甘氨酸錳對(duì)產(chǎn)蛋后期蛋雞產(chǎn)蛋性能和腸道微生物的影響

盧 建,張 欣,江棟材,馬 猛,王 強(qiáng),王星果,李永峰,郭 軍,竇套存, 胡玉萍,李尚民,邵 丹,曲 亮*

(1.江蘇省家禽科學(xué)研究所,揚(yáng)州 225125;2.揚(yáng)州市邗江區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,揚(yáng)州 225100; 3.湖南德邦生物科技股份有限公司,衡陽(yáng) 421500)

隨著日齡的增加,產(chǎn)蛋后期蛋雞產(chǎn)蛋率和平均日產(chǎn)蛋量顯著下降,導(dǎo)致產(chǎn)蛋后期蛋雞產(chǎn)蛋量下降的原因有很多,其中一個(gè)重要的原因是腸道菌群失調(diào),導(dǎo)致腸道功能下降[1-2]。研究表明,高產(chǎn)蛋率組蛋雞腸道微生物的生物多樣性和有益菌擬桿菌門和梭桿菌門相對(duì)豐度均顯著高于低產(chǎn)蛋率組,而致病菌放線菌門、藍(lán)藻門和變形桿菌門均低于低產(chǎn)蛋率組[3]。Han等[4]研究42周齡的太行蛋雞產(chǎn)蛋率和腸道微生物之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn),高產(chǎn)蛋率的蛋雞腸道微生物的alpha多樣性指數(shù)呈上升趨勢(shì),且生物多樣性較高,厚壁菌門中腸球菌屬相對(duì)豐度也顯著高于低產(chǎn)蛋率組。劉繼澤[5]在探究腸道微生物組成與蛋雞產(chǎn)蛋性能的關(guān)聯(lián)性時(shí)也發(fā)現(xiàn),蛋雞產(chǎn)蛋率的高、低與腸道菌群組成密切相關(guān)。因此,可以從調(diào)控腸道微生物菌群組成這一方向入手,尋找提高蛋雞產(chǎn)蛋后期產(chǎn)蛋率的途徑。

錳作為一種重要的必需微量元素,具有調(diào)解腸道微生物組成的作用,其攝入量與厚壁菌門和擬桿菌門的相對(duì)豐度存在一定的相關(guān)性[6-7]。在家禽上的研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加一定量的錳元素可促進(jìn)家禽腸道發(fā)育,改善腸道微生物組成,維持腸道健康。Wang等[8]研究錳對(duì)五龍鵝腸道微生物的影響時(shí)發(fā)現(xiàn),飼糧中錳含量達(dá)20或30 mg·kg-1時(shí)顯著提高了盲腸中有益菌擬桿菌門和瘤胃球菌的相對(duì)豐度。甘氨酸是所有氨基酸中分子量最小的氨基酸,與鐵、鋅、錳等微量元素螯合時(shí),相對(duì)于之前常用的蛋氨酸,其結(jié)構(gòu)更單一,物理性質(zhì)更好,黏性適中,螯合工藝相對(duì)簡(jiǎn)單,且原料價(jià)格更低,目前甘氨酸鹽的市場(chǎng)占有率逐漸增加。此外,與其它氨基酸錳和無(wú)機(jī)錳相比,甘氨酸錳具有更高的生物利用率和更低的排泄量[9-12]。但是,有關(guān)無(wú)機(jī)錳和有機(jī)錳對(duì)產(chǎn)蛋后期蛋雞盲腸微生物組成的影響的報(bào)道較少,有機(jī)錳通過(guò)改變產(chǎn)蛋后期蛋雞盲腸微生物組成影響產(chǎn)蛋率的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。因此,本試驗(yàn)將不同水平的甘氨酸錳替代無(wú)機(jī)錳(一水硫酸錳),研究甘氨酸錳對(duì)產(chǎn)蛋后期蛋雞的產(chǎn)蛋性能和盲腸微生物組成的影響,以及蛋雞盲腸微生物組成和產(chǎn)蛋性能之間是否存在相關(guān)性,為揭示甘氨酸錳影響產(chǎn)蛋后期蛋雞產(chǎn)蛋性能和盲腸微生物組成的作用機(jī)制提供科學(xué)依據(jù),為產(chǎn)蛋后期蛋雞甘氨酸錳的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與動(dòng)物

