甘氨酸錳對產蛋后期蛋雞產蛋性能和腸道微生物的影響

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

(1.江蘇省家禽科學研究所,揚州 225125;2.揚州市邗江區農業農村局,揚州 225100; 3.湖南德邦生物科技股份有限公司,衡陽 421500)

隨著日齡的增加,產蛋后期蛋雞產蛋率和平均日產蛋量顯著下降,導致產蛋后期蛋雞產蛋量下降的原因有很多,其中一個重要的原因是腸道菌群失調,導致腸道功能下降[1-2]。研究表明,高產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豐度均顯著高于低產蛋率組,而致病菌放線菌門、藍藻門和變形桿菌門均低于低產蛋率組[3]。Han等[4]研究42周齡的太行蛋雞產蛋率和腸道微生物之間的關系發現,高產蛋率的蛋雞腸道微生物的alpha多樣性指數呈上升趨勢,且生物多樣性較高,厚壁菌門中腸球菌屬相對豐度也顯著高于低產蛋率組。劉繼澤[5]在探究腸道微生物組成與蛋雞產蛋性能的關聯性時也發現,蛋雞產蛋率的高、低與腸道菌群組成密切相關。因此,可以從調控腸道微生物菌群組成這一方向入手,尋找提高蛋雞產蛋后期產蛋率的途徑。

錳作為一種重要的必需微量元素,具有調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豐度存在一定的相關性[6-7]。在家禽上的研究發現,飼糧中添加一定量的錳元素可促進家禽腸道發育,改善腸道微生物組成,維持腸道健康。Wang等[8]研究錳對五龍鵝腸道微生物的影響時發現,飼糧中錳含量達20或30 mg·kg-1時顯著提高了盲腸中有益菌擬桿菌門和瘤胃球菌的相對豐度。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,相對于之前常用的蛋氨酸,其結構更單一,物理性質更好,黏性適中,螯合工藝相對簡單,且原料價格更低,目前甘氨酸鹽的市場占有率逐漸增加。此外,與其它氨基酸錳和無機錳相比,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,有關無機錳和有機錳對產蛋后期蛋雞盲腸微生物組成的影響的報道較少,有機錳通過改變產蛋后期蛋雞盲腸微生物組成影響產蛋率的研究尚未見報道。因此,本試驗將不同水平的甘氨酸錳替代無機錳(一水硫酸錳),研究甘氨酸錳對產蛋后期蛋雞的產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蛋性能之間是否存在相關性,為揭示甘氨酸錳影響產蛋后期蛋雞產蛋性能和盲腸微生物組成的作用機制提供科學依據,為產蛋后期蛋雞甘氨酸錳的應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與動物

飼料添加劑級一水硫酸錳,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。

試驗動物為產蛋率接近的70周齡海蘭褐蛋雞720只,平均產蛋率94.55%。

1.2 試驗設計

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

1.3 試驗飼糧與飼養管理

試驗在中國農業科學院家禽研究所邵伯試驗基地開展。試驗開展前,根據個體產蛋記錄選取產蛋率接近個體開展試驗。試驗雞三層階梯式產蛋籠單籠飼養,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。試驗期各組試驗雞采用統一的光照程序和通風等飼養管理措施(參照《海蘭褐商品代蛋雞飼養管理手冊》(2022)),試驗期間試驗雞自由采食和飲水。試驗期12周(70～82周齡)。

參照《海蘭褐商品代蛋雞飼養管理手冊》(2022)和生產實際情況配制飼糧,飼糧組成及營養水平見表1?！逗Ｌm褐商品代蛋雞飼養管理手冊》(2022)中產蛋期僅有1個錳推薦量為90 mg·kg-1,在蛋雞生產中調研發現,為滿足產蛋后期蛋雞需要,企業通常在450日齡或65周齡后增加預混料使用量,使用量由1 kg·t-1增加至1.5 kg·t-1不等,產蛋后期蛋雞錳的實際使用量為90～135 mg·kg-1,因此,由于本研究使用70周齡產蛋后期雞,為緊密結合生產實際,無機對照組中一水硫酸錳提供的錳含量采用120 mg·kg-1。

