2. 吉林农业大学动物科学技术学院, 长春 130118;
3. 国家胶类中药工程技术研究中心, 东阿阿胶股份有限公司, 东阿 252201
2. College of Animal Science and Technology, Jilin Agricultural University, Changchun 130118, China;
3. National Engineering Research Center for Gelatin-Based Traditional Chinese Medicine, Dong-E-E-Jiao Co., Ltd., Dong'e 252201, China
近年来，毛驴役用价值逐渐降低，但消费市场对驴皮、驴肉和驴奶的需求不断增加，体躯高大、体质坚实、耐粗饲、适应性强等优良性状的德州驴[1]逐渐成为了主要饲养的毛驴品种，在全国很多地方被广泛养殖[2]。随着市场需求的增加，驴的养殖模式已由庭院式养殖逐渐过渡为标准化、工厂化养殖，但与传统养殖相比，规模化养殖加大了驴感染性或传染性疾病的发生风险[3]。因此饲养管理对驴驹工厂化养殖尤为重要。有报道，驴驹腹泻的发病率可达到23.1%[4]，且常规的抗生素对驴驹腹泻治疗效果甚微[5]。因此，从改善驴驹肠道微生态平衡角度，探讨外源添加益生菌对提高驴驹免疫力、改善驴驹肠道健康意义重大。植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)广泛存在于动物消化道中[6]，是一种革兰氏阳性菌，菌体可以提高动物的生长性能和免疫力，其还可代谢生成抑菌物质如有机酸、细菌素和过氧化氢等[7]，对维持肠道健康效果良好[8]。研究发现，猪、鸡饲粮中添加植物乳杆菌可改善生长性能，提高饲料利用率[9-10]。此外，适量的植物乳杆菌可缓解山羊和肉兔腹泻，并可提高免疫力[11-12]。杨帆[13]和李晓斌[14]研究发现，在马驹饲粮中添加枯草芽孢杆菌和植物乳杆菌复合菌剂可促进马驹体增重增加，降低粪便中纤维的含量并增加其血浆中细胞因子含量。然而，植物乳杆菌在驴上尚未有研究。鉴于此，本试验拟在饲粮中添加不同水平的植物乳杆菌，研究其对德州驴驹生长性能、营养物质表观消化率、血清生化指标的影响，以期为植物乳杆菌在驴驹生产中的应用提供参考。
1 材料与方法 1.1 菌种制备试验所用植物乳杆菌是本实验室前期从动物肠道中分离鉴定保藏的。使用MRS培养基复苏并稳定传代连续培养，对菌液每隔2 h进行1次菌落计数并测定吸光度(OD)值，制作生长曲线。每日使用的试验菌种均培养24 h，测定OD值后参照生长曲线计算活菌数，加无菌水稀释制成浓度为1×108 CFU/mL的植物乳杆菌母液活菌制剂。
1.2 试验设计动物饲养试验于2019年4月5日至2019年5月25日在山东省聊城市东阿县黑毛驴繁育中心进行，试验样品的检测在中国农业科学院特产研究所进行。
选取体况良好的雄性驴驹48头，平均体重(109.57±15.69) kg，随机分为4组，包括1个为对照组(Ⅰ组)和3个试验组(Ⅱ~Ⅳ组)，每组3个重复，每个重复4头。对照组饲喂基础饲粮，试验组分别饲喂在精料中添加1×108、1×109、1×1010 CFU/g植物乳杆菌的试验饲粮。预试期5 d，正试期45 d。每头每天06：00和16：00分2次饲喂，先精后粗，精料饲喂量固定为初始体重的1.3%。填饲精料时，各试验组按照设定的添加量将植物乳杆菌母液活菌制剂加无菌水稀释定容至100 mL，使用喷壶均匀喷洒于精料上，对照组喷洒等量无菌水。粗料自由采食，全天自由饮水。每天对驴的精料和粗料投食量以及剩料量进行记录。精料组成及营养水平见表 1，粗料为豆秸，其营养水平：粗蛋白质(CP)含量为8.75%，粗脂肪(EE)含量为1.17%，有机物(OM)含量为90.03%，中性洗涤纤维(NDF)含量为72.75%，酸性洗涤纤维(ADF)含量为54.63%，钙(Ca)含量为1.26%，磷(P)含量为0.17%，消化能(DE)水平为7.61 MJ/kg[消化能参照NRC(2007)[16]马营养需要计算]。
|
表 1 精料组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of concentrate (air-dry basis) |
消化试验于2019年5月17日至2019年5月20日进行，连续3 d于地面收集排出的新鲜驴粪用于营养物质表观消化率的测定。收集粪样时严格避免驴毛、沙粒等污染，以免影响到测定结果的精确度。按收集驴粪鲜重的5%加入10%硫酸溶液进行固氮，先在80 ℃下杀菌2 h，然后在65 ℃烘24~48 h至恒重，用于干物质(DM)含量的测定。粉碎过40目筛后进行粗蛋白质、粗脂肪、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量的测定。正试期第45天，晨饲前麻醉动物，颈静脉采血10 mL，4 ℃下3 500×g离心10 min，收集上清，保存于-20 ℃用于后续血清生化指标的测定。
1.4 指标测定及方法 1.4.1 生长性能的测定正试期第1天和第45天晨饲前称量动物体重，计算总增重和平均日增重(ADG)；每天对驴精料和粗料的投料量和剩料量进行记录，用于计算干物质采食量(DMI)；根据ADG和DMI计算料重比(F/G)。
