合生素對團頭魴生產性能、腸道菌群及腸道形態的影響

肖世玖 陳雁南 孫亞楠 王 恬 劉文斌 周巖民

(南京農業大學動物科技學院,南京 210095)

合生素對團頭魴生產性能、腸道菌群及腸道形態的影響

肖世玖 陳雁南 孫亞楠 王 恬 劉文斌 周巖民

(南京農業大學動物科技學院,南京 210095)

將 960尾初始平均體重為(95.41±0.52)g的 1齡團頭魴為分為 4個處理,第 1組飼喂對照基礎飼料;第 2、3、4組分別飼喂在基礎飼料中添加 0.1%合生素Ⅰ、合生素Ⅱ和合生素Ⅲ的試驗飼料,試驗為期兩個月;通過測定團頭魴的生產性能、血清抗氧化指標和腸道菌群及其形態,研究三種合生素的應用效果。結果表明:在飼料中添加合生素能改善團頭魴的生產性能,其中合生素Ⅰ效果顯著 (P<0.05);三種合生素均顯著提高了團頭魴血清抗氧化能力,其中合生素Ⅰ和合生素Ⅲ效果更佳(P<0.05);各合生素均能降低腸道中的大腸桿菌數(P<0.05),促進芽孢桿菌的增殖(P<0.05),合生素Ⅰ的作用較明顯,但對乳酸桿菌均作用不明顯;合生素Ⅰ顯著提高了團頭魴前、中、后腸的絨毛高度和后腸絨毛高度/隱窩深度(P<0.05)。

團頭魴 合生素 生產性能 腸道菌群 腸道形態

飼料中長期使用抗生素會產生耐藥菌,導致在動物產品中殘留,而有些殘留的抗生素在食品加工過程中還可能產生毒性更強的降解物,從而影響人類健康和安全。飼料中禁用抗生素已成為必然,因此,迫切需要開發新型安全、高效的抗菌劑和抗生素替代品。合生素是最有潛力的產品之一,合生素(Synbiotics)又稱合生元,是指益生菌 (Probiotics)與益生元 (Prebiotics)聯合使用的生物制劑,其特點是同時發揮益生菌和益生元的作用[1]。益生菌能通過調節宿主黏膜與系統免疫功能、改善腸道營養與菌群平衡而對宿主產生有益的生理作用。益生元為一種非消化性成分,可阻斷病原菌在宿主細胞上的定植,并通過選擇性促進一種或幾種有益菌的生長,對宿主產生有益的影響,從而增加宿主健康,增強動物細胞和體液免疫功能。合生素能同時發揮益生菌和低聚木糖的作用,提高動物的生產性能,促進腸道乳酸菌和雙歧桿菌等有益菌的增殖,同時抑制大腸桿菌[2-3]。目前,益生素和益生元應用于水產飼料中可提高魚類的生長和抗病力,改善魚類健康狀況;合生素也有明顯的應用效果[4-6]。但合生素的組合方式較多,且在團頭魚魴飼料中的應用研究尚未見報道。為此,試驗以團頭魴為研究對象,探討不同合生素對團頭魴生長性能、消化酶活性、腸道菌群及腸道絨毛的影響,為合生素在水產養殖業中的進一步深入研究和合理應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗動物及試驗材料

試驗魚種:團頭魴為 1齡魚種,初始平均體重為(95.41±0.52)g,由宜興市水產養殖基地提供。合生素的主要成分為:低聚木糖 (質量分數為 35%,主要成分為:木二糖、木三糖、木四糖和木五糖,江蘇康維生物有限公司生產)、地衣芽孢桿菌 (主要成分為:含 2×1010個/克地衣芽孢桿菌,美國雅來大藥廠生產,商品名為“益畜寶”)和納豆芽孢桿菌 (主要成分為:含 1.6×1010個/克納豆芽孢桿菌,宜興市科維生物有限公司生產),按不同配方配制成合生素Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種產品,即每噸飼料中分別含 (低聚木糖 100 g +地衣芽孢桿菌 100 g)、(低聚木糖 100 g+納豆芽孢桿菌 125 g)、(低聚木糖 100 g+地衣芽孢桿菌50 g+納豆芽孢桿菌 75克)。試驗時間:2007-08-04—2007-08-11,魚的馴化飼養。2007-08-11—2007-10-14,魚的正式飼養。

