植物乳桿菌和干酪乳桿菌對仔豬生長性能、器官指數(shù)及小腸形態(tài)的影響

縣怡涵 趙秀英 李晨博 丁立人 朱偉云 杭蘇琴

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)消化道微生物研究室，南京210095)

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植物乳桿菌和干酪乳桿菌對仔豬生長性能、器官指數(shù)及小腸形態(tài)的影響

縣怡涵 趙秀英 李晨博 丁立人 朱偉云 杭蘇琴*

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)消化道微生物研究室，南京210095)

本試驗(yàn)旨在研究植物乳桿菌和干酪乳桿菌對仔豬生長性能、器官指數(shù)及小腸形態(tài)的影響。選取15窩7日齡大×長仔豬，隨機(jī)分為3組，每組5個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1窩仔豬(8～10頭)。各組分別灌喂去離子水(對照組)、植物乳桿菌菌液和干酪乳桿菌菌液，試驗(yàn)從7日齡開始至35日齡結(jié)束，于21(斷奶)、24和35日齡屠宰仔豬采樣。結(jié)果表明，與對照組相比，植物乳桿菌和干酪乳桿菌能顯著提高斷奶后仔豬平均日采食量和平均日增重(P<0.05)，顯著降低料重比(P<0.05)，但對斷奶前仔豬平均日增重、平均日采食量和料重比無顯著影響(P>0.05)；顯著提高35日齡仔豬脾臟指數(shù)和胸腺指數(shù)(P<0.05)，但對胃指數(shù)和大腸器指數(shù)無顯著影響(P>0.05)；促進(jìn)了斷奶后仔豬空腸和回腸絨毛發(fā)育。由此可見，試驗(yàn)菌株表現(xiàn)了一定的促進(jìn)仔豬生長、抗腹瀉功能，但還需進(jìn)行體內(nèi)外機(jī)制研究及大量重復(fù)性試驗(yàn)才能對菌株的益生特性做出客觀、全面評價(jià)。

植物乳桿菌；干酪乳桿菌；仔豬；生長性能；器官指數(shù)；腸道形態(tài)

仔豬斷奶時(shí)易出現(xiàn)采食量下降、腸絨毛萎縮、生長緩慢和腹瀉等不良現(xiàn)象[1]，雖然抗生素在應(yīng)對仔豬斷奶應(yīng)激時(shí)發(fā)揮了巨大作用，但由于耐藥性問題日趨嚴(yán)重，抗生素替代品受到極大關(guān)注[2]。益生菌是一類能在宿主體內(nèi)存活，通過抑制或殺死有害病原菌、改善腸道微生態(tài)環(huán)境、增強(qiáng)腸道屏障功能和宿主免疫機(jī)能，從而促進(jìn)宿主健康的活菌制劑[3-5]。最常見的益生菌是產(chǎn)乳酸菌(lactic acid bacteria, LAB)，它們廣泛存在于人和動(dòng)物腸道內(nèi)且有較強(qiáng)的產(chǎn)乳酸能力[5-6]，其中植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum)、羅伊氏乳桿菌(Lactobacillusreuteri)、鼠李糖乳桿菌(Lactobacillusrhamnosus)和干酪乳桿菌(Lactobacilluscasei)等乳酸桿菌研究較為廣泛和深入，在歐洲許多菌株已商品化生產(chǎn)[5]。Suo等[7]研究發(fā)現(xiàn)，植物乳桿菌ZJ316能顯著抑制大腸桿菌和沙門氏菌生長，促進(jìn)仔豬小腸絨毛發(fā)育，改善腸道形態(tài)，提高仔豬日增重和飼料轉(zhuǎn)化率，減少腹瀉發(fā)生；Guerra-Ordaz等[8]報(bào)道，斷奶仔豬飼喂7 d植物乳桿菌后，回腸、結(jié)腸總?cè)樗釛U菌數(shù)上升，回腸絨毛高度和杯狀細(xì)胞數(shù)量上升，腹瀉顯著減少；Pieper等[9]報(bào)道，植物乳桿菌通過促進(jìn)腸道有益菌生長，調(diào)節(jié)微生物菌群結(jié)構(gòu)和多樣性，促進(jìn)斷奶仔豬健康。但也有研究發(fā)現(xiàn)，不同菌種特性不盡相同，相同菌種不同菌株其作用也不盡相同[5]。為此，本研究通過給斷奶前仔豬灌喂植物乳桿菌和干酪乳桿菌，研究其對仔豬生長性能、器官指數(shù)及小腸形態(tài)的影響，初步評價(jià)測試菌株對仔豬斷奶的緩解作用，并為益生菌產(chǎn)品的開發(fā)提供基礎(chǔ)證據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)于江蘇省常州市某豬場選取同一品種(大×長)、出生日期相近的15窩7日齡仔豬，隨機(jī)分為3組，分別灌喂去離子水(對照組)、1×109CFU/頭植物乳桿菌菌液(LP組)和1×109CFU/頭干酪乳桿菌菌液(LC組)，每組5個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)為1窩仔豬(8～10頭)。植物乳桿菌與干酪乳桿菌凍干粉由北京大北農(nóng)集團(tuán)有限公司提供，試驗(yàn)于7日齡開始，21日齡斷奶，35日齡結(jié)束，共29 d，于7、9、11、13、19、21、24日齡仔豬灌喂去離子水或菌液，仔豬斷奶后基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。試驗(yàn)期間仔豬飼養(yǎng)于半封閉、漏縫地板式豬舍，自然采光，每天清掃；每天飼喂2次，試驗(yàn)全期自由采食、飲水。按常規(guī)程序進(jìn)行仔豬免疫，試驗(yàn)期間腹瀉仔豬不用藥物治療。