飼料添加劑級(jí)一水硫酸錳,錳含量≥31.8%,甘氨酸錳,錳含量≥22.0%,均由湖南德邦生物科技有限公司提供。

試驗(yàn)動(dòng)物為產(chǎn)蛋率接近的70周齡海蘭褐蛋雞720只,平均產(chǎn)蛋率94.55%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)選用70周齡體況良好、產(chǎn)蛋率接近的健康海蘭褐蛋雞720只,隨機(jī)分成4個(gè)處理,每個(gè)處理6個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)30只。無(wú)機(jī)錳組飼糧在基礎(chǔ)飼糧(不額外添加錳源)中添加120 mg·kg-1錳的一水硫酸錳,有機(jī)錳組飼糧在基礎(chǔ)飼糧中分別添加40、80和120 mg·kg-1錳的甘氨酸錳?；A(chǔ)飼糧錳含量測(cè)定值21.77 mg·kg-1。無(wú)機(jī)錳和有機(jī)錳組飼糧錳含量測(cè)定值分別為144.46、57.84、96.97和135.59 mg·kg-1。

1.3 試驗(yàn)飼糧與飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院家禽研究所邵伯試驗(yàn)基地開(kāi)展。試驗(yàn)開(kāi)展前,根據(jù)個(gè)體產(chǎn)蛋記錄選取產(chǎn)蛋率接近個(gè)體開(kāi)展試驗(yàn)。試驗(yàn)雞三層階梯式產(chǎn)蛋籠單籠飼養(yǎng),籠寬和籠深分別為19.8 cm和36.0 cm,前高和后高分別為40.5 cm和36.0 cm。試驗(yàn)期各組試驗(yàn)雞采用統(tǒng)一的光照程序和通風(fēng)等飼養(yǎng)管理措施(參照《海蘭褐商品代蛋雞飼養(yǎng)管理手冊(cè)》(2022)),試驗(yàn)期間試驗(yàn)雞自由采食和飲水。試驗(yàn)期12周(70～82周齡)。

參照《海蘭褐商品代蛋雞飼養(yǎng)管理手冊(cè)》(2022)和生產(chǎn)實(shí)際情況配制飼糧,飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1?！逗Ｌm褐商品代蛋雞飼養(yǎng)管理手冊(cè)》(2022)中產(chǎn)蛋期僅有1個(gè)錳推薦量為90 mg·kg-1,在蛋雞生產(chǎn)中調(diào)研發(fā)現(xiàn),為滿足產(chǎn)蛋后期蛋雞需要,企業(yè)通常在450日齡或65周齡后增加預(yù)混料使用量,使用量由1 kg·t-1增加至1.5 kg·t-1不等,產(chǎn)蛋后期蛋雞錳的實(shí)際使用量為90～135 mg·kg-1,因此,由于本研究使用70周齡產(chǎn)蛋后期雞,為緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,無(wú)機(jī)對(duì)照組中一水硫酸錳提供的錳含量采用120 mg·kg-1。

1.4 測(cè)定指標(biāo)和方法

1.4.1 產(chǎn)蛋性能測(cè)定 每天08:00準(zhǔn)時(shí)收蛋,按籠位記錄個(gè)體產(chǎn)蛋數(shù)和蛋重。每周齡末定時(shí)結(jié)料、稱剩余料重,統(tǒng)計(jì)各重復(fù)的實(shí)際周耗料量。統(tǒng)計(jì)各重復(fù)試驗(yàn)雞產(chǎn)蛋率、平均蛋重、日均產(chǎn)蛋量、日均采食量和料蛋比。

1.4.2 腸道微生物16S測(cè)序 試驗(yàn)期第84天(禁食12 h后),每個(gè)重復(fù)選取接近重復(fù)平均產(chǎn)蛋率的試驗(yàn)雞2只,稱量體重后,經(jīng)頸靜脈放血致死后進(jìn)行解剖,快速取2 mL盲腸內(nèi)容物至無(wú)菌凍存管中,放置在液氮中速凍充分后轉(zhuǎn)入-80 ℃超低溫冰箱中保存。隨后送至北京諾禾生物信息技術(shù)有限公司進(jìn)行腸道微生物多樣性測(cè)定。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 15.0軟件分析,單因子方差分析(one-way ANOVA)檢測(cè)產(chǎn)蛋性能的組間差異顯著性,以重復(fù)為試驗(yàn)數(shù)據(jù)單元,差異顯著時(shí),用Duncan氏法進(jìn)行多重比較。非參數(shù)檢驗(yàn)檢測(cè)16S的組間差異顯著性,P<0.05表示差異顯著,P<0.01表示差異極顯著。

