲粮中添加适宜水平的发酵中草药,有助于促进营养物质及活性成分的吸收利用,从而有利于维持其生产性能。许栋等[9]研究发现,在产蛋后期(54周龄)京红蛋鸡饲粮中添加4 g/kg枯草芽孢杆菌发酵中草药(组方为党参、白术、白芍、茯苓等),产蛋率显著提高了4.76%。张立恒等[10]研究表明,在产蛋后期蛋鸡饲粮中添加发酵玉屏风散可显著提高平均蛋重。本研究结果显示,在60周龄大午金凤蛋鸡饲粮中添加复合益生菌发酵中草药,可显著提高平均蛋重并降低不合格蛋率,其中以添加量为0.50%时效果最佳。上述不同研究结果间的差异,可能与中草药配方、发酵菌种、发酵工艺、基础饲粮组成以及蛋鸡品种和日龄等因素有关。本试验所用复方中草药由益母草、当归、川芎、桃仁、黄芪、炮姜等组成,具有补益气血、改善卵巢功能等作用;经益生菌发酵后,发酵产物富含益生菌活菌,并含有黄酮类、总酚类、多糖类等活性成分,可同时发挥益生菌的微生态调节作用以及活性成分的抗氧化、免疫增强等功效[11-12],从而有效调理蛋鸡气血,改善卵巢功能,促进营养物质吸收利用,缓解产蛋后期生产性能的下降。

3.2 发酵中草药对产蛋后期蛋鸡蛋品质的影响

蛋壳品质是影响鸡蛋耐贮性、种蛋孵化率和市场接受度等的关键外在指标[13]。蛋白高度和哈氏单位是反映鸡蛋新鲜程度的指标,其中哈氏单位数值越高,表明蛋品质越好,但其会随蛋鸡日龄增长而下降。闫民朝[14]研究表明,饲粮中添加0.3%微生物发酵中草药可显著提高54周龄罗曼褐蛋鸡鸡蛋的哈氏单位。张伟武等[15]研究发现,饲粮中添加1%发酵复方中药能显著提高初产海兰褐蛋鸡第4周末鸡蛋的蛋白高度和哈氏单位。周小玲等[6]同样发现,发酵玉屏风散可以改善产蛋高峰期罗曼鸡蛋品质,使蛋白高度和哈氏单位得到显著提升。在本研究中,饲粮中添加0.75%复合益生菌发酵中草药得到了与上述研究一致的结果。鸡蛋蛋白分泌合成的靶器官是输卵管的膨大部。发酵中草药可能通过改善肠道菌群结构、提高蛋鸡对饲粮中营养物质和中草药中活性成分的吸收利用,改善输卵管膨大部组织功能,从而影响了蛋鸡的蛋白质代谢和鸡蛋的哈氏单位。本研究中,复方中草药经益生菌发酵后,黄酮类、多酚类和多糖类等具有抗氧化功能的活性成分含量增加。这些活性成分可以通过减少脂质和蛋白质氧化来降低蛋白质降解[16],从而缓解输卵管的氧化损伤并促进蛋清蛋白的合成和分泌[17],进而改善蛋品质,使得产蛋后期鸡蛋蛋白高度和哈氏单位均有所提高。