表1 仔豬斷奶后基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(飼喂基礎(chǔ))

1)預(yù)混料為每千克飼糧提供The premix provided the following per kg of the diet: VD3386 IU，VA 3 086 IU，VE 15.4 IU，VK32.3 mg，VB23.9 mg，D-泛酸鈣D-calcium pantothenate 15.4 mg，煙酸 nicotinic acid 23 mg，膽堿 choline 500 mg，VB120.016 mg; Cu (Gly-Cu，21%) 17 mg，F(xiàn)e (Gly-Fe，14%) 133 mg，Zn (Met-Zn，17.5%) 133 mg，Mn (Gly-Mn，22%) 33.3 mg，I [Ca(IO3)2] 0.83 mg，氯化膽堿 choline chloride (50%) 1 000 mg，防霉劑 anti-mildew agent 500 mg，抗氧化劑 antioxidant 200 mg，甜味劑 sweetener 400 mg，香味劑 flavor 600 mg，食鹽 NaCl 1.3 g，丙酸 propanoic acid 2 g，賴氨酸鹽酸 lysine·HCl 2.7 g，蛋氨酸 methionine 660 mg，蘇氨酸 threonine 440 mg。

2)營養(yǎng)水平為計(jì)算值。Nutrient levels were calculated values.

1.2 樣品采集與處理

肝臟等器官樣品：于仔豬21、24和35日齡分別從對照組、LP組和LC組每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選1頭仔豬，稱重后屠宰，分離肝臟、胸腺、脾臟、胃、小腸(十二指腸、空腸和回腸)、大腸(盲腸和結(jié)腸)，用濾紙吸掉血液，剔除脂肪后分別稱重，用于器官指數(shù)分析。

空、回腸組織樣品：處死仔豬后，打開腹腔取出胃腸道，按組織學(xué)區(qū)分各腸段，剪取空腸、回腸組織各2 cm，磷酸鹽緩沖液(PBS)漂去腸內(nèi)容物后，置組織樣于4%多聚甲醛中常溫固定，用于制作常規(guī)石蠟切片測定小腸絨毛高度和隱窩深度，計(jì)算絨腺比。

1.3 指標(biāo)測定及方法

1.3.1 體重和采食量

于仔豬7、21、24和35日齡晨飼前以重復(fù)為單位對仔豬空腹稱重，計(jì)算每窩仔豬的平均日增重(average daily gain，ADG)；根據(jù)采食量的多少?zèng)Q定給料量，并記錄剩料量，計(jì)算平均日采食量(average daily feed intake，ADFI)和料重比(feed/gain，F(xiàn)/G)。