2 結(jié) 果

2.1 甘氨酸錳對(duì)產(chǎn)蛋后期蛋雞產(chǎn)蛋性能的影響

由表2可知,40 mg·kg-1錳的甘氨酸錳飼糧組蛋雞77～82周齡產(chǎn)蛋率顯著高于120 mg·kg-1錳的一水硫酸錳組和80 mg·kg-1錳的甘氨酸錳組(P<0.05),70～82周齡產(chǎn)蛋率有增加的趨勢(shì)(P=0.071)。從數(shù)值上看,40 mg·kg-1錳的甘氨酸錳飼糧組蛋雞77～82周齡日均產(chǎn)蛋量最大,但未達(dá)到顯著水平(P=0.096)。飼糧中添加一水硫酸錳以和甘氨酸錳對(duì)70～76周齡、77～82周齡和70～82周齡蛋雞其它產(chǎn)蛋性能指標(biāo)影響均不顯著(P>0.05)。

2.2 甘氨酸錳對(duì)產(chǎn)蛋后期蛋雞腸道微生物的影響

2.2.1 甘氨酸錳對(duì)蛋雞盲腸微生物區(qū)系的影響 甘氨酸錳對(duì)蛋雞盲腸微生物多樣性以及OTU數(shù)的影響如圖1所示。Alpha多樣性分析結(jié)果顯示(圖1A、1B):40 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組蛋雞盲腸微生物區(qū)系的Chao1和Shannon指數(shù)顯著高于120 mg·kg-1一水硫酸錳組(P<0.05)。β多樣性分析結(jié)果(PCoA)如圖1C所示:40 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組和120 mg·kg-1一水硫酸錳組之間的重疊面積較大,80 mg·kg-1和120 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組之間的重疊面積較大,說(shuō)明40 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組和120 mg·kg-1一水硫酸錳組之間,80 mg·kg-1和120 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組之間PCoA聚類相似性較大,物種組成相似。

盲腸微生物OTU組成的影響如圖1D所示:120 mg·kg-1一水硫酸錳組共有1 880個(gè)OTUs,40 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組共有2 293個(gè)OTUs,80 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組共有1 981個(gè)OTUs,120 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組共有2 037個(gè)OTUs。120 mg·kg-1一水硫酸錳組有617個(gè)特有的OTUs,40 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組有952個(gè)特有的OTUs,80 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組有700個(gè)特有的OTUs,120 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組有723個(gè)特有的OTUs。四組間,40 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組的物種豐富度高于其它3組,120 mg·kg-1一水硫酸錳組的物種豐富度最低。

表2 甘氨酸錳對(duì)70～82周齡蛋雞產(chǎn)蛋性能的影響Table 2 Effect of MG on laying performance of hens aged from 70 to 82 weeks

A. Chao1指數(shù);B. Shannon指數(shù);C. PCA主成分分析;D. Venn圖,標(biāo)示不同處理組共有或特有的OTU數(shù)。IMn.120表示飼糧中含120mg·kg-1一水硫酸錳;OMn.40表示飼糧中含40mg·kg-1有機(jī)錳;OMn.80表示飼糧中含80mg·kg-1有機(jī)錳;OMn.120表示飼糧中含120mg·kg-1有機(jī)錳。*表示差異顯著P<0.05。下圖同 A. Chao1index; B. Shannonindex; C. PCA principal component analysis; D. Venn, Indicate the number of OTUs that are common or unique to different processing groups. IMn.120 represent 120mg·kg-1 manganese sulfate monohydrate in the diet; OMn.40 represent 400mg·kg-1 MG in the diet; OMn.80 represent 80mg·kg-1 MG in the diet; OMn.120 represent 120mg·kg-1 MG in the diet. * indicates significant difference P<0.05. The same as below圖1 甘氨酸錳對(duì)產(chǎn)蛋后期蛋雞盲腸微生物和多樣性以及OTU數(shù)的影響Fig.1 Effect of MG on microbial diversity and OTU number in the cecum of aged laying hens