3.3 发酵中草药对产蛋后期蛋鸡血清生化指标与生殖激素的影响

产蛋后期蛋鸡受生理状态、饲粮质量、养殖环境等因素影响,容易加重肝脏代谢负担,导致脂质代谢失调,增加肝脏的脂肪沉积。血清中TG含量可反映脂肪组织发育和脂肪沉淀的能力,其含量升高可能提示脂质代谢异常[18]。本研究结果显示,发酵中草药能够显著降低产蛋后期蛋鸡血清中TG含量。这与李凤龙[19]应用0.5%发酵杜仲叶粉可显著降低蛋鸡血液中TG含量的结果一致,说明发酵中草药具有降低血脂的作用。ALP是反映胆汁淤积的敏感指标,当肝内胆管或小胆管受损、胆汁排泄受阻时,其在血清中的活性显著升高[20]。ALP是反映胆汁淤滞为主的酶,肝内胆管或小胆管受损、胆汁排泄受阻时血清ALP活性显著升高[20]。本试验中,饲粮中添加发酵中草药显著降低了血清中ALP活性,减轻了肝脏损伤,这与王萌等[21]发现中草药复合物可以显著降低55周龄海兰灰蛋鸡血清ALP活性的结果相似。但周小玲等[6]的研究发现,在产蛋高峰期罗曼鸡饲粮中添加发酵玉屏风散对血清中ALP活性无显著影响,与本试验得到的结果相反。上述结果差异的原因可能与动物种类、所处阶段、发酵菌种及配方比例等多种因素相关,具体原因还有待深入研究。LH通过刺激类固醇激素的生成和分泌来调控黄体形成和排卵,是蛋鸡产蛋和卵泡发育的主要调控激素[22]。蛋鸡体内生殖激素的含量随着产蛋周期的延长而降低,进而造成产蛋性能降低。Xiao等[23]研究表明,使用黄芪、丹参、蛇床子联合饲喂蛋鸡时,蛋鸡血清LH含量较对照组显著提高41.63%。本试验结果显示,饲粮中添加发酵中草药显著提高了产蛋后期蛋鸡血清LH含量,与以上研究结果相似,表明发酵中草药可通过提高血清LH含量维持产蛋后期蛋鸡的产蛋性能,这可能与发酵中草药富含益生菌以及黄酮类、多酚类、多糖类等活性成分有关。

3.4 发酵中草药对产蛋后期蛋鸡输卵管中炎性因子基因表达的影响

炎性因子是一类在机体免疫应答、促进组织修复和疾病进程中具有重要功能的细胞因子。促炎因子IL-1β、IL-6和TNF-α由巨噬细胞和单核细胞产生,能够促进炎症反应进程;抗炎因子IL-10能够抑制炎症反应,从而减少组织损伤[24]。研究表明,复方中草药中的某些活性成分如黄酮类、多糖类及皂苷类等,可通过抑制核因子-κB(NF-κB)和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)等炎症信号通路的活化,下调肠道组织中TNF-α、IL-1β及IL-6等促炎因子基因表达,减轻肠黏膜炎症损伤[25-26]。Zhou等[27]在肉鸡饲粮中添加发酵中药渣,发现可降低回肠中TNF-α、IL-1β及IL-6的mRNA相对表达量,表现出抗炎作用。乔宏兴等[28]研究表明,在肉鸡饲粮中添加3%乳酸菌发酵的杜仲叶能显著下调部分免疫器官和回肠中IL-6 mRNA的表达,同时上调肝脏及回肠中IL-10 mRNA的表达。本研究中,饲粮中添加发酵中草药显著降低了产蛋后期蛋鸡输卵管中IL-6和TNF-α的mRNA相对表达量,说明发酵中草药有助于减少产蛋后期蛋鸡输卵管促炎因子的分泌,降低机体炎症反应。