1.2 試驗設計

試驗分為四個處理,每個處理設 8個重復,每個重復一個網箱,網箱大小為 1.5 m×1.5 m×2 m,網箱的網眼為 0.2 mm×0.2 mm,每個重復 30尾團頭魴。基礎飼料配方見表 1,所有飼料均制成顆粒料。

表1 基礎飼料的配方及養分含量

1.3 試驗魚類養殖管理

用基礎飼料投喂馴化團頭魴 12 d,待魚表現出主動搶食為止。馴化后按魚體重的 2%～4%投喂各試驗飼料,每周調整1次。每天投喂3次,在8∶30投喂適量,半小時后觀察采食情況,估計采食量,13∶30與 18∶30再各投喂一次。試驗期間水溫為 16～31℃,平均水溫為 25.5℃,池水 pH為 6.9～7.1,溶解氧為 5～9 mg/L。每周刷洗 1次網箱。

1.4 樣品的采集和處理

試驗結束時,于每重復中隨機取 2尾魚從尾靜脈取血,離心后取血清置于 -20℃冰箱。用75%酒精棉球消毒魚體表,打開腹腔消毒腸管外壁,用無菌水沖洗后剔除周圍脂肪組織,用無菌生理鹽水淋洗腸壁 3次,再用無菌水漂洗一次。腸道分為前、中、后腸。

1.5 測定指標及方法

1.5.1 生產性能

試驗開始及結束時分別對各網箱的魚進行空腹稱重并記錄其初重 (g)及末重 (g),計算平均增重及投餌系數。

1.5.2 血清抗氧化指標的測定

使用 SOD、MDA、GSH-Px測定試劑盒(南京建成公司)測定。

1.5.3 腸道菌群

無菌取中腸食糜 0.2g于無菌離心管中,加入無菌0.85%生理鹽水 1.8 mL,制成原液。用旋渦混合儀將稀釋液混勻,此液為 10-1(濃度)稀釋液,吸取上清液依次進行10倍稀釋。各腸段食糜中的大腸桿菌、乳酸桿菌、芽孢桿菌數量級不同,按具體情況進行稀釋。腸道食糜選取 3個稀釋度,取 100μL以平板涂布法接種于麥康凱瓊脂培養基、乳酸桿菌培養基、芽孢桿菌培養基中,大腸桿菌與芽孢桿菌 37℃有氧培養 24 h,乳酸桿菌 37℃有氧培養 48 h后菌落計數,以每克腸道內容物中細菌個數的對數 lgCFU表示。

1.5.4 腸道微絨毛測量

將固定好的腸道經沖洗→脫水→透明→浸蠟→包埋→修塊、切片→展開與烤片→HE染色、封片處理后,在電鏡下選擇絨毛、隱窩、黏膜較完整的視野進行拍照,用 paulim軟件作定量分析。每個樣本選取 5張切片,每張切片選取 6個絨毛、最深隱窩和固有膜,測量其高度并進行統計分析。

1.6 數據的統計學分析

采用 SPSS13.0統計軟件,用單因子方差分析(Ony-way ANOVA,LSD)進行差異顯著性檢驗,結果以平均數 ±標準誤(X±SE)表示。

2 結果與分析

2.1 合生素對團頭魴生產性能的影響

由表 2可知,添加合生素使團頭魴的平均增重分別提高了 44.94%(P<0.05)、9.75%、27.53%,餌料系數分別降低了 20.20%(P<0.05)、6.06%、15.82%;成活率無顯著變化,但均有增高的趨勢。