2.2.2 甘氨酸錳對(duì)產(chǎn)蛋后期蛋雞盲腸微生物組成的影響 對(duì)所有樣品中微生物在菌門、菌科、菌屬分類水平前10的類別進(jìn)行分析,結(jié)果如圖2所示,門水平上的分類以擬桿菌門(Bacteroidota)豐度最高(57.6%～58.3%),其次分別為厚壁菌門(Firmicutes)(24.4%～30.4%)、熱脫硫桿菌門(Desulfobacterota)(2.0%～4.3%)、廣古菌門(Euryarchaeota)(1.9%～2.8%)、梭桿菌門(Fusobacteriota)(1.1%～2.8%)等(圖2A);科水平上的分類以擬桿菌科(Bacteroidaceae)豐度最高(24.5%～28.5%),其次分別為理研菌科(Rikenellaceae)(7.5%～12.1%)、毛螺菌科(Lachnospiraceae)(6.7%～8.0%)、瘤胃球菌科(Ruminococcaceae)(4.6%～6.3%)、普雷沃氏菌科(Prevotellaceae)(4.4%～6.9%)等(圖2B);屬水平上的分類以擬桿菌屬(Bacteroides)(24.5%～28.5%)豐度最高,其次分別是理研菌屬(Rikenellaceae_RC9_gut_group)(6.09%～10.99%)、糞桿菌屬(Faecalibacterium)(2.54%～4.19%)、考拉桿菌屬(Phascolarctobacterium)(3.88%～4.48%)等(圖2C)。屬水平上Top 10的菌屬追溯到門水平分別為擬桿菌門(Bacteroidota)(圖2D)、厚壁菌門(Firmicutes)(圖2E)、熱脫硫桿菌門(Desulfobacterota)(圖2F)和梭桿菌門(Fusobacteriota)(圖2G),其中120 mg·kg-1一水硫酸錳組Firmicutes門相對(duì)豐富顯著高于80 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組(P<0.05)。

A. 門水平上物種相對(duì)豐度柱形圖;B. 科水平上物種相對(duì)豐度柱形圖;C. 屬水平上物種相對(duì)豐度柱形圖;D. 擬桿菌門相對(duì)豐度;E. 厚壁菌門相對(duì)豐度;F. 熱脫硫桿菌門相對(duì)豐度;G. 梭桿菌門相對(duì)豐度 A. Relative abundance of species at phylum level; B. Relative abundance of species at family level; C. Relative abundance of species at genus level; D. Relative abundance of Bacteroidota; E. Relative abundance of Firmicutes; F. Relative abundance of Desulfobacterota; G: Relative abundance of Fusobacteriota圖2 甘氨酸錳對(duì)蛋雞盲腸微生物門、科、屬水平相對(duì)豐度的影響Fig.2 Effect of MG on relative abundance of species at the phylum, family and genus levels of aged laying hens

2.2.3 甘氨酸錳對(duì)產(chǎn)蛋后期蛋雞盲腸微生物物種差異分析 由表3可知,甘氨酸錳對(duì)蛋雞盲腸微生物組間的差異菌群主要分布于Firmicutes和變形桿菌門(Proteobacteria)。其中埃希菌屬(Escherichia_Shigella)為120 mg·kg-1一水硫酸錳組和40 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組特有的菌群;80 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組沒(méi)有瘤胃球菌屬(Ruminococcus_gauvreauii_group);120 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組沒(méi)有螺旋體屬(Treponema)。80 mg·kg-1和120 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組巨單胞菌屬(Megamonas)的相對(duì)豐度顯著低于120 mg·kg-1一水硫酸錳組(P<0.05),厭氧生物螺旋菌屬(Anaerobiospirillum)、類芽孢桿菌屬(Paenibacillus)、馬賽菌屬(Massilia)和彎曲桿菌屬(Campylobacter)顯著高于120 mg·kg-1一水硫酸錳組(P<0.05);40 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組乳酸桿菌(Lactobacillus)的相對(duì)豐度顯著高于120 mg·kg-1一水硫酸錳組(P<0.05);40 mg·kg-1和120 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組厭氧菌屬(Anaerotruncus)相對(duì)豐度以及40 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組普雷沃氏菌屬(Prevotellaceae_UCG_001)顯著低于120 mg·kg-1一水硫酸錳組(P<0.05);120 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組羅姆布茨菌屬(Romboutsia)相對(duì)豐度顯著低于120 mg·kg-1一水硫酸錳組(P<0.05)。此外,與40 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組相比,80 mg·kg-1和120 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組的Megamonas、Lactobacillus和Romboutsia相對(duì)豐度顯著降低(P<0.05),Anaerobiospirillum和Campylobacter相對(duì)豐度顯著提高(P<0.05);80 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組的Paenibacillus、Massilia和Prevotellaceae_UCG_001相對(duì)豐度顯著提高(P<0.05)。