1.4.2 营养物质表观消化率的测定精料、粗料及粪样的DM含量采用GB/T 6435—2014方法测定，CP含量参照GB/T 6432—2018采用凯氏定氮法测定，EE含量参照GB/T 6433—2006采用索氏抽提法测定，NDF和ADF含量参照GB/T 20806—2006采用范氏(Van Soest)纤维分析法测定，盐酸不溶灰分含量参照GB/T 23742—2009方法测定。以盐酸不溶灰为内源指示剂测定营养物质表观消化率，计算公式如下：
|
血清葡萄糖(glucose，GLU)、尿素(urea，UREA)、甘油三酯(triglycerides，TG)，高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol，HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol，LDL-C)、总胆固醇(total cholesterol，TC)、总蛋白(total protein，TP)、白蛋白(albumin，ALB)含量以及碱性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)、丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase，ALT)、门冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase，AST)、乳酸脱氢酶(lactic dehydrogenase，LDH)活性均使用Beckman AU 480全自动生化分析仪测定，试剂盒采购于中生北控生物科技有限公司。血清球蛋白(globulin，GLOB)含量采用总蛋白与白蛋白含量的差值表示。血清免疫球蛋白A(immunoglobulin A，IgA)和免疫球蛋白M(immunoglobulin M，IgM)含量均使用酶联免疫吸附测定(ELISA)试剂盒(上海酶联生物科技有限公司)测定。
1.5 数据统计与分析试验数据使用Excel 2013整理后采用SPSS 22.0中的单因素方差分析(one-way ANOVA)进行差异显著性检验，并采用LSD法进行组间的多重比较，以P＜0.05为差异显著。试验结果以平均值和均值标准误(SEM)表示。
2 结果与分析 2.1 饲粮中添加植物乳杆菌对德州驴驹生长性能的影响饲粮中添加植物乳杆菌对德州驴驹生长性能的影响见表 2。各试验组DMI均显著高于对照组(P＜0.05)。饲粮中添加1×109 CFU/kg植物乳杆菌的试验组的料重比显著低于对照组(P＜0.05)。
|
|
表 2 饲粮中添加植物乳杆菌对德州驴驹生长性能的影响 Table 2 Effects of diets supplemented with Lactobacillus plantarum on growth performance of Dezhou donkey foals |
饲粮中添加植物乳杆菌对德州驴驹营养物质表观消化率的影响见表 3。与对照组相比，饲粮中添加1×109 CFU/kg植物乳杆菌显著提高了DM、CP和ADF的表观消化率(P＜0.05)；饲粮中添加1×1010 CFU/kg植物乳杆菌显著提高了DM、CP、EE、NDF和ADF的表观消化率(P＜0.05)。
|
|
表 3 饲粮中添加植物乳杆菌对德州驴驹营养物质表观消化率的影响 Table 3 Effects of diets supplemented with Lactobacillus plantarum on nutrient apparent digestibility of Dezhou donkey foals |
饲粮中添加植物乳杆菌对德州驴驹血清生化指标的影响见表 4。与对照组相比，各试验组驴驹血清ALT和ALP活性均显著降低(P＜0.05)，而血清IgA含量均显著升高(P＜0.05)；同时，饲粮中添加1×1010 CFU/kg植物乳杆菌显著提高了驴驹血清TP含量(P＜0.05)。
|
|
表 4 饲粮中添加植物乳杆菌对德州驴驹血清生化指标的影响 Table 4 Effects of diets supplemented with Lactobacillus plantarum on serum biochemical indexes of Dezhou donkey foals |
本试验中，饲粮中梯度添加的植物乳杆菌在德州驴驹末重和增重上仅表现出增加趋势，这与杨帆[13]在马驹上的研究结果相似。杨帆[13]研究在试验第1~60天时增重并无显著差异，但在第61~90天增重有显著增长，这说明植物乳杆菌的促生长效果是一种累积效应，应长期饲喂才可获得较好的效果。因本试验周期(45 d)较短，动物的末重和增重并无显著差异，但数值上有增加趋势，在后续的试验中，应延长试验时间以检测是否具有更好的长期促生长效果。此外，饲粮中添加植物乳杆菌显著地提高了德州驴驹的DMI，其中添加1×109 CFU/kg植物乳杆菌显著地降低了德州驴驹的料重比，这些结果与前人在马驹上添加植物乳杆菌对所得结果[13-14]是一致的。Jaquette等[16]研究发现，饲粮中添加嗜酸乳杆菌可显著提高奶牛采食量。驴驹采食量的增加对其增重的提高有一定的促进作用。
