噬菌蛭弧菌對荷斯坦公犢牛生長性能及糞便微生物區(qū)系的影響

劉文，黃萌，王德香，郭春暉，林秀蔚，陳國旺，沈思思，楊坤，邵廣，張建勝，南景東，李紅宇

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)分院，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

在我國的牛場，犢牛腹瀉是犢牛死淘的第一大原因。腹瀉不僅可以在短期內(nèi)造成犢牛直接死淘，而且發(fā)生腹瀉的犢牛最終生產(chǎn)性能也會顯著下降。由于犢牛腹瀉在感染初期不易被發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致犢牛因腹瀉營養(yǎng)缺乏生長受阻，免疫力降低進(jìn)而并發(fā)多種疾病。疾病一旦發(fā)生就不可避免產(chǎn)生損失，因而畜牧產(chǎn)業(yè)對于疾病的態(tài)度始終是防大于治。預(yù)防細(xì)菌性犢牛腹瀉可以避免由此帶來的直接損失和間接損失，以及短期和長期的損失。噬菌蛭弧菌特異性攻擊大腸桿菌和沙門氏菌等病原菌，這一特性與抗生素抑制病原菌的作用相同。相比于抗生素，噬菌蛭弧菌不攻擊乳酸菌、放線菌等益生菌，不破壞消化道內(nèi)有益菌群并且在病原菌消失后排出體外有助于消化道內(nèi)建立健康的菌群平衡；噬菌蛭弧菌的噬菌方式類似于噬菌體，不產(chǎn)生化學(xué)抑菌物質(zhì)，因而不會產(chǎn)生耐藥菌。噬菌蛭弧菌依存于病原菌，以病原菌為繁殖材料，在沒有病原菌的情況下不會大量繁殖，因而服用噬菌蛭弧菌的犢牛排出的糞便不會對環(huán)境造成污染。使用噬菌蛭弧菌預(yù)防細(xì)菌性犢牛腹瀉可以減少抗生素的使用，對于我國對畜牧養(yǎng)殖減少抗生素使用保護(hù)環(huán)境的要求具有實(shí)施指導(dǎo)意義和示范作用。目前，噬菌蛭弧菌在水產(chǎn)動物上研究較多，在反芻動物上應(yīng)用的研究較少。因此，本試驗(yàn)通過在犢牛奶中添加噬菌蛭弧菌，并對其生長性能及糞便微生物區(qū)系進(jìn)行研究，探究噬菌蛭弧菌在犢牛健康及生長發(fā)育過程中起到的作用，為犢牛的無抗養(yǎng)殖提供有益參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)在黑龍江省綏化某牧業(yè)有限公司進(jìn)行，噬菌蛭弧菌試劑由河北某動物藥業(yè)集團(tuán)有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計與飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)分組設(shè)計，試驗(yàn)選取健康的荷斯坦公犢牛16 頭，初生體重為38.74±1.06 千克，隨機(jī)分為2 組，每組8 個重復(fù)。對照組的初乳中不添加噬菌蛭弧菌，試驗(yàn)組初乳中添加10 毫升/頭噬菌蛭弧菌。

將手指沾上初乳伸入犢牛口中感覺犢牛吸吮力的大小。如吸吮力大用奶瓶灌服法反之用胃管灌服法，整個操作期間要清潔衛(wèi)生。

從第2 天開始每天飼喂兩次鮮奶，喂量：2～7 日齡（3～6 升/頭）；8～14 日齡（6～7 升/頭）喂奶做到定時、定量、定溫，從第3 天開始自由采食和飲水?；A(chǔ)日糧構(gòu)成見表1。

表1 基礎(chǔ)日糧及營養(yǎng)水平（干物質(zhì)基礎(chǔ)）

1.3 測定指標(biāo)

1.3.1 飼糧營養(yǎng)成分含量

體重及體尺指標(biāo)：分別在犢牛出生后7 日齡和14 日齡早飼前稱重，計算平均日增重（ADG）；同時，測量犢牛的體高、體直長、體高、胸圍、胸深、腿圍和管圍，記錄測定的數(shù)據(jù)，并計算體尺指數(shù)：