圖3為L(zhǎng)EfSe分析圖,通過(guò)LEfSe比較分析,可以得到組間不同豐度的特征以及相關(guān)聯(lián)的類別。LDA分布柱狀圖(圖3A)展示的是組間差異顯著的物種,柱子的長(zhǎng)度代表差異物種的影響大小。由圖3A可發(fā)現(xiàn)組間群落差異的核心菌群,120 mg·kg-1一水硫酸錳組、40 mg·kg-1和80 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組中豐度顯著差異(LDA score ≥ 4)的物種種類分別為3、1和4,各種間差異物種數(shù)量差異較大。在進(jìn)化分支圖(圖3B)中門至屬(種)的分類級(jí)別,以圓圈由內(nèi)置外的輻射形式表示,根據(jù)圖3B可以發(fā)現(xiàn),120 mg·kg-1一水硫酸錳組中起重要作用的微生物類群集中在Firmicutes門Selenomonadaceae科;80 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組中起重要作用的微生物類群集中在Spirochaetota門Spirochaetaceae科。

2.3 甘氨酸錳對(duì)蛋雞盲腸微生物的功能預(yù)測(cè)

腸道菌群Spearman相關(guān)性分析結(jié)果如圖4A所示,屬水平互養(yǎng)菌屬(Synergistes)豐度與70～76、77～82周齡的產(chǎn)蛋率均顯著正相關(guān)(P<0.05),與70～82周齡的產(chǎn)蛋率極顯著正相關(guān)(P<0.01),UCG005豐度與70～82周產(chǎn)蛋率顯著正相關(guān)(P<0.05),Megamonas和鼠桿菌屬(Muribaculaceae)豐度與70～82周產(chǎn)蛋率顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。

根據(jù)蛋雞盲腸微生物區(qū)系的物種豐富度比較結(jié)果,選擇120 mg·kg-1一水硫酸錳組和40 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組使用PICRUst分析預(yù)測(cè)微生物區(qū)系的功能,以了解不同的錳元素對(duì)蛋雞盲腸菌群的功能差異(圖4B)。結(jié)果顯示,120 mg·kg-1一水硫酸錳組組顯著富集的通路有6條,分別是DNA修復(fù)和重組蛋白、核糖體、嘧啶代謝、DNA復(fù)制蛋白、光合生物中的碳固定、煙酸和煙酰胺代謝;而40 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組顯著富集的通路有9條,分別是雙組分系統(tǒng)、細(xì)菌運(yùn)動(dòng)蛋白、乙醛酸鹽和二羧酸鹽代謝、硫代謝、蛋白激酶、無(wú)機(jī)離子運(yùn)輸和代謝、碳水化合物代謝、?；撬岷偷团；撬岽x、不飽和脂肪酸生物合成。

表3 甘氨酸錳對(duì)產(chǎn)蛋后期蛋雞盲腸微生物組間差異菌群相對(duì)豐度的影響Table 3 Effect of MG on relative abundance of differential microbial communities in the cecum of aged laying hens %

小圓圈代表不同分類級(jí)別中的一個(gè)分類,相對(duì)豐度越大小圓圈直徑越大反之越小。黃色小圓圈表示無(wú)顯著差異,有差異則隨組進(jìn)行著色 The small circle represents a classification in different classification levels, and the larger the relative abundance, the larger the diameter of the circle, and vice versa. The yellow small circle indicates no significant difference, and any differences will be colored with the group圖3 LDA值分布柱狀圖(A)和進(jìn)化分支圖(B)Fig.3 LDA value distribution histogram(A) and Cladogram (B)