1.3.2 腹瀉率

準(zhǔn)確記錄每天腹瀉頭數(shù)，1 d 1頭仔豬發(fā)生腹瀉記為1頭次，各期每個(gè)重復(fù)腹瀉總頭次除以其相應(yīng)的仔豬總頭次，求得各組的平均值，即為各組在試驗(yàn)期的腹瀉率。

腹瀉率(%)=腹瀉頭次/(供試豬總頭數(shù)×

試驗(yàn)天數(shù))×100[10]。

1.3.3 器官發(fā)育指數(shù)

器官指數(shù)(g/kg)=器官重量(g)/

仔豬宰前活體重(kg)[11]。

1.3.4 腸道組織形態(tài)測定

切片后，常規(guī)蘇木精-伊紅(HE)染色，每頭豬、每個(gè)腸段制5張切片，每張切片中至少選5個(gè)視野計(jì)量仔豬空腸、回腸的絨毛高度和隱窩深度。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2007初步整理后，采用SPSS 20.0軟件中的單因素方差(one-way ANOVA)模型進(jìn)行分析，Tukey S-B test比較差異顯著性，P<0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物乳桿菌和干酪乳桿菌對仔豬生長性能的影響

由表2可知，仔豬灌喂植物乳桿菌和干酪乳桿菌對斷奶前仔豬ADFI、ADG和F/G均無顯著影響(P>0.05)，但能顯著降低仔豬腹瀉率(P<0.05)，與對照組相比，植物乳桿菌和干酪乳桿菌分別降低腹瀉率23.88%和24.05%(P<0.05)。與對照組相比，植物乳桿菌和干酪乳桿菌顯著提高斷奶后仔豬ADFI和ADG(P<0.05)，顯著降低F/G(P<0.05)，但對腹瀉率無顯著影響(P>0.05)。整個(gè)試驗(yàn)期，LP和LC組ADFI和ADG均顯著高于對照組(P<0.05)，但3組間F/G和腹瀉率差異不顯著(P>0.05)，LP和LC組有降低F/G和腹瀉率的趨勢(P>0.05)。

表2 植物乳桿菌和干酪乳桿菌對仔豬生長性能和腹瀉率的影響

同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，相同或無字母表示差異不顯著(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 植物乳桿菌和干酪乳桿菌對斷奶仔豬器官指數(shù)的影響

由表3可知，與對照組相比，LP和LC組顯著提高35日齡仔豬胸腺指數(shù)和脾臟指數(shù)(P<0.05)，對胃和大腸指數(shù)無顯著影響(P>0.05)，對21和24日齡所有器官指數(shù)均無顯著影響(P>0.05)。

表3 植物乳桿菌和干酪乳桿菌對仔豬器官指數(shù)的影響

2.3 植物乳桿菌和干酪乳桿菌對斷奶仔豬小腸形態(tài)的影響

如表4所示，與對照組相比，LP和LC組促進(jìn)了24和35日齡仔豬空腸和回腸絨毛發(fā)育，提高了絨腺比，但與21日齡相比，24日齡空腸和回腸絨毛高度、絨腺比均降低，35日齡絨毛高度和絨腺比有所恢復(fù)，說明斷奶影響小腸絨毛、隱窩形態(tài)，一段時(shí)間后可自行恢復(fù)，LP和LC有助于小腸形態(tài)的快速恢復(fù)。