1.4 測定指標和方法

1.4.1 產蛋性能測定 每天08:00準時收蛋,按籠位記錄個體產蛋數和蛋重。每周齡末定時結料、稱剩余料重,統計各重復的實際周耗料量。統計各重復試驗雞產蛋率、平均蛋重、日均產蛋量、日均采食量和料蛋比。

1.4.2 腸道微生物16S測序 試驗期第84天(禁食12 h后),每個重復選取接近重復平均產蛋率的試驗雞2只,稱量體重后,經頸靜脈放血致死后進行解剖,快速取2 mL盲腸內容物至無菌凍存管中,放置在液氮中速凍充分后轉入-80 ℃超低溫冰箱中保存。隨后送至北京諾禾生物信息技術有限公司進行腸道微生物多樣性測定。

1.5 統計分析

試驗數據采用SPSS 15.0軟件分析,單因子方差分析(one-way ANOVA)檢測產蛋性能的組間差異顯著性,以重復為試驗數據單元,差異顯著時,用Duncan氏法進行多重比較。非參數檢驗檢測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 果

2.1 甘氨酸錳對產蛋后期蛋雞產蛋性能的影響

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周齡產蛋率有增加的趨勢(P=0.071)。從數值上看,40 mg·kg-1錳的甘氨酸錳飼糧組蛋雞77～82周齡日均產蛋量最大,但未達到顯著水平(P=0.096)。飼糧中添加一水硫酸錳以和甘氨酸錳對70～76周齡、77～82周齡和70～82周齡蛋雞其它產蛋性能指標影響均不顯著(P>0.05)。

2.2 甘氨酸錳對產蛋后期蛋雞腸道微生物的影響

2.2.1 甘氨酸錳對蛋雞盲腸微生物區系的影響 甘氨酸錳對蛋雞盲腸微生物多樣性以及OTU數的影響如圖1所示。Alpha多樣性分析結果顯示(圖1A、1B):40 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組蛋雞盲腸微生物區系的Chao1和Shannon指數顯著高于120 mg·kg-1一水硫酸錳組(P<0.05)。β多樣性分析結果(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OTUs,40 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組共有2 293個OTUs,80 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組共有1 981個OTUs,120 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組共有2 037個OTUs。120 mg·kg-1一水硫酸錳組有617個特有的OTUs,40 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組有952個特有的OTUs,80 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組有700個特有的OTUs,120 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組有723個特有的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70～82周齡蛋雞產蛋性能的影響Table 2 Effect of MG on laying performance of hens aged from 70 to 82 weeks

A. Chao1指數;B. Shannon指數;C. PCA主成分分析;D. Venn圖,標示不同處理組共有或特有的OTU數。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有機錳;OMn.80表示飼糧中含80mg·kg-1有機錳;OMn.120表示飼糧中含120mg·kg-1有機錳。*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 甘氨酸錳對產蛋后期蛋雞盲腸微生物和多樣性以及OTU數的影響Fig.1 Effect of MG on microbial diversity and OTU number in the cecum of aged laying hens

2.2.2 甘氨酸錳對產蛋后期蛋雞盲腸微生物組成的影響 對所有樣品中微生物在菌門、菌科、菌屬分類水平前10的類別進行分析,結果如圖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. 門水平上物種相對豐度柱形圖;B. 科水平上物種相對豐度柱形圖;C. 屬水平上物種相對豐度柱形圖;D. 擬桿菌門相對豐度;E. 厚壁菌門相對豐度;F. 熱脫硫桿菌門相對豐度;G. 梭桿菌門相對豐度 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 甘氨酸錳對蛋雞盲腸微生物門、科、屬水平相對豐度的影響Fig.2 Effect of MG on relative abundance of species at the phylum, family and genus levels of aged laying hens

2.2.3 甘氨酸錳對產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甘氨酸錳飼糧組沒有瘤胃球菌屬(Ruminococcus_gauvreauii_group);120 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組沒有螺旋體屬(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相對豐度顯著降低(P<0.05),Anaerobiospirillum和Campylobacter相對豐度顯著提高(P<0.05);80 mg·kg-1甘氨酸錳飼糧組的Paenibacillus、Massilia和Prevotellaceae_UCG_001相對豐度顯著提高(P<0.05)。