表 2 合生素對團頭魴生長性能的影響

2.2 合生素對團頭魴血清抗氧化指標的影響

飼料中添加合生素增強了團頭魴的抗氧化功能(表 3),各試驗組 SOD活力顯著高于對照組,分別提高了 13.97%、12.74%、9.27%;各試驗組MDA質量分數分別降低了 19.12%(P<0.05)、15.96%、17.19%(P<0.05),其中合生素Ⅰ組和Ⅲ組效果顯著;各試驗組 GSH-Px活力分別提高了 91.86%、78.46%、101.14%(P<0.05)。

表3 合生素對團頭魴血液中 SOD、MDA和 GSH-Px的影響

2.3 合生素對團頭魴腸道菌群的影響

各試驗組團頭魴腸道大腸桿菌的數量分別比對照組降低了 8.12%、8.24%、7.87%(P<0.05);腸道中芽孢桿菌的數量分別增加了 11.96%、5.74%、9.72%(P<0.05);各組腸道乳酸桿菌含量稍有增加,但不明顯(表 4)。

表 4 合生素對團頭魴食糜中芽孢桿菌、乳酸桿菌及大腸桿菌數量的影響

2.4 合生素對團頭魴腸道形態學的影響

2.4.1 對前腸形態學的影響

由表 5可知,與對照組相比,合生素Ⅰ使前腸絨毛高度提高了 20.65%(P<0.05);各試驗組前腸絨毛高度/隱窩深度分別提高了 27.56%、17.31%、30.30%(P>0.05);各試驗組固有膜厚度和隱窩深度與對照組相比無顯著差異。

表5 合生素對團頭魴前腸形態學的影響

2.4.2 對中腸形態學的影響

由表 6可知,與對照組相比,合生素Ⅰ組中腸絨毛高度提高了 13.55%(P<0.05),腸絨毛高度/隱窩深度提高了 3.80%。與對照組相比,各試驗組固有膜厚度和隱窩深度無顯著差異。

表6 合生素對團頭魴中腸形態學的影響

2.4.3 對后腸形態學的影響

由表 7可知,與對照組相比,各試驗組后腸絨毛高度均顯著提高 23.93%(P<0.01)、14.72%、14.29%,其中合生素Ⅰ效果更佳;合生素Ⅰ使絨毛高度/隱窩深度提高了 28.73%(P<0.05)。與對照組相比,各試驗組隱窩深度無顯著差異。

表7 合生素對團頭魴后腸形態學的影響

3 討論與結論

3.1 合生素對團頭魴生產性能的影響

研究表明,在飼料中添加 0.01%低聚木糖能顯著提高異育銀鯽的生長率[4],在對蝦飼料中添加2 g/kg低聚糖能提高蛋白質和飼料利用率,加快個體生長速度[5]。飼料中添加0.02%和0.03%地衣芽孢桿菌能顯著提高魚體增重率和干物質、粗蛋白及磷表觀消化率,并降低了餌料系數[6];餌料中添加芽孢桿菌,可提高斑節對蝦成活率,促進其生長[7]。0.01%低聚木糖和 0.01%地衣芽孢桿菌配伍飼喂異育銀鯽效果較佳[6]。本試驗研究也表明,合生素可顯著提高團頭魴平均增重,降低餌料系數。

3.2 合生素對團頭魴血清抗氧化指標的影響

自由基可破壞和攻擊DNA、細胞膜、蛋白質和脂類,在動物機體內引發膜脂質過氧化反應[8-9]。超氧化物歧化酶(SOD)是生物體內一種重要抗氧化防御酶。丙二醛(MDA)是脂質過氧化物的最終分解產物之一,常作為脂類過氧化的測定指標,其含量能直接反映機體脂質過氧化程度,并間接反映細胞損傷程度[10]。谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)可特異性催化還原型谷胱甘肽 (GSH)對過氧化氫的還原反應,起到保護細胞膜結構和功能的作用[11]。飼料中單一添加 0.01%低聚木糖或與 0.01%芽孢桿菌配伍使用均能明顯提高異育銀鯽血清 SOD活性[12]。本試驗也證實,合生素能顯著提高 SOD活力、GSHPx活力,同時降低了MDA含量。其作用機制可能為低聚木糖能作為有益菌芽孢桿菌的碳源,經口服芽孢桿菌后在腸道淋巴組織結合的抗原結合位點上直接作為免疫佐劑,或通過調整宿主體內的微生物菌群間接的發揮免疫佐劑的作用,提高機體的防御功能[13]。