饲粮中添加植物乳杆菌提高了德州驴驹对DM、EE、CP、NDF和ADF的表观消化率，消化率的升高会提高动物对营养物质的利用程度。Goachet等[17]研究发现，植物乳杆菌的添加会提高马对NDF和ADF的表观消化率。此外，张永根等[18]研究发现，在饲粮中添加植物乳杆菌显著提高了奶牛对CP和ADF的表观消化率。王志成等[19]和庞清刚等[20]研究均发现仔猪饲粮中添加植物乳杆菌可以提高其对EE和CP的表观消化率。推测原因在于植物乳酸杆菌发酵产生大量乳酸，可降低肠道pH，利于提高消化酶活性[21]。此外，研究认为，植物乳杆菌的添加可提高奶牛肠道中拟杆菌门的丰度[18]。拟杆菌门中的细菌多数与蛋白质、淀粉和纤维降解相关，有助于提高营养物质消化水平[22]。本试验中营养物质表观消化率的提高是否是由于改善了微生物菌群，仍需对驴驹肠道微生物组成进行进一步研究。
临床上，血清ALP和ALT活性多用来反映动物的肝脏功能[23]，其活性的增加可能与肝脏损伤有关[24]。本试验中，植物乳杆菌的添加显著降低了驴驹血清ALP和ALT活性，这说明植物乳杆菌对德州驴驹肝脏功能具有一定的保护作用。此外，研究发现，ALT还是动物体内重要的转氨酶，与氨基酸的利用相关[25]。血清TP含量可反映动物对蛋白质的利用与代谢情况，血清TP含量增加，说明动物对蛋白质的消化能力增强[26]。本试验中，随着植物乳杆菌添加量的增加，驴驹的CP表观消化率逐渐提高，血清TP含量也逐渐提高，说明植物乳杆菌增强了蛋白质的消化。此外，乳酸菌在免疫系统调节方面具有重要作用[27-28]。本试验中，各试验组驴驹的血清IgA含量均较对照组显著提高，这与前人在仔猪[29]和肉鸡[30]上的研究结果是一致的。IgA的分泌可以减少致病性微生物在肠道黏膜表面的附着，维持肠道内菌群的平衡[31]。乳酸菌的代谢物能激活Th2细胞并产生大量的白细胞介素-5，而白细胞介素-5是有效的IgA产生因子[32]。因此，植物乳杆菌的添加对驴驹肠道有害微生物的定植可能存在一定的抑制作用，但仍需进一步的试验确定。
4 结论由此可见，饲粮中添加植物乳杆菌可提高德州驴驹的生长性能以及营养物质表观消化率，并可改善其肝脏功能，提高免疫力。综合来看，以1×109 CFU/kg植物乳杆菌的作用效果较好。
| [1] |
孙亚宁. 山东省驴业产业化经营组织模式研究[D]. 硕士学位论文. 烟台: 烟台大学, 2019. SUN Y N. Study on the organization pattern of donkey industrialization in Shandong province[D]. Master's Thesis. Yantai: Yantai University, 2019. (in Chinese) |
| [2] |
王长法. 山东省驴产业发展现状[J]. 饲料与畜牧, 2019(8): 26-29. WANG C F. Development status of donkey industry in Shandong province[J]. Animal Agriculture, 2019(8): 26-29 (in Chinese). |
| [3] |
王仁虎, 夏楠, 裴兰英, 等. 聊城地区规模化驴场皮肤病发病情况及病原调查[J]. 黑龙江畜牧兽医, 2019(5): 75-78, 180-181. WANG R H, XIA N, PEI L Y, et al. The incidence and pathogens of donkey dermatoses in large scale donkey farms of Liaocheng district donkey[J]. Heilongjiang Animal Science and Veterinary Medicine, 2019(5): 75-78, 180-181 (in Chinese). |
| [4] |
王仁虎. 引起驴驹腹泻的致病性大肠杆菌分离鉴定及复合疫苗研制[D]. 硕士学位论文. 聊城: 聊城大学, 2018. WANG R H. Isolation and identification of pathogenic Escherichia coli causing diarrhea of donkey foals and development of a compound vaccine[D]. Master's Thesis. Liaocheng: Liaocheng University, 2018. (in Chinese) |
| [5] |
王仁虎, 夏楠, 姜桂苗, 等. 规模化驴场几种重要传染病的调查研究[J]. 动物医学进展, 2018, 39(4): 128-132. WANG R H, XIA N, JIANG G M, et al. Investigatio of several important pathogens of infectious diseases in scaled donkey farms[J]. Progress in Veterinary Medicine, 2018, 39(4): 128-132 (in Chinese). |
| [6] |
WASSENAAR T M, KLEIN G. Safety aspects and implications of regulation of probiotic bacteria in food and food supplements[J]. Journal of Food Protection, 2008, 71(8): 1734-1741. DOI:10.4315/0362-028X-71.8.1734 |