1.3.2 糞便樣品采集及糞便微生物多樣性檢測

糞便樣本于試驗(yàn)期的第1 天和14 天的晨飼前采集，每個處理組內(nèi)選取3 頭體型相近的犢牛，刮取其直腸末端進(jìn)行取樣，將糞樣裝于無菌凍存管內(nèi)并于-80 ℃冰箱內(nèi)保存，便于后續(xù)的微生物死亡測定與分析。

1.4 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用Excel 2019 進(jìn)行統(tǒng)計與整理，使用SPSS 29.0 對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果

2.1 噬菌蛭弧菌對荷斯坦公犢牛生長性能的影響

由表2 可知，試驗(yàn)處于0～7 日齡、8～14 日齡及0～14 日齡時，兩組間犢牛的平均日增重差異均不顯著（P＞0.05）。

表2 噬菌蛭弧菌對荷斯坦公犢生長性能的影響

2.2 噬菌蛭弧菌對荷斯坦公犢牛體尺指數(shù)的影響

由表3 可知，兩組犢牛的體尺指數(shù)間差異均不顯著（P＞0.05）。

表3 噬菌蛭弧菌對荷斯坦公犢牛體尺指數(shù)的影響

2.3 噬菌蛭弧菌對荷斯坦公犢牛糞便微生物區(qū)系的影響

2.3.1 噬菌蛭弧菌對荷斯坦公犢牛糞便菌群α 多樣性的影響

由 表4 可 知，兩 組 間 的Chao1、Simpson、Shannon、ACE 和覆蓋率指數(shù)差異均不顯著（P＞0.05）。

表4 噬菌蛭弧菌對荷斯坦公犢牛糞便菌群α 多樣性的影響

相對豐度低于0.5%的物種樣品全部合并成其他。圖2 同。

2.3.2 噬菌蛭弧菌對荷斯坦公犢牛糞便微生物菌群的組成及相對豐度的影響

由圖1 和表5可知，對兩組微生物進(jìn)行差異性分析，在門水平上未發(fā)現(xiàn)顯著差異（P＞0.05）。

圖1 犢牛糞便菌群門水平上的組成

由圖2 和表6可知，各組均有9種優(yōu)勢菌屬 （相對豐度＞1 %），除其他（Others）菌 屬 外，兩 組犢牛糞便菌群在屬水平上均以瘤胃球菌屬_UCG -005 （Ruminococcaceae_UCG-005）瘤 胃球菌科_UCG-010（Ruminococcaceae_UCG -010）、腸球菌屬（Enterococcus）、擬桿菌屬（Bacteroi 天es）、理 研 菌 科_RC9_ 腸 道 群（Rikenellaceae_RC9_gut_group）等為主。其他豐度較高的菌屬有固氮螺菌屬（Azospirillum）、鞘氨醇單胞菌（Sphingobacterium）、芽 殖 菌（Gilliamella）、大腸桿菌_ 志賀氏菌（Escherichia_Shigella）和梭狀芽孢桿菌屬（Clostri 天iales）。與對照組相比試驗(yàn)組的菌科相對豐度中瘤胃球菌科_UCG-010顯著增加（P＜0.05），大腸桿菌_ 志賀氏菌顯著降低（P＜0.05）。

表6 噬菌蛭弧菌對荷斯坦公犢牛糞便菌群屬水平相對豐度的影響%

圖2 犢牛糞便菌群屬水平上的組成

3 討論

3.1 噬菌蛭弧菌對荷斯坦公犢牛生長性能和腹瀉率的影響

犢牛是奶牛生命的起點(diǎn)，也是奶牛生長過程的重要階段，此階段的生長速度很大程度上會影響其之后的生產(chǎn)性能。目前，對犢牛生長發(fā)育的研究主要通過平均日增重和體尺指標(biāo)進(jìn)行研究，定期稱重能夠準(zhǔn)確掌握犢牛的生長發(fā)育情況，以便檢查飼養(yǎng)效果。Atterbury 等研究發(fā)現(xiàn)對雞雛飼料中添加噬菌蛭弧菌改變了其腸道微生物群的總體多樣性，但對它們的生長和健康沒有不利影響。