3.3 合生素對團頭魴腸道菌群的影響

低聚木糖添加劑可顯著降低畜禽腸道有害菌如大腸桿菌、梭菌數量,增加雙歧桿菌和乳酸菌數量[14-15]。低聚木糖被益菌芽孢桿菌、乳酸桿菌等利用,從而促進有益微生物大量增殖,調節微生態平衡。在異育銀鯽日糧中配合使用地衣芽孢桿菌與低聚木糖,大腸桿菌數量可降低 10%,乳酸桿菌數量增加趨勢[4]。日糧中添加芽孢桿菌,腸道中芽孢桿菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌的數量均較對照組有所增加,而大腸桿菌數量有所減少[16-17]。本試驗也證實,合生素能促進腸道食糜中芽孢桿菌的增殖,降低大腸桿菌的數量。低聚木糖類物質能通過對腸道粘膜上皮的競爭性,能與病原菌的外源凝集素特異性結合,使病原菌不能在腸壁上粘附,而隨低聚木糖排出體外,阻斷其致病。

3.4 合生素對團頭魴腸道形態學的影響

寡糖有改善腸道黏膜形態的趨勢,增加絨毛長度和小腸吸收面積[18]。Ichikawa等[19]報道益生素能夠誘導大鼠腸道上皮細胞增殖。服用益生素 (芽孢桿菌、酵母菌及乳酸菌)后 3天雛雞盲腸扁桃體絨毛表面的微絨毛密度和長度明顯提高[20]。腸道內較長的微絨毛和較多的分裂細胞,預示著腸道微絨毛功能的增強[21]。本試驗結果表明,合生素Ⅰ可顯著提高團頭魴前、中、后腸的絨毛高度和后腸絨毛高度/隱窩深度。

4 結論

[1]王玉燕,牛鐘相,朱瑞良,等.益生元的作用機理及應用研究[J].中國飼料,2001,(11):15-17

[2]李樹鵬,趙獻軍.黃芪多糖及益生菌合生元對雛雞腸道微生態區系的影響[J].家畜生態學報,2005,26(3):21-26

[3]溫俊.合生素對草魚腸道菌群和生產性能的影響[J].飼料研究,2009,4:62-63

[4]熊沈學,劉文斌,方星星.低聚木糖梯度添加對異育銀鯽生長及腸道消化酶活性的影響[J].畜牧與獸醫,2005,10 (37):23-24

[5]陽會軍,譚北平,方懷義.飼料中添加不同水平β-葡聚糖對斑節對蝦生長、存活及其抗病力的影響[J].飼料工業,2001,21(9):18-19

[6]劉波.益生素對異育銀鯽消化酶活性、腸道菌群及生產性能的影響[D].南京農業大學,2004

[7]Rengpipat S,Phianphak W,Piyatiratitivorakul S,et al. Effects of a probiotic bacterium on black tiger shrimp Penaeus

在飼料中應用由低聚木糖和芽孢桿菌配制的合生素能提高團頭魴生產性能及血清抗氧化能力,改善腸道形態,對微生物區系也具有調節作用,其中以低聚木糖和地衣芽孢桿菌配伍的合生素效果較好。monodon survival and growth[J].Aquaculture,1998,167: 301-313

[8]Mourente G,DiazSalvago E,Bell J G,et.al.Increased ac2 tivities of hepatic antioxidant defence enzymes in juvenile gilt2 head sea bream(Sparus aurata L.)fed dietary oxidised oil: attenuation by dietary vitamin E[J].Aquaculture,2002,214: 343-361

[9]Wolf R,WolfD,Ruocco V,et al.VitamunE:The radical pro2 tector[J].Journal of the European Academy of Der matology and Venereology,1998,(10):103-117