| [7] |
薛艳蓉, 靳光, 张元庆, 等. 植物乳杆菌在畜禽生产中的应用研究[J]. 黑龙江畜牧兽医, 2019(23): 33-36. XUE Y R, ZHAN G, ZHANG Y Q, et al. Application research of Lactobacillus plantarum in livestock and poultry production[J]. Heilongjiang Animal Science and Veterinary Medicine, 2019(23): 33-36 (in Chinese). |
| [8] |
KABIR S M L, RAHMAN M M, RAHMAN M B, et al. The dynamics of probiotics on growth performance and immune response in broilers[J]. International Journal of Poultry Science, 2004, 3(5): 361-364. DOI:10.3923/ijps.2004.361.364 |
| [9] |
高长斌, 冯媛媛, 乔琳, 等. 植物乳杆菌WEI-70菌粉对产蛋鸡的安全性及生产性能和蛋品质的影响[J]. 中国畜牧杂志, 2018, 54(5): 126-131. GAO C B, FENG Y Y, QIAO L, et al. Effect of Lactobacillus plantarum WEI-70 powder on the safety, production performance and egg quality of hens[J]. Chinese Journal of Animal Science, 2018, 54(5): 126-131 (in Chinese). |
| [10] |
张乃锋, 王杰, 崔凯, 等. 植物乳杆菌GF103对生长猪生长性能、营养物质消化率及粪便微生物数量的影响[J]. 动物营养学报, 2015, 27(6): 1853-1860. ZHANG N F, WANG J, CUI K, et al. Effects of Lactobacillus plantarum GF103 on growth performance, nutrient digestibility and fecal microbiota numbers in growing pigs[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2015, 27(6): 1853-1860 (in Chinese). |
| [11] |
杨继琼, 吕景智. 饲料中添加植物乳杆菌对断奶肉兔生产性能、血清生化指标和免疫器官指数的影响[J]. 黑龙江畜牧兽医, 2016(6): 234-236. YANG J Q, LU J Z. Effects of Lactobacillus plantarum in feed on performance, serum biochemical indexes and immune organ index of weaned meat rabbits[J]. Heilongjiang Animal Science and Veterinary Medicine, 2016(6): 234-236 (in Chinese). |
| [12] |
MARAGKOUDAKIS P A, MOUNTZOURIS K C, ROSU C, et al. Feed supplementation of Lactobacillus plantarum PCA 236 modulates gut microbiota and milk fatty acid composition in dairy goats-a preliminary study[J]. International Journal of Food Microbiology, 2010, 141(Suppl.1): S109-S116. |
| [13] |
杨帆. 微生物制剂对哺乳马驹生长性能、血液指标及粪便中菌群总数的影响[D]. 硕士学位论文. 乌鲁木齐: 新疆农业大学, 2015. YANG F. The effect of microbiological preparation on growth performance and blood indicators and total number of bacteria in feces of suckling foals[D]. Master's Thesis. Urumchi: Xinjiang Agricultural University, 2015. (in Chinese) |
| [14] |
李晓斌. 3~6月龄伊犁马肠道菌群多样性及补喂益生菌调控作用的研究[D]. 博士学位论文. 乌鲁木齐: 新疆农业大学, 2017. LI X B. Study on intestinal flora diversity and regulation of supplementation feeding probiotics of 3 to 6-mouth-old Yili horse[D]. Master's Thesis. Urumchi: Xinjiang Agricultural University, 2017. (in Chinese) |
