农学论文哪里有?笔者认为山羊瘤胃和肠道中梭菌属(Clostridium)丰富度存在显著差异(P < 0.05),饲粮中补充丁酸梭菌可通过瘤胃到达肠道并优化微生物区系结构,降低有害梭菌属(Clostridium)的相对丰度。联合非靶向代谢组学技术表明,丁酸梭菌通过调节肠道微生物区系和血液代谢物的表达,可有效缓解因LPS诱导的山羊急性免疫应激反应,提高机体免疫力和抗氧化功能。
1 引言
1.2 营养调控不当产生的负面影响
(1)瘤胃酸中毒及免疫应激反应的发生
反刍动物在持续且过量采食高精料饲粮后,其中大量可发酵碳水化合物经瘤胃发酵,可快速提高瘤胃内挥发性脂肪酸(volatile fatty acids, VFAs)的含量[3],从而使得瘤胃pH降低,并显著提高了瘤胃内淀粉分解菌的相对丰度,并在乳酸脱氢酶的作用下生成较多的乳酸[4],而低pH环境中乳酸分解菌的活性下降,使得瘤胃内较多的乳酸堆积,引发瘤胃酸中毒[5]。此外,高精料饲粮可改变瘤胃微生物区系结构,通过降低瘤胃内革兰氏阴性菌的相对丰度,使其释放出大量的内毒素脂多糖(Lipopolysaccharide, LPS)[6],进一步加剧瘤胃酸中毒,经瘤胃上皮进入血液循环后,引发毒素血症和免疫应激等并发症[7]。目前,已有研究表明高精料饲粮饲养反刍动物时,其体内的乳酸、LPS以及相关毒性因子共同作用可引起瘤胃酸中毒反应[8]。因此,在保障生产需求和品质的前提下,寻找有效的、安全的、高效的营养调控策略,改善因高精料饲养反刍动物引发的瘤胃代谢障碍具有重要意义。
(2)抗生素残留及细菌耐药
抗生素的不合理使用,造成畜禽体内菌群环境紊乱,诱导宿主发生免疫反应,并引发机体代谢性疾病。奶牛长期饲喂金霉素使得瘤胃菌群紊乱、纤维降解菌数量减少、总细菌数下降25 %左右,导致食欲不振[9]。此外,临床上长期使用抗生素治疗疾病会导致肠道菌群失调,造成抗生素相关性腹泻[10]。Litvak等[11]研究发现肠道微生物区系紊乱,易引发大肠杆菌、沙门氏菌等病原菌的侵袭,并释放毒性因子诱发小肠炎症,进而导致腹泻和肠道感染的发生。
3 结果与分析
3.1 饲粮添加丁酸梭菌对育肥山羊生长性能、血液生化、养分消化率、瘤胃发酵和微生物区系的影响
3.1.1 饲粮添加丁酸梭菌对育肥山羊生长性能的影响
饲粮添加丁酸梭菌对育肥山羊生长性能的影响如表3-1所示。各处理组山羊的初始体重、终末体重、平均日增重以及饲料效率均无显著变化(P > 0.10)。而HCB组山羊干物质采食量(Dry matter intake, DMI)(P = 0.054)呈显著提高趋势。
4 讨论
4.1 饲粮添加丁酸梭菌对育肥山羊生长性能、血浆生化、养分表观消化率、瘤胃发酵以及微生物区系的影响
4.1.1 饲粮添加丁酸梭菌对育肥山羊生长性能的影响
目前,有关丁酸梭菌的研究报道[19],饲粮中添加丁酸梭菌可改善畜禽的生长性能。本试验在高精料饲粮中添加丁酸梭菌,对育肥山羊的生长性能无显著效果,这与Zhang等[101]和何家俊等[102]的研究结果相似,饲粮中补充丁酸梭菌对断奶仔猪和犊牛的生长性能均无显著影响。然而,有关单胃动物的多数研究中,丁酸梭菌对改善其生长性能具有积极作用。Han等[74]人的研究报道,仔猪饲粮中添加丁酸梭菌可增加空肠绒毛高度和隐窝深度,提高空肠对于营养物质的消化吸收,显著提高了仔猪的平均日增重。同时,肉鸡[84]与蛋鸡[90]的研究结果表明,补充丁酸梭菌有助于促进肠道上皮细胞的生长发育,并显著提高家禽的饲料效率和日增重。