3 討 論

3.1 植物乳桿菌和干酪乳桿菌對仔豬生長性能和腹瀉率的影響

研究結(jié)果顯示，植物乳桿菌和干酪乳桿菌能提高斷奶仔豬ADG和ADFI，降低F/G，這與許多前人的研究結(jié)果相似，Lee等[12]報(bào)道，當(dāng)給斷奶仔豬以108、109和1010CFU/kg飼喂植物乳桿菌時(shí)，植物乳桿菌呈劑量依賴方式顯著提高仔豬ADG和ADFI；Chang等[13]報(bào)道，羅伊氏乳桿菌能提高仔豬ADG 27%～34%；Huang等[14]報(bào)道，乳桿菌復(fù)合物分別提高斷奶2周齡仔豬ADG 28%和ADFI 31%。在多數(shù)研究中，乳酸桿菌的飼喂劑量通常是109，相當(dāng)于成年豬10～100 g的食糜，或與豬腸道食糜中乳酸菌數(shù)量相當(dāng)，但Lee等[12]的研究提示我們，為取得較好的生產(chǎn)效果乳酸桿菌的添加量可以達(dá)到1010CFU/kg；Yang等[15]也發(fā)現(xiàn)，該劑量的植物乳桿菌能顯著提高大腸桿菌(E.coli)攻毒后仔豬的ADG和ADFI。根據(jù)本試驗(yàn)，分析測試菌株提高斷奶仔豬生長性能的原因，可能是通過改善胃腸道形態(tài)如提高絨毛高度、降低隱窩深度，促進(jìn)丁酸產(chǎn)生和增加微生物區(qū)系多樣性等共同作用的結(jié)果。也有研究報(bào)道，乳酸桿菌類的益生菌可明顯促進(jìn)腸內(nèi)容物中乳酸桿菌的富集和增殖，從而改善腸道健康，促進(jìn)斷奶仔豬生長[16]，這提示在下一步的機(jī)制研究中需要引起注意。

表4 植物乳桿菌和干酪乳桿菌對仔豬小腸形態(tài)的影響

據(jù)報(bào)道，新生和斷奶仔豬腹瀉通常與腸毒性E.coliK88有關(guān)，E.coli在小腸定植釋放腸毒素，破壞腸道屏障引起腹瀉[17]。體內(nèi)、體外乳酸桿菌的研究發(fā)現(xiàn)，乳酸桿菌可通過保護(hù)腸道緊密連接屏障、競爭排除病原菌、產(chǎn)生抗菌物質(zhì)、增強(qiáng)宿主免疫功能，減少細(xì)胞通透性等降低腹瀉的發(fā)生[15,18-19]，本研究發(fā)現(xiàn)仔豬從7日齡飼喂植物乳桿菌和干酪乳桿菌能顯著降低斷奶前仔豬腹瀉率，但斷奶后并不影響，說明測試菌株確實(shí)產(chǎn)生了一定抗腹瀉效果，且較早使用較好，這與Yang等[15]的報(bào)道一致，他們發(fā)現(xiàn)仔豬出生4日齡開始飼喂植物乳桿菌能明顯改善腸道屏障功能，減少E.coli攻毒后仔豬腹瀉率，針對本試驗(yàn)腹瀉率降低的機(jī)制，可通過體外測試菌與病原菌共培養(yǎng)試驗(yàn)、體內(nèi)微生物菌群結(jié)構(gòu)及數(shù)量和代謝產(chǎn)物分析、宿主免疫機(jī)能等方面進(jìn)行深入探討。

3.2 植物乳桿菌和干酪乳桿菌對仔豬器官指數(shù)的影響

脾臟屬外周免疫器官，脾臟的發(fā)育狀況關(guān)系到體液和細(xì)胞免疫的功能能否正常發(fā)揮。胸腺屬中樞免疫器官，其功能對機(jī)體的細(xì)胞免疫緊密相關(guān)[20]。本研究發(fā)現(xiàn)，植物乳桿菌和干酪乳桿菌能顯著提高脾臟指數(shù)和胸腺指數(shù)，說明測試菌株對仔豬免疫器官發(fā)育具有一定的促進(jìn)作用，但是本研究未發(fā)現(xiàn)測試菌株對胃腸道指數(shù)有顯著影響。Lee等[12]報(bào)道，植物乳桿菌通過下調(diào)炎癥因子調(diào)控?cái)嗄套胸i急性炎癥期健康；Suda等[21]報(bào)道，乳酸桿菌可顯著促進(jìn)斷奶仔豬主要組織相容性復(fù)合體Ⅱ類(MHC-Ⅱ)的表達(dá)，通過下調(diào)Toll-like樣受體4(TLR4)介導(dǎo)的核轉(zhuǎn)錄因子-κB(NF-κB)和絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)活性下調(diào)腸道細(xì)胞趨化因子和炎癥因子的表達(dá)，在這方面我們還需拓展和借鑒，以期進(jìn)一步探明測試菌株促進(jìn)仔豬健康、改善生長性能的機(jī)制。