圖3為LEfSe分析圖,通過LEfSe比較分析,可以得到組間不同豐度的特征以及相關聯的類別。LDA分布柱狀圖(圖3A)展示的是組間差異顯著的物種,柱子的長度代表差異物種的影響大小。由圖3A可發現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,各種間差異物種數量差異較大。在進化分支圖(圖3B)中門至屬(種)的分類級別,以圓圈由內置外的輻射形式表示,根據圖3B可以發現,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 甘氨酸錳對蛋雞盲腸微生物的功能預測

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

根據蛋雞盲腸微生物區系的物種豐富度比較結果,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分析預測微生物區系的功能,以了解不同的錳元素對蛋雞盲腸菌群的功能差異(圖4B)。結果顯示,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修復和重組蛋白、核糖體、嘧啶代謝、DNA復制蛋白、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、細菌運動蛋白、乙醛酸鹽和二羧酸鹽代謝、硫代謝、蛋白激酶、無機離子運輸和代謝、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 甘氨酸錳對產蛋后期蛋雞盲腸微生物組間差異菌群相對豐度的影響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別中的一個分類,相對豐度越大小圓圈直徑越大反之越小。黃色小圓圈表示無顯著差異,有差異則隨組進行著色 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)和進化分支圖(B)Fig.3 LDA value distribution histogram(A) and Cladogram (B)

A. 腸道菌群Spearman相關性分析,縱向為環境因子信息,橫向為物種信息,中間熱圖對應的值為Spearman相關系數r,介于-0.4,0.6之間,r<0為負相關,r>0為正相關,標*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盲腸菌群功能預測的比較。Laying A表示70～76周平均產蛋率;Laying B表示77～82周平均產蛋率;Laying C表示70～82周平均產蛋率 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 甘氨酸錳對產蛋后期蛋雞盲腸微生物功能預測Fig.4 Effect of MG on microbial function in the cecum of aged laying hens

3 討 論

3.1 甘氨酸錳對產蛋后期蛋雞產蛋性能的影響

隨著日齡的增長,蛋雞產蛋率和平均日產蛋量呈下降趨勢,研究發現,海蘭褐蛋雞在76周齡時的產蛋率較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,在國內外研究結果中均發現,當雞飼糧中錳水平增加時,產蛋量也隨之增加。但有關飼糧中補充錳對家禽產蛋性能的研究結果并不一致,研究發現,當雞的日糧中錳水平比NRC規定的需要量高20 mg·kg-1時,產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蛋率和產蛋量;周旻瑤等[15]研究發現,基礎飼糧中添加60和80 mg·kg-1蛋氨酸錳能夠提高53～63周齡“京紅1號”商品蛋雞的產蛋率(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%的有機錳替代飼糧中的無機錳顯著提高來航蛋雞產蛋率。綜合以上研究說明,不同的錳水平和錳源對雞的產蛋率的影響差異較大,在蛋雞生產中有必要選擇合適的錳源和適宜的錳水平。本試驗研究發現,40 mg·kg-1錳的甘氨酸錳飼糧組蛋雞77～82周齡產蛋率顯著高于120 mg·kg-1錳的一水硫酸錳組(P<0.05),70～82周齡產蛋率有增加的趨勢(P=0.071)。說明與一水硫酸錳相比,甘氨酸錳更容易被消化吸收,甘氨酸錳在產蛋后期蛋雞的生產應用中效果優于一水硫酸錳。但也有研究表明,不同的錳源和錳水平對蛋雞產率均無顯著影響。陳寒青和吳晉強[17]在商品代羅曼產蛋母雞和段瑞等[18]在海蘭褐蛋雞上研究均發現,不同錳源和錳添加量對蛋雞的產蛋率無顯著影響。分析其原因可能與錳的來源和試驗雞品種不一樣有關,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 甘氨酸錳對產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(細菌、古細菌和真菌等),它們在維持禽類腸道健康和功能上發揮著重要的作用[19]。在產蛋后期,蛋雞的衰老是一種不可逆的自然現象,隨著抗氧化和免疫功能的衰退,蛋雞腸道屏障功能下降,腸道菌群的穩定性也會遭到破壞從而導致腸道微生物菌群的紊亂[20]。研究發現錳具有維持腸道微生物穩態,保障腸道功能運行和促進腸道健康等作用[21-23]。本試驗通過Alpha多樣性分析不同錳源和甘氨酸錳添加量對產蛋后期蛋雞腸道菌群的影響發現,在飼糧中添加40 mg·kg-1甘氨酸錳提高了產蛋后期蛋雞盲腸微生物區系的物種豐富度和多樣性指數,該組盲腸微生物OTU數量和預測功能也是最多的。與本研究結果不同的是,Wang等[8]研究發現,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家禽的種類不同有關。