| [15] |
NRC. Nutrient requirements of horses[S]. 6th ed. Washington, D.C. : The National Academies Press, 2007.
|
| [16] |
JAQUETTE R D, DENNIS R J, COALSON J A, et al. Effect of feeding viable Lactobacillus acidophilus (BT 1386) on performance of lactating dairy cows[J]. Journal of Dairy Science, 1988, 71: 219. |
| [17] |
GOACHET A G, BERGER C, JULLIAND V. Effect of a new alive lactic bacteria as a probiotic on organic matter and cell-walls digestibility in competing endurance horses[J]. EAAP Scientific Series, 2010, 128(1): 319-322. |
| [18] |
张永根, 崔梓琪, 姜鑫, 等. 植物乳杆菌Lp229v饲喂奶牛效果研究[J]. 东北农业大学学报, 2020, 51(8): 56-65. ZHANG Y G, CUI Z Q, JIANG X, et al. Study on the effect of feeding dairy cows with Lactobacillus plantarum Lp229v[J]. Journal of Northeast Agricultural University, 2020, 51(8): 56-65 (in Chinese). |
| [19] |
王志成, 赵春芳, 赵俊国. 益生菌对断奶仔猪生长性能、养分表观消化率和肠道菌群的影响[J]. 中国饲料, 2018(4): 40-44. WANG Z C, ZHAO C F, ZHAO J G. Effect of probiotics on growth performance, digestibility of main nutrients and intestinal flora of weaned piglets[J]. China Feed, 2018(4): 40-44 (in Chinese). |
| [20] |
庞清刚, 刘丽, 祝铁钢, 等. 植物乳杆菌对母猪、仔猪粪便微生物及饲料表观消化率的影响[J]. 黑龙江畜牧兽医, 2018(12): 161-164. PANG Q G, LIU L, ZHU T G, et al. Effects of Lactobacillus plantarum on fecal microorganisms and apparent digestibility of feed in sows and piglets[J]. Heilongjiang Animal Science and Veterinary Medicine, 2018(12): 161-164 (in Chinese). |
| [21] |
王志祥, 乔家运, 王自恒, 等. 乳酸杆菌对断奶仔猪生长性能、养分表观消化率和消化酶活性的影响[J]. 西北农林科技大学学报(自然科学版), 2006, 34(4): 23-27. WANG Z X, QIAO J Y, WANG Z H, et al. Effect of Lactobacillus on growth performance, nutrient digestibility and digestive enzyme activities of weaned piglets[J]. Journal of Northwest A&F University (Natural Science Edition), 2006, 34(4): 23-27 (in Chinese). |
| [22] |
DURSO L M, HARHAY G P, SMITH T P L, et al. Animal-to-animal variation in fecal microbial diversity among beef cattle[J]. Applied and Environmental Microbiology, 2010, 76(14): 4858-4862. |
| [23] |
FERNANDEZ N J, KIDNEY B A. Alkaline phosphatase: beyond the liver[J]. Veterinary Clinical Pathology, 2007, 36(3): 223-233. |
| [24] |