A. 腸道菌群Spearman相關(guān)性分析,縱向?yàn)榄h(huán)境因子信息,橫向?yàn)槲锓N信息,中間熱圖對(duì)應(yīng)的值為Spearman相關(guān)系數(shù)r,介于-0.4,0.6之間,r<0為負(fù)相關(guān),r>0為正相關(guān),標(biāo)*表示差異顯著(P<0.05),**表示差異極顯著P<0.01;B. IMn.120和OMn.40盲腸菌群功能預(yù)測(cè)的比較。Laying A表示70～76周平均產(chǎn)蛋率;Laying B表示77～82周平均產(chǎn)蛋率;Laying C表示70～82周平均產(chǎn)蛋率 A. Spearman correlation analysis of gut microbiota, environmental factor information is in the vertical direction, species information is in the horizontal direction, and the values in the middle corresponding to the heatmap are Spearman correlation coefficients r, between -0.4 and 0.6. r<0 is a negative correlation, r>0 is a positive correlation, and * indicates significant difference (P<0.05), ** indicates extremely significant difference (P<0.01). B. Comparison of functional prediction of cecal microbiota between IMn.120 and OMn.40. Laying A means average laying rate from 70 to 76 weeks of age; Laying B means average laying rate from 77 to 82 weeks of age; Laying C means average laying rate from 70 to 82 weeks of age圖4 甘氨酸錳對(duì)產(chǎn)蛋后期蛋雞盲腸微生物功能預(yù)測(cè)Fig.4 Effect of MG on microbial function in the cecum of aged laying hens

3 討 論

3.1 甘氨酸錳對(duì)產(chǎn)蛋后期蛋雞產(chǎn)蛋性能的影響

隨著日齡的增長(zhǎng),蛋雞產(chǎn)蛋率和平均日產(chǎn)蛋量呈下降趨勢(shì),研究發(fā)現(xiàn),海蘭褐蛋雞在76周齡時(shí)的產(chǎn)蛋率較34、40和46周齡相比顯著降低[1]。錳作為一種重要的必需微量元素,在國(guó)內(nèi)外研究結(jié)果中均發(fā)現(xiàn),當(dāng)雞飼糧中錳水平增加時(shí),產(chǎn)蛋量也隨之增加。但有關(guān)飼糧中補(bǔ)充錳對(duì)家禽產(chǎn)蛋性能的研究結(jié)果并不一致,研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)雞的日糧中錳水平比NRC規(guī)定的需要量高20 mg·kg-1時(shí),產(chǎn)蛋率和蛋重顯著提高[13];彭秀麗等[14]研究表明,在飼糧中添加 90 mg·kg-1錳顯著提高伊莎褐商品蛋雞的產(chǎn)蛋率和產(chǎn)蛋量;周旻瑤等[15]研究發(fā)現(xiàn),基礎(chǔ)飼糧中添加60和80 mg·kg-1蛋氨酸錳能夠提高53～63周齡“京紅1號(hào)”商品蛋雞的產(chǎn)蛋率(分別增加1.19%和3.52%),但與60 mg·kg-1錳的硫酸錳組相比較差異不顯著;Khoshbin等[16]研究表明,用50%～75%的有機(jī)錳替代飼糧中的無(wú)機(jī)錳顯著提高來(lái)航蛋雞產(chǎn)蛋率。綜合以上研究說(shuō)明,不同的錳水平和錳源對(duì)雞的產(chǎn)蛋率的影響差異較大,在蛋雞生產(chǎn)中有必要選擇合適的錳源和適宜的錳水平。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),40 mg·kg-1錳的甘氨酸錳飼糧組蛋雞77～82周齡產(chǎn)蛋率顯著高于120 mg·kg-1錳的一水硫酸錳組(P<0.05),70～82周齡產(chǎn)蛋率有增加的趨勢(shì)(P=0.071)。說(shuō)明與一水硫酸錳相比,甘氨酸錳更容易被消化吸收,甘氨酸錳在產(chǎn)蛋后期蛋雞的生產(chǎn)應(yīng)用中效果優(yōu)于一水硫酸錳。但也有研究表明,不同的錳源和錳水平對(duì)蛋雞產(chǎn)率均無(wú)顯著影響。陳寒青和吳晉強(qiáng)[17]在商品代羅曼產(chǎn)蛋母雞和段瑞等[18]在海蘭褐蛋雞上研究均發(fā)現(xiàn),不同錳源和錳添加量對(duì)蛋雞的產(chǎn)蛋率無(wú)顯著影響。分析其原因可能與錳的來(lái)源和試驗(yàn)雞品種不一樣有關(guān),甘氨酸錳與硫酸錳的差異性較蛋氨酸錳與硫酸錳的差異性更大。