對產蛋后期各組蛋雞盲腸微生物物種差異分析發現,各組盲腸微生物的物種差異性較大。Escherichia_Shigella是導致蛋雞腹瀉最常見的致病菌之一[24]。Anaerobiospirillum最早從狗和貓的糞便中分離出來,是人類和其它動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、無運動性、能發酵碳水化合物形成乳酸的一類革蘭陽性桿菌,能產生多種對宿主機體有益的代謝終產物,包括有機酸、細菌素、酶、維生素和其它未知的代謝物[27-28]。此外,經研究發現,Romboutsia與Bacteroides與肉雞的體重和平均日增重呈正相關[29];Paenibacillus具有抗病、促生長的作用[30];Massilia可產生多種次生代謝物,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,可通過分泌纖維素酶、半纖維素酶等降解纖維物質,并有助于細胞吸收糖分,為宿主提供所需營養物質[32-33];Anaerotruncus是家禽體內最佳的益生菌菌株,在炎性反應中具有抗炎作用[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宿主來源較廣,廣泛存在于溫血動物體內,如家禽、豬、牛和野生鳥類腸道,其中禽類帶菌率最高,動物攜帶Campylobacter不直接發病,臨床上不需要抗生素的治療,若雞群長期攜帶此菌可以通過傳播引起疾病[38-39]。本研究發現,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相對豐度顯著低于80和120 mg·kg-1甘氨酸錳組。說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也抑制了有益菌的繁殖。

3.3 甘氨酸錳對產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分析發現,Synergistes的豐度與70～76、77～82和70～82周齡的產蛋率均顯著正相關;Megamonas和Muribaculaceae的豐度與70～82周齡總產蛋率顯著負相關。其中,Synergistes已被研究證實由纖維和非纖維碳水化合物共同誘導,與增強腸道消化和吸收功能有關[40],Megamonas菌群豐度與代謝性疾病密切相關,當糖代謝功能下降時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蛋率存在一定的相關性,楊建平等[43]的研究表明,蛋雞產蛋高峰期盲腸中的優勢菌門為Firmicutes,而產蛋后期腸道的優勢菌門轉為Bacteroidota,本試驗研究結果與楊建平等[43]研究結果相似,產蛋后期蛋雞盲腸中的絕對優勢菌門為Bacteroidota。此外,本試驗研究發現,在40 mg·kg-1甘氨酸錳組產蛋后期蛋雞盲腸微生物區系的物種豐富的和多樣性指數最高,同樣地,該組77～82周齡產蛋率也是最高的,這提示了在飼糧中添加40 mg·kg-1甘氨酸錳可以提高產蛋后期蛋雞盲腸微生物區系的物種豐富的和多樣性指數,從改善腸道菌群的角度提高了產蛋后期蛋雞的產蛋量。與本研究結果不同的是,Huang等[44]研究顯示,高產蛋組和低產蛋組肉雞盲腸微生物菌群的Alpha多樣性指數均無顯著差異,分析其原因可能與試驗動物的品種和外源添加物不同有關。從蛋雞腸道微生物菌群的功能聚集研究中發現,40 mg·kg-1甘氨酸錳組參與代謝過程的菌群比例最高且該組產蛋率也是最高的,與本研究結果相似的是,Han等[4]研究表明,高產蛋量組太行雞參與代謝過程的菌群比例高于低產蛋量組。綜合以上研究發現,產蛋后期蛋雞腸道微生物菌群與產蛋率密切相關,在飼糧中添加40 mg·kg-1甘氨酸錳可以通過提高盲腸微生物區系的物種豐富的和多樣性指數,調節腸道微生物組成,增加參與代謝過程的菌群比例,達到改善腸道菌群,提高產蛋后期蛋雞的產蛋性能的目的。

4 結 論

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