不同形式氧化鋅對(duì)奶牛生長(zhǎng)性能、免疫功能及腸道菌群的影響

韋帶蓮，王宜萍

（宜春職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西宜春 336000）

鋅作為動(dòng)物機(jī)體內(nèi)必需的微量元素之一，在參與動(dòng)物機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育及細(xì)胞分化繁殖等方面發(fā)揮了重要作用（韓欣然，2022）。大量研究和實(shí)踐表明，飼糧中補(bǔ)充和添加較高水平的鋅可防治動(dòng)物腹瀉，維持動(dòng)物腸道生物屏障和菌群平衡，在提升動(dòng)物生長(zhǎng)性能方面發(fā)揮極大的作用，且已在仔豬（郭彤等，2022）、肉兔（徐君等，2021）及肉雞（左惜惜，2020）等動(dòng)物中得到有效證實(shí)。但目前鮮有在奶牛中的應(yīng)用和研究。此外，隨著氧化鋅在動(dòng)物飼料中的廣泛大量使用，研究發(fā)現(xiàn)，高鋅不僅影響反芻動(dòng)物對(duì)其他礦質(zhì)元素的利用，影響動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育，同時(shí)也會(huì)給生態(tài)環(huán)境等帶來極大的影響，因此，利用不同形式氧化鋅的實(shí)際生產(chǎn)特點(diǎn)，解決應(yīng)用鋅存在的問題具有現(xiàn)實(shí)意義。

本試驗(yàn)在飼糧中添加不同形式氧化鋅飼喂奶牛，研究不同形式氧化鋅對(duì)奶牛生長(zhǎng)性能、免疫功能和腸道菌群的影響，探討不同形式氧化鋅在奶牛實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用效果。

1 材料

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物 試驗(yàn)?zāi)膛Ｓ商旖蚣瘟⒑赡翗I(yè)集團(tuán)有限公司提供。選擇體重相近、健康狀況良好的奶牛200頭，每組50頭。參試奶牛在同一圈舍，采用統(tǒng)一飼養(yǎng)管理。

1.2 試驗(yàn)材料 本試驗(yàn)所使用普通氧化鋅（氧化鋅含量為98%）來源于江蘇安丘市恒山鋅業(yè)有限公司；納米氧化鋅（氧化鋅含量為93%）來源于濟(jì)源市魯泰納米材料有限公司；改性氧化鋅（氧化鋅含量為86%）來源于海順新材料。

2 方法

2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)將體重相近、健康狀況良好的奶牛200頭分為4組，每組50頭。對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)日糧，基礎(chǔ)日糧為玉米-豆粕型日糧，基本組成及營(yíng)養(yǎng)水平見表1。試驗(yàn)組飼喂添加不同形式氧化鋅的飼料，具體添加水平為試驗(yàn)I組：普通氧化鋅；試驗(yàn)II組：納米氧化鋅；試驗(yàn)III組：改性氧化鋅。每組添加水平均為120 mg/kg。預(yù)試驗(yàn)10 d，正式期3個(gè)月。奶牛采用自由采食和自由飲水的飼養(yǎng)管理模式，且按照正常免疫進(jìn)行疫苗接種、常規(guī)驅(qū)蟲和管理，控制室內(nèi)溫度、光照和通風(fēng)條件，保障試驗(yàn)統(tǒng)一性。試驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)測(cè)定。

表1 基礎(chǔ)日糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平

2.2 測(cè)定指標(biāo)與方法

2.2.1 生長(zhǎng)性能測(cè)定 試驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)，試驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)對(duì)奶牛進(jìn)行禁食12h處理，后對(duì)各組奶牛進(jìn)行稱重，記錄每組的初重和末重，統(tǒng)計(jì)采食量，并且計(jì)算每組的日增重、日采食量和料重比。

2.2.2 免疫功能測(cè)定 參照劉尚霞（2022）的方法采集奶?？漳c樣本，液氮冷凍后-80℃保存，用于免疫功能的測(cè)定。采用TRIzol法提取冷凍空腸樣本總RNA，采用反轉(zhuǎn)錄試劑盒（賽默飛）進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄，且進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光定量PCR，以β-actin為內(nèi)參，檢測(cè)黏蛋白2及β防御素3的測(cè)定，檢測(cè)所使用引物序列參照李清豐等（2022）的報(bào)道。采用2-△△Ct方法對(duì)PCR數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。且進(jìn)一步檢測(cè)奶牛空腸中免疫球蛋白A的含量。所有操作均按照試劑盒說明和程序正常進(jìn)行。