3.2 甘氨酸錳對(duì)產(chǎn)蛋后期蛋雞腸道微生物的影響

禽類腸道中含有多種微生物群落(細(xì)菌、古細(xì)菌和真菌等),它們?cè)诰S持禽類腸道健康和功能上發(fā)揮著重要的作用[19]。在產(chǎn)蛋后期,蛋雞的衰老是一種不可逆的自然現(xiàn)象,隨著抗氧化和免疫功能的衰退,蛋雞腸道屏障功能下降,腸道菌群的穩(wěn)定性也會(huì)遭到破壞從而導(dǎo)致腸道微生物菌群的紊亂[20]。研究發(fā)現(xiàn)錳具有維持腸道微生物穩(wěn)態(tài),保障腸道功能運(yùn)行和促進(jìn)腸道健康等作用[21-23]。本試驗(yàn)通過(guò)Alpha多樣性分析不同錳源和甘氨酸錳添加量對(duì)產(chǎn)蛋后期蛋雞腸道菌群的影響發(fā)現(xiàn),在飼糧中添加40 mg·kg-1甘氨酸錳提高了產(chǎn)蛋后期蛋雞盲腸微生物區(qū)系的物種豐富度和多樣性指數(shù),該組盲腸微生物OTU數(shù)量和預(yù)測(cè)功能也是最多的。與本研究結(jié)果不同的是,Wang等[8]研究發(fā)現(xiàn),在鵝飼料中添加不同劑量的錳未能改變腸道微生物群落中的Alpha多樣性,分析其原因可能與添加的錳源以及試驗(yàn)家禽的種類不同有關(guān)。

對(duì)產(chǎn)蛋后期各組蛋雞盲腸微生物物種差異分析發(fā)現(xiàn),各組盲腸微生物的物種差異性較大。Escherichia_Shigella是導(dǎo)致蛋雞腹瀉最常見(jiàn)的致病菌之一[24]。Anaerobiospirillum最早從狗和貓的糞便中分離出來(lái),是人類和其它動(dòng)物引起菌血癥和腹瀉的病原體[25-26]。Lactobacillus是一類兼性厭氧、不形成芽孢、無(wú)運(yùn)動(dòng)性、能發(fā)酵碳水化合物形成乳酸的一類革蘭陽(yáng)性桿菌,能產(chǎn)生多種對(duì)宿主機(jī)體有益的代謝終產(chǎn)物,包括有機(jī)酸、細(xì)菌素、酶、維生素和其它未知的代謝物[27-28]。此外,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),Romboutsia與Bacteroides與肉雞的體重和平均日增重呈正相關(guān)[29];Paenibacillus具有抗病、促生長(zhǎng)的作用[30];Massilia可產(chǎn)生多種次生代謝物,具有廣譜抗菌、抗腫瘤、抗瘧疾、抗氧化和止瀉等功效[31],Ruminococcus_gauvreauii_group具有碳水化合物降解活性,可通過(guò)分泌纖維素酶、半纖維素酶等降解纖維物質(zhì),并有助于細(xì)胞吸收糖分,為宿主提供所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[32-33];Anaerotruncus是家禽體內(nèi)最佳的益生菌菌株,在炎性反應(yīng)中具有抗炎作用[34-35];Treponema包含致病菌,可感染多種宿主和組織,引起一系列疾病[36-37];Campylobacter宿主來(lái)源較廣,廣泛存在于溫血?jiǎng)游矬w內(nèi),如家禽、豬、牛和野生鳥(niǎo)類腸道,其中禽類帶菌率最高,動(dòng)物攜帶Campylobacter不直接發(fā)病,臨床上不需要抗生素的治療,若雞群長(zhǎng)期攜帶此菌可以通過(guò)傳播引起疾病[38-39]。本研究發(fā)現(xiàn),有害菌Escherichia_Shigella是120 mg·kg-1一水硫酸錳組和40 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組特有菌群,提高飼糧中甘氨酸錳的含量后,蛋雞腸道中Escherichia_Shigella消失,有害菌Treponema也在120 mg·kg-1甘氨酸錳組消失,但與40 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組相比,80 mg·kg-1和120 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組的有益菌Megamonas、Lactobacillus和Romboutsia相對(duì)豐度均降低。40 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組盲腸中有益菌Lactobacillus相對(duì)豐度顯著高于120 mg·kg-1一水硫酸錳組及80和120 mg·kg-1甘氨酸錳組,Megamonas和Romboutsia相對(duì)豐度顯著高于80和120 mg·kg-1甘氨酸錳組,有害菌Anaerobiospirillum和Campylobacter相對(duì)豐度顯著低于80和120 mg·kg-1甘氨酸錳組。說(shuō)明適宜的甘氨酸錳添加量在一定程度上利于有益菌的生存和繁殖,高劑量甘氨酸錳在抑制有害菌繁殖的同時(shí)也抑制了有益菌的繁殖。