唐武, 蔡巧利, 蒋慧姣, 等. 饲粮添加益生菌和合生元对环江香猪生长性能及血浆生化参数的影响[J]. 动物营养学报, 2021, 33(1): 546-552. TANG W, CAI Q L, JIANG H J, et al. Effects of dietary supplementation with probiotics and synbiotics on growth performance and plasma biochemical parameters of Huanjiang mini-piglets[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2021, 33(1): 546-552 (in Chinese). |
| [25] |
HUANG J, ZHANG T T, KUN B, et al. Effect of supplementation of lysine and methionine on growth performance, nutrients digestibility and serum biochemical indices for growing sika deer (Cervus nippon) fed protein deficient diet[J]. Italian Journal of Animal Science, 2015, 14(1): 3640. |
| [26] |
HUANG J, SUN W L, LI C Y, et al. Effects of DL-methionine supplement on growth performance and amino acid digestion and plasma concentrations in sika deer calves (Cervus nippon)[J]. Animal Production Science, 2016, 56(6): 1002-1007. |
| [27] |
WANG C, ZHU Y, LI F, et al. The effect of Lactobacillus isolates on growth performance, immune response, intestinal bacterial community composition of growing Rex rabbits[J]. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 2017, 101(5): e1-e13. |
| [28] |
ZHOU Y, NI X, WEN B, et al. Appropriate dose of Lactobacillus buchneri supplement improves intestinal microbiota and prevents diarrhoea in weaning Rex rabbits[J]. Beneficial Microbes, 2018, 9(3): 401-416. |
| [29] |
张飞, 李越, 毕丁仁, 等. 猪源植物乳杆菌LPZ对断奶仔猪生长性能、免疫指标和粪挥发性脂肪酸的影响[J]. 中国畜牧杂志, 2020, 56(11): 104-109. ZHANG F, LI Y, BI D R, et al. Effects of wine-derived Lactobacillus plantarum LPZ on growth performance, immune index and fecal VFA in weaning piglets[J]. Chinese Journal of Animal Science, 2020, 56(11): 104-109 (in Chinese). |
| [30] |
刘乃芝, 陈静, 崔诗法, 等. 不同浓度植物乳杆菌对肉鸡免疫机能的影响[J]. 吉林农业, 2012(4): 59-60. LIU N J, CHEN J, CUI F S, et al. Effects of different concentrations of Lactobacillus plantarum on immune function of broilers[J]. Agriculture of Jilin, 2012(4): 59-60 (in Chinese). |
| [31] |
PERDIGÓN G, VINTIÑI E, ALVAREZ S, et al. Study of the possible mechanisms involved in the mucosal immune system activation by lactic acid bacteria[J]. Journal of Dairy Science, 1999, 82(6): 1108-1114. |
| [32] |
蔡凯凯, 黄占旺, 叶德军, 等. 益生菌调节肠道菌群及免疫调节作用机理[J]. 中国饲料, 2011(18): 34-37. CAI K K, HUANG Z W, YE D J, et al. Regulation of intestinal flora of probiotics and its immune function[J]. China Feed, 2011(18): 34-37 (in Chinese). |