2.2.3 腸道菌群測(cè)定 試驗(yàn)結(jié)束前5 d，每日采集100 g糞便，冷藏保存，后續(xù)用于檢測(cè)糞便微生物含量。參照 GB/T 18869-2019，GB/T 13091-2002及 GB/T 4789.34-2016測(cè)定腸道菌群數(shù)量（大腸桿菌、乳酸桿菌及梭菌XIVa）。

2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 用Excel對(duì)各組數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，使用SPSS6.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析（One-way ANOVA），P＜ 0.05表示顯著差異。

3 結(jié)果分析

3.1 不同形式氧化鋅對(duì)奶牛生長(zhǎng)性能的影響由表2可知，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)I、II和III組的平均日增重、平均日采食量及料重比均顯著增加（P＜0.05），其中試驗(yàn)III組的平均日增重、平均日采食量和料重比顯著大于試驗(yàn)I組和II組（P＜0.05），而試驗(yàn)I組和II的平均日增重、平均日采食量無(wú)顯著性差異（P＞0.05），而試驗(yàn)II組的料重比顯著大于試驗(yàn)I組（P＜0.05）。

表2 不同形式氧化鋅對(duì)奶牛生長(zhǎng)性能的影響

3.2 不同形式氧化鋅對(duì)奶牛免疫功能的影響由表3可知，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)I、II和III組的黏蛋白2及β防御素3的mRNA表達(dá)量顯著增加，且免疫球蛋白A的含量也顯著增加（P＜0.05）。其中試驗(yàn)III組的黏蛋白2及β防御素3的mRNa表達(dá)量顯著大于試驗(yàn)II組，大于試驗(yàn)I組（P＜0.05），且免疫球蛋白A含量變化也表現(xiàn)出相同趨勢(shì)。

表3 不同形式氧化鋅對(duì)奶牛免疫功能的影響

3.3 不同形式氧化鋅對(duì)奶牛腸道菌群的影響由表4可知，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)I、II和III組的大腸桿菌含量顯著降低（P＜0.05），而乳酸桿菌含量顯著增加（P＜0.05），試驗(yàn)III組的梭菌XIVa含量顯著增加（P＜0.05）；其中試驗(yàn)III組的大腸桿菌含量顯著小于試驗(yàn)I組和II組（P＜0.05），而試驗(yàn)I組和II的大腸桿菌無(wú)顯著性差異（P＞0.05）；試驗(yàn)III組的乳酸桿菌含量顯著大于試驗(yàn)I組和II組（P＜0.05），而試驗(yàn)I組和II的乳酸桿菌含量無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。

表4不同形式氧化鋅對(duì)奶牛腸道菌群的影響 ×105 CFU/g

4 討論與結(jié)論

4.1 不同形式氧化鋅對(duì)奶牛生長(zhǎng)性能的影響鋅在動(dòng)物機(jī)體細(xì)胞分化及增值等方面發(fā)揮著極大作用（向敏榮等，2022）。近些年，鋅被廣泛應(yīng)用到飼料加工和畜牧生產(chǎn)中，一方面，飼料中較高的鋅水平可以有效促進(jìn)動(dòng)物味蕾細(xì)胞再生，提高動(dòng)物食欲，間接提升動(dòng)物生長(zhǎng)性能；另一方面，較高的鋅水平可以改善動(dòng)物腸道菌群，提升動(dòng)物腸道抗菌能力，間接提升動(dòng)物對(duì)飼料的消化吸收水平。近些年，大量研究開始關(guān)注不同形式的氧化鋅在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用，其中王思甜等（2022）指出，氧化鋅能有效提升感染豬流行性腹瀉病毒仔豬的抗氧化能力，大大提升其生長(zhǎng)性能（王思甜等，2022）。陳偉（2016）指出，納米氧化鋅和有機(jī)氧化鋅均能提升鋅在蛋雞小腸中的吸收，增加蛋殼厚度（陳偉，2016）。在本試驗(yàn)中，與對(duì)照組相比，飼糧中添加不同形式的氧化鋅均能顯著提升奶牛平均日增重、平均日采食量及料重比（P＜0.05）。而添加普通氧化鋅和納米氧化鋅組的奶牛平均日增重和平均日采食量均無(wú)顯著差異（P＞0.05）。由此可以看出，氧化鋅能顯著提升奶牛生長(zhǎng)性能，而其中改性氧化鋅的效果更優(yōu)。研究發(fā)現(xiàn)，改性氧化鋅在提升動(dòng)物生長(zhǎng)性能的同時(shí)也能達(dá)到緩解生態(tài)壓力，改善環(huán)境的效果。以往鮮有對(duì)改性氧化鋅對(duì)奶牛生長(zhǎng)性能影響的研究，在本研究中，改性氧化鋅對(duì)改善奶牛生長(zhǎng)性能表現(xiàn)出較優(yōu)的效果，這可能是由于改性氧化性改善了納米氧化性的特性，提升了其穩(wěn)定性和分散性（楊運(yùn)和任菊秋，2008），大大提升了奶牛對(duì)納米氧化鋅的吸收，進(jìn)而改善了奶牛生長(zhǎng)性能。