此外,本实验室先前的研究表明,饲粮中添加丁酸梭菌可显著提高犊牛的日增重水平,并降低了犊牛的腹泻率[103]。以上结果均得益于丁酸梭菌在进入机体胃肠道后,可分泌大量的短链脂肪酸和维生素类营养物质,且有助于提高消化酶的活性[24,74,78],促进机体对营养物质的消化吸收,进而提高动物的生长性能。然而,本试验中与上述研究结果并不相同,在高精料饲粮的饲养模式下,各组山羊的生长性能无显著差异。Mu等[21]研究报道,高精料饲粮结构易影响瘤胃稳态,使部分酶活性下降以及菌群失衡,同时丁酸梭菌的活性功能易受到复杂环境的影响[104]。因此,这可能使丁酸梭菌和其代谢产物在瘤胃中伴随高碳水化合物发酵时,影响了营养物质向肠道的转运有关。
4.2 饲粮添加丁酸梭菌对育肥山羊屠宰性能、肉品质和盲肠微生物区系的影响
4.2.1 饲粮添加丁酸梭菌对育肥山羊屠宰性能和脏器指数的影响
先前的研究表明丁酸梭菌及其代谢产物具有多种益生效果,例如丁酸梭菌可有效提高畜禽的生长性能[90],并在增强免疫力[74]和改善肉品质[45]等方面均具有突出表现。因此,本试验就山羊饲粮中添加丁酸梭菌对山羊屠宰性能、脏器指数、宰后山羊肉的pH值、肉色和抗氧化的影响展开研究,探讨饲粮中添加丁酸梭菌对育肥山羊的生长和屠宰性能的影响。试验结果表明,饲粮中补充丁酸梭菌对育肥山羊的屠宰性能和脏器指数无显著影响,说明在本试验条件下丁酸梭菌的补充并没有加速育肥期山羊对营养物质的消化吸收及养分在肌肉中的沉积效率,与先前的试验结果相对应,在饲粮中补充丁酸梭菌对改善育肥山羊的生长性能无显著影响。这可能与瘤胃特殊的消化代谢存在一定的相关性。
4.2.2 饲粮添加丁酸梭菌对育肥山羊肉品质的影响
畜禽肌肉的持水能力是影响肉品质的重要指标之一。目前,通过测定pH值来评价肉的持水能力已被广泛应用至肉品质的相关研究中[21]。生肉中糖原的含量决定了其pH值[118]。肉类的pH值越高,使得肌内蛋白分子内间距增大,水分子不易被排出,进而增加肉中的含水量[119]。然而,屠宰后肌内糖原发生糖酵解产生乳酸,乳酸堆积后使得生肉中pH急剧下降,造成生肉中水分流失[120]。Liu等[88]研究发现,饲粮补充丁酸梭菌可延缓pH的下降速率,有效提高鸭肉的持水能力。本试验结果表明,与对照组相比较,补充丁酸梭菌后山羊肉中pH值显著上升,这与丁酸梭菌分泌氢和丁酸的生物学特性有关,并有助于促进动物机体内乙酸的合成,通过消化吸收作用加速其代谢产物在肌肉的沉积,进而使得pH升高[40]。此外,斯等[121]的研究报道,pH值的变化与肌肉滴水损失呈相关性。本试验结果显示48 h后的滴水损失百分比显著低于对照组,这与pH变化的结果相对应。因此,饲粮中添加丁酸梭菌有助于提高山羊肉的持水能力。
5 结论
(1)高精料饲粮中添加丁酸梭菌可通过优化pH来维持瘤胃稳态,但对育肥山羊的生长性能、血浆代谢物和养分表观消化率无显著影响。
(2)丁酸梭菌可通过山羊瘤胃到达肠道,提高肠道中有益菌的丰度值,并有助于提高山羊肉红度和T-AOC水平,降低山羊肉中MDA含量及其pH,使得其肉色、保水能力和抗氧化功能有效增强,以改善山羊肉品质。
(3)饲粮添加丁酸梭菌可通过改善肠道有益菌/有害菌的比例和血浆d-脯氨酸的含量,协同提高山羊血浆中IgA、IgG、T-SOD和抗炎因子IL-10的含量,并减少血浆中促炎因子TNF-α和IL-6的含量,进而提高山羊抗炎和抗氧化功能,以有效缓解山羊因LPS诱导的急性免疫应激反应。
参考文献(略)