3.3 植物乳桿菌和干酪乳桿菌對斷奶仔豬小腸形態(tài)的影響

小腸是營養(yǎng)物質(zhì)消化和吸收的主要場所，小腸表面積的大小直接反映小腸的吸收功能，絨毛和隱窩的形態(tài)特征是反映腸上皮細(xì)胞的成熟度及吸收功能的最常用指標(biāo)，絨毛越高，隱窩越淺，表明腸道消化吸收營養(yǎng)物質(zhì)的能力越強(qiáng)[22]。本研究發(fā)現(xiàn)，植物乳桿菌和干酪乳桿菌能顯著改善斷奶后仔豬空腸、回腸絨毛發(fā)育，提高絨腺比，說明一定程度上測試菌株緩解了斷奶對小腸絨毛的損傷，有利于仔豬對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。Yang等[14]發(fā)現(xiàn)，植物乳桿菌能顯著改善E.coli攻毒造成的仔豬十二指腸和空腸絨毛變短、隱窩加深等問題，其機(jī)制可能與益生菌株保護(hù)腸道屏障結(jié)構(gòu)及功能有關(guān)，也有說與腸道細(xì)胞的增殖、上皮更新和微生物區(qū)系的改變有關(guān)[23]。

4 結(jié) 論

仔豬7日齡開始飼喂植物乳桿菌和干酪乳桿菌能顯著提高斷奶后仔豬ADFI、ADG，顯著降低F/G，顯著提高35日齡仔豬脾臟指數(shù)和胸腺器官指數(shù)，促進(jìn)斷奶后仔豬空腸和回腸絨毛發(fā)育，說明試驗(yàn)菌株具有促生長、抗腹瀉的效果。

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*Corresponding author, professor, E-mail: suqinhang69@njau.edu.cn

(責(zé)任編輯 武海龍)

Effects ofLactobacillusplantarumandLactobacilluscaseion Growth Performance, Organ Index and Intestinal Morphology of Piglets

XIAN Yihan ZHAO Xiuying LI Chenbo DING Liren ZHU Weiyun HANG Suqin*

(LaboratoryofGastrointestinalMicrobiology,NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210095,China)

The experiment was conducted to study the effects ofLactobacillusplantarumandLactobacilluscaseion growth performance, organ index and intestinal morphology of piglets. A total of 15 litters piglets (Yorkshire × Landrace) at age of 7 days were randomly assigned to 3 groups with 5 replicates per group and 1 litter (8 to 10 piglets) per replicate, including the control group orally administrated with distilled water,Lactobacillusplantarumgroup orally administrated withLactobacillusplantarumandLactobacilluscaseiorally administrated withLactobacilluscasei. The experiment started at day 7 and ended at day 35 after birth. The piglets were slaughtered on day 21, 24 and 35 after birth for sampling. The results showed that compared with the control group,LactobacillusplantarumandLactobacilluscaseisignificantly increased average daily feed intake (ADFI) and average daily gain (ADG) and decreased feed/gain (F/G) after weaning (P<0.05), however, no effects were found before weaning for both tested strains (P>0.05). Organ indexes of piglets at 35 days such as spleen and thymus were also significantly increased in the two tested strains group (P<0.05), and stomach index and large intestine index were not affected. (P>0.05).LactobacillusplantarumandLactobacilluscaseiimproved the villus development of jejunum and ileum of weaning piglets. The findings indicate that bothLactobacillusplantarumandLactobacilluscaseihave potential benefits to the growth performance and inhibition of diarrhea of piglets. However, further study of mechanisms and a large number of repeated experiments are needed for the evaluation of both tested strains for clinical use.[ChineseJournalofAnimalNutrition, 2015, 27(12)：3805-3811]

Lactobacillusplantarum;Lactobacilluscasei; piglets; growth performance; organ index; intestinal morphology

10.3969/j.issn.1006-267x.2015.12.020

2015-06-15

農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)專項(xiàng)“飼料中抗生素替代品關(guān)鍵研究與示范”(201403047)；飼用微生物國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題

縣怡涵(1992—)，女，甘肅天水人，碩士研究生，從事動(dòng)物營養(yǎng)與胃腸道健康的研究。E-mail: 2014105006@njau.edu.cn

*通信作者：杭蘇琴，教授，碩士生導(dǎo)師，E-mail: suqinhang69@njau.edu.cn

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1006-267X(2015)12-3805-07