體尺也是衡量犢牛生長發(fā)育的重要指標(biāo)，在實(shí)際生產(chǎn)中也常用來對其成年后的體重進(jìn)行預(yù)測。DlVDS 等研究表明也證實(shí)了以上觀點(diǎn)。本試驗(yàn)兩組間犢牛的體尺指標(biāo)均沒有顯著影響 （P＞0.05），這可能與飼喂時間和噬菌蛭弧菌的添加量等因素有關(guān)。

3.2 噬菌蛭弧菌對荷斯坦公犢牛糞便微生物區(qū)系的影響

本試驗(yàn)中，兩組測序數(shù)據(jù)覆蓋度均達(dá)99%以上，說明測序樣品取樣充分，覆蓋程度好。其中α多樣性分析可反映糞便微生物群落的豐富度和多樣性。Ace 指數(shù)和Chao 指數(shù)用于估算群落中OTU 的數(shù)目，其指數(shù)越大，群落豐富度越高；Shannon 指數(shù)是用于描述樣本中的紊亂性和不確定性，指數(shù)越大，群落多樣性越高，Simpson 指數(shù)是反映優(yōu)勢物種在種群中的地位和作用，Simpson 指數(shù)越小，群落多樣性越高。本試驗(yàn)中，飼喂噬菌蛭弧菌對犢牛腸道微生物多樣性無顯著影響，這可能是由于選取的樣本量較少造成的。

在本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在門水平上，犢牛的糞便微生物優(yōu)勢菌門分別是Firmicutes、Bacteroidetes和Proteobacteria。這與前人在對犢牛糞便微生物上的報道結(jié)果一致。此外在對鼠、羊、肉牛等研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)irmicutes 和Bacteroidetes 也是胃腸道主要的優(yōu)勢菌群。Firmicutes 和Bacteroidetes 分別對纖維類物質(zhì)和非纖維物類物質(zhì)進(jìn)行降解作用，幫助機(jī)體對一些自身無法利用的物質(zhì)進(jìn)行消化。Proteobacteria 也是胃腸道的優(yōu)勢菌門，對維持腸道微生物群落平衡和胃腸道疾病的臨床診斷具有重要作用。本試驗(yàn)中，添加噬菌蛭弧菌組對犢牛糞便的優(yōu)勢菌門種類沒有影響，但其有Bacteroidetes 豐度增加以及Proteobacteria 豐度減少的趨勢。

在屬水平上，Ruminococcaceae_UCG -005、Ruminococcaceae_UCG -010、Rikenellaceae_RC9_gut_group、Enterococcus、Bacteroides 等是主要優(yōu)勢菌屬。有研究表明Ruminococcaceae_UCG-005和Bacteroides 與纖維分解有關(guān)，可以提高飼料的利用率。SINGH 等 研 究 發(fā) 現(xiàn)Ruminococcaceae_UCG-010可以促進(jìn)T 細(xì)胞的分化，對炎癥反應(yīng)具有抑制作用。Rikenellaceae 對維護(hù)動物腸道健康有著重要影響，LI 等研究發(fā)現(xiàn)隨著糞便中Rikenel laceae_RC9_gut_group 的相對豐度降低，麝鹿腹瀉率顯著增加。Escherichia_Shigella 是動物腸道感染的主要病菌之一，犢牛感染志賀氏菌可引起急性中毒，死亡率很高。在本試驗(yàn)中，與對照組相比試驗(yàn)組Ruminococcaceae_UCG-010 的相對豐度顯著增加，Escherichia_Shigella 的相對豐度顯著降低，表明添加噬菌蛭弧菌可以對犢牛腹瀉有一定預(yù)防作用。

4 結(jié)論

添加噬菌蛭弧菌對犢牛的生長性能無顯著影響。

添加噬菌蛭弧菌可提高糞便中Ruminococcaceae_UCG-010 的相對豐度，降低Escherichia_Shigella 的相對豐度，對犢牛腹瀉有一定預(yù)防作用。