3.5 发酵中草药对产蛋后期蛋鸡盲肠微生物的影响

动物肠道内存着着数量庞大的微生物,在促进营养物质代谢、调节免疫功能和维持肠道稳态等方面起着重要作用[27,29]。肠道微生物多样性和稳定性严重影响宿主健康,易受动物日龄、品种、饲粮、饲养环境或者疾病等因素影响而发生变化[30]。α多样性可反映样本中微生物群落的丰富度与多样性。其中,Ace和Chao1指数的数值大小体现物种丰富度,Shannon和Simpson指数的数值大小则反映物种多样性。具体而言,Ace、Chao1、Shannon这3个指数的数值越大,同时Simpson指数的数值越小,意味着该样本中的菌群丰富度和多样性越高[31]。本研究结果显示,在产蛋后期蛋鸡饲粮中添加不同水平的发酵中草药对盲肠微生物的α多样性没有产生显著影响,可维持产蛋后期蛋鸡盲肠菌群的动态平衡。
肠道菌群组成方面,在门水平上,产蛋后期蛋鸡盲肠菌群中以厚壁菌门、拟杆菌门和放线菌门为主要优势菌门,这与前人研究结果[15,32]一致。张亚楠等[33]利用高通量测序技术研究了不同产蛋水平蛋鸡的肠道菌群多样性,发现厚壁菌门、拟杆菌门、放线菌门以及变形菌门为蛋鸡肠道菌群中的主要优势菌门,且不受产蛋水平的影响。另有研究表明,肉鸡和蛋鸡肠道菌群的主要优势菌门相似,都以厚壁菌门、拟杆菌门和放线菌门为主要优势菌门,使用益生菌(植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌)联合发酵的中草药可以显著提高肉鸡盲肠菌群中拟杆菌门的相对丰度[34]。厚壁菌门的主要作用是参与碳水化合物和氨基酸的运输代谢,拟杆菌门的主要作用则是参与非纤维物质的降解,在营养物质的分解利用和宿主的能量代谢过程中发挥着关键性作用[35]。本试验还发现,产蛋后期蛋鸡饲粮中添加0.50%和1.00%的发酵中草药显著降低了盲肠菌群中放线菌门的相对丰度。这与张少秋等[36]得出的在海兰褐蛋鸡饲粮中分别添加1%的核桃青皮及其提取物可显著降低十二指肠菌群中放线菌门相对丰度的结果相似。有研究认为,放线菌门中致病菌所占比例较多,其相对丰度过高会破坏宿主肠道菌群多样性和稳态[37]。放线菌门相对丰度的降低,可能与蛋鸡的品种和日龄以及发酵中草药的菌种和配方有关,其具体原因还有待进一步研究。
在属水平上,发酵中草药对动物肠道菌群类别和数量的影响虽存在差异,但总体上均能增加其中有益菌属的相对丰度并促进其繁殖。邢东旭等[38]研究发现,在黄羽肉鸡饲粮中添加4.5%和9.0%的发酵桑叶粉能够显著提高回肠中粪杆菌属的相对丰度,而优杆菌目未分类属(unclassified_f_Eubacteriales)和颤螺菌科未分类属(unclassified_f_Oscillospiraceae)相对丰度显著降低。本试验条件下,饲粮中添加0.50%和1.00%发酵中草药能够显著降低盲肠中欧陆森氏菌属的相对丰度,且添加1.00%发酵中草药还显著提高了乳杆菌属和黏液乳杆菌属的相对丰度。欧陆森氏菌属属于放线菌门,而乳杆菌属和黏液乳杆菌属是厚壁菌门中的有益菌,可通过分解碳水化合物生成有机酸,既可以维持肠道菌群平衡、增强免疫力,还能够促进营养物质的消化吸收[39-41]。此外,有研究表明,蛋鸡生产性能和蛋品质的提升与肠道菌群有关。Tian等[42]研究发现,发酵中草药可以通过改变盲肠微生物群落结构来改善肠道健康,从而提高仙居蛋鸡的生产性能,改善蛋品质。王磊卿等[7]研究也得到了相似结果,发酵柴胡茎叶可以调节蛋鸡肠道微生物区系,进而促进钙离子转运吸收和蛋白质的消化利用,提升蛋品质。由此推测,本研究中发酵中草药通过调控蛋鸡肠道菌群组成,改善肠道健康和促进营养吸收,进而提高了蛋鸡的生产性能和蛋品质。

4 结论

① 产蛋后期蛋鸡饲粮中添加0.75%的发酵中草药能够提高产蛋率,降低不合格蛋率,同时提高鸡蛋的蛋白高度和哈氏单位。
② 产蛋后期蛋鸡饲粮中添加发酵中草药可以降低血清中TG含量和ALP活性,提高LH含量,并下调输卵管中IL-6和TNF-α的mRNA相对表达量。
③ 产蛋后期蛋鸡饲粮中添加发酵中草药能够降低盲肠菌群中放线菌门和欧陆森氏菌属的相对丰度,增加乳杆菌属和黏液乳杆菌属的相对丰度。
④ 综合分析,建议产蛋后期蛋鸡饲粮中发酵中草药的添加水平为0.75%。

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