4.2 不同形式氧化鋅對(duì)奶牛免疫功能的影響消化道免疫防疫機(jī)制的發(fā)育，對(duì)改善動(dòng)物機(jī)體消化吸收系統(tǒng)，優(yōu)化動(dòng)物飼養(yǎng)方式均有作用。黏液層主要由高度糖基化的黏液蛋白組成，其中黏蛋白2作為黏液層中的一種黏液蛋白，其合成可能也是影響動(dòng)物腸道屏障的重要因素（夏冰，2022）。β防御素3作為動(dòng)物防御系統(tǒng)的主要組成部分也具有極強(qiáng)抗菌和免疫調(diào)節(jié)活性（石晨龍，2013）。本研究發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，不同形式氧化鋅均能顯著提升奶?？漳c中黏蛋白2和β防御素3的mRNA表達(dá)量，這和Liu等（2014）的研究結(jié)果相似。這些結(jié)果表明，不同形式氧化鋅在改善奶牛腸道內(nèi)部免疫屏障，提升奶牛免疫功能等方面有極大的作用。除此之外，本試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，不同形式氧化鋅能顯著提升奶牛腸道中免疫球蛋白A的含量，免疫球蛋白作為腸道黏膜免疫系統(tǒng)中的重要免疫因子，在調(diào)節(jié)腸道微生物平衡方面發(fā)揮重要作用（陳寶劍等，2021）。此外，改性氧化鋅對(duì)奶牛腸道有更好的免疫功能調(diào)節(jié)作用，這和上述提到的改性氧化鋅提升奶牛生長(zhǎng)性能較優(yōu)的結(jié)果一致。

4.3 不同形式氧化鋅對(duì)奶牛腸道菌群的影響糞便中微生物菌群數(shù)量及平衡可以在一定程度上反映反芻動(dòng)物腸胃中的微生物環(huán)境，進(jìn)而反映其對(duì)飼料中營(yíng)養(yǎng)元素的消化和吸收情況。前人研究發(fā)現(xiàn)，氧化鋅對(duì)大腸桿菌、沙門氏菌及金黃色葡萄球菌等致病菌均有不同程度的抑制作用（苗勝男，2022；謝中等，2019），表明氧化鋅在維持腸道微生物菌群平衡和抗菌、抑菌等方面有一定的作用。本研究發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，不同形式氧化鋅均可顯著降低奶牛空腸中大腸桿菌數(shù)量，顯著增加乳酸桿菌數(shù)量，僅有改性氧化鋅顯著增加了梭菌XIVa含量。由此可以看出，不同形式氧化鋅在奶牛腸道中表現(xiàn)出一定的抑菌作用，且在維持奶牛腸道菌群平衡方面有一定作用。改性氧化鋅顯著增加了奶牛腸道中梭菌XIVa含量，而梭菌XIVa作為腸道中的兼性厭氧菌，可以發(fā)酵底物產(chǎn)生丁酸，從而在腸道中形成一種極低的酸性環(huán)境，有效抑制腸道中有害菌的分化繁殖（孫文愷，2020）。除此之外，梭菌XIVa營(yíng)造的這種酸性環(huán)境反過來也會(huì)給嗜酸性乳酸桿菌的生長(zhǎng)繁殖提供有益環(huán)境，進(jìn)而達(dá)到維持奶牛腸道菌群平衡的作用。

綜上所述，日糧中添加不同形式氧化鋅可提升奶牛生長(zhǎng)性能，且在維持奶牛腸道菌群平衡，抑制腸道有害菌方面發(fā)揮作用，同時(shí)具有一定免疫調(diào)節(jié)功能，提升奶牛的免疫性能，其中改性氧化性表現(xiàn)出較大提升。