[10]劉偉,張桂蘭,陳海燕.飼料添加氧化油脂對鯉體內脂質過氧化及血液指標的影響 [J].中國水產科學,1997,4 (1):94-96

[11]李元新,劉來利,王必成.多種微量元素缺乏癥防治制劑對肉仔雞血液谷胱甘肽過氧化物酶活力的影響[J].中國獸醫科技,2003,33(6):46-48

[12]熊沈學.添加低聚木糖對異育銀鯽生長性能的影響[D].南京農業大學,2005

[13]潘康成,何明清.地衣芽孢桿菌對家兔體液免疫功能的影響研究[J].中國微生態學雜志,1998,10(4):204-206

[14]徐勇,江華,勇強,等.低聚木糖對青春雙歧桿菌的增殖[J].食品科學,2001,22(7):15-17

[15]Xu Z R,Zou X T,Hu C H,et al.Effects of dietary fruc2 tooligosaccharide on digestive enzyme activities,intestinal microflora and morphology of growing pigs[J].Asian Aus2 tralasian Journal ofAnimal Science.2002,15(12):1784-1789

[16]陳惠,朱繼喜.芽孢桿菌對生長育肥豬腸道菌群及淀粉酶活性的影響[J].四川農業大學學報:增刊,1994,12: 550-553

[17]王紅寧,胡延秀,何明清,等.微生物添加劑飼喂鯉魚腸道菌群的變化研究[J].四川農業大學學報:增刊,1994, 12(增刊):654-657

[18]孟巖,張輝.甘露寡糖對肉雞生長性能及腸黏膜形態的影響[J].中國飼料,2007,21:30-32

[19]Ichikawa H,Kuroiwa T,Inagaki A,et al.Probiotic bacteria stimulate gut epithelial cell proliferation in rat[J].Digestive Diseases and Sciences,1999,44(10):2119-2123

[20]楊玉榮,姜義寶,鄭世民,等.益生素對雛雞腸道黏膜體液免疫與細胞免疫的影響[J].西北農林科技大學學報:自然科學版,2007,35(12):25-29

[21]Shamoto K,Yamauchi K.Recovery responsesof chick intes2 tinal villusmorphology to different refeeding procedures[J]. Poultry Science,2000,79(5):718-723

Effects ofDietary Synbiotics on Performance,Serum Antioxidation,IntestinalMicroflora andMorphology of Megalobrama amblycephala

Xiao Shijiu Chen Yannan Sun Ya’nan Wang Tian LiuWenbin Zhou Yanmin
(College ofAnimal Science&Technology,Nanjing AgriculturalUniversity,Nanjing 210095)

To research the effects of synbiotics on the performance,serum antioxidation,intestinal microflora and morphology ofM egalobram a am blycephala,960 one-year-ageM egalobram a am blycephalaswere divided into 4 groups and fed the following diets respectively for two months:(1)basic diet,(2)basic diet+synbioticⅠ0.1%, (3)basic diet+synbioticⅡ0.1%,(4)basic diet+ synbioticⅢ0.1%.Results:The addition of the synbiotics improves the perfor mance ofM egalobram a am blycephala,especially synbioticⅠ(P<0.05).SynbioticⅠand synbiot2 icⅢincrease the serum antioxidation capacity ofM egalobram a am blycephala.The synbiotics improve the health of di2 gestive tract by promoting growth of bacillus and inhibiting growth ofEscherichia Coli.SynbioticⅠi mproves villus height in the digestive tract and crypt depth in the hindgut ofM egalobram a am blycephala.

M egalobram a am blycephala,synbiotics,perfor mance,intestinalmicroflora,intestinalmorphology

S963 文獻標識碼:A 文章編號:1003-0174(2010)05-0073-05

江蘇省水產三項工程(PJ2005-59),現代農業產業技術體系建設專項資金資助 -大宗淡水魚類 (nycytx-49-21)

2009-06-18

肖世玖,男,1982年出生,碩士,動物營養

周巖民,男,1963年出生,副教授,動物營養