3.3 甘氨酸錳對(duì)產(chǎn)蛋后期蛋雞盲腸微生物功能的影響

本研究中,從蛋雞腸道微生物菌群的Spearman分析發(fā)現(xiàn),Synergistes的豐度與70～76、77～82和70～82周齡的產(chǎn)蛋率均顯著正相關(guān);Megamonas和Muribaculaceae的豐度與70～82周齡總產(chǎn)蛋率顯著負(fù)相關(guān)。其中,Synergistes已被研究證實(shí)由纖維和非纖維碳水化合物共同誘導(dǎo),與增強(qiáng)腸道消化和吸收功能有關(guān)[40],Megamonas菌群豐度與代謝性疾病密切相關(guān),當(dāng)糖代謝功能下降時(shí)Megamonas菌群豐度也隨之下降[41-42]。眾多研究表明,家禽腸道微生物菌群與產(chǎn)蛋率存在一定的相關(guān)性,楊建平等[43]的研究表明,蛋雞產(chǎn)蛋高峰期盲腸中的優(yōu)勢(shì)菌門為Firmicutes,而產(chǎn)蛋后期腸道的優(yōu)勢(shì)菌門轉(zhuǎn)為Bacteroidota,本試驗(yàn)研究結(jié)果與楊建平等[43]研究結(jié)果相似,產(chǎn)蛋后期蛋雞盲腸中的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)菌門為Bacteroidota。此外,本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),在40 mg·kg-1甘氨酸錳組產(chǎn)蛋后期蛋雞盲腸微生物區(qū)系的物種豐富的和多樣性指數(shù)最高,同樣地,該組77～82周齡產(chǎn)蛋率也是最高的,這提示了在飼糧中添加40 mg·kg-1甘氨酸錳可以提高產(chǎn)蛋后期蛋雞盲腸微生物區(qū)系的物種豐富的和多樣性指數(shù),從改善腸道菌群的角度提高了產(chǎn)蛋后期蛋雞的產(chǎn)蛋量。與本研究結(jié)果不同的是,Huang等[44]研究顯示,高產(chǎn)蛋組和低產(chǎn)蛋組肉雞盲腸微生物菌群的Alpha多樣性指數(shù)均無(wú)顯著差異,分析其原因可能與試驗(yàn)動(dòng)物的品種和外源添加物不同有關(guān)。從蛋雞腸道微生物菌群的功能聚集研究中發(fā)現(xiàn),40 mg·kg-1甘氨酸錳組參與代謝過(guò)程的菌群比例最高且該組產(chǎn)蛋率也是最高的,與本研究結(jié)果相似的是,Han等[4]研究表明,高產(chǎn)蛋量組太行雞參與代謝過(guò)程的菌群比例高于低產(chǎn)蛋量組。綜合以上研究發(fā)現(xiàn),產(chǎn)蛋后期蛋雞腸道微生物菌群與產(chǎn)蛋率密切相關(guān),在飼糧中添加40 mg·kg-1甘氨酸錳可以通過(guò)提高盲腸微生物區(qū)系的物種豐富的和多樣性指數(shù),調(diào)節(jié)腸道微生物組成,增加參與代謝過(guò)程的菌群比例,達(dá)到改善腸道菌群,提高產(chǎn)蛋后期蛋雞的產(chǎn)蛋性能的目的。

4 結(jié) 論

飼糧中添加40 mg·kg-1錳的甘氨酸錳可以改善產(chǎn)蛋后期蛋雞腸道微生物區(qū)系的物種豐富度和多樣性指數(shù),提高有益菌Lactobacillus的豐度,增加參與代謝過(guò)程的菌群比例,在一定程度上改善了試驗(yàn)后段(77～82周齡)蛋雞產(chǎn)蛋性能。