添加凝结芽孢杆菌对生长猪生产性能的影响
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凝结芽孢杆菌益生机制及应用研究进展郭庆丰;陈林;马经纬【摘要】益生菌凝结芽孢杆菌是近年来国内外学者的研究热点,不仅具有益生菌的调节肠道内菌群平衡、促进营养物质代谢和利用、提高免疫力等保健特性,更重要的是具有耐高温、耐酸和耐胆盐等高抗逆性特点.凝结芽孢杆菌作为新型微生态制剂,在畜牧业、水产养殖业、医药、保健和食品行业已广泛应用.主要对凝结芽孢杆菌概况、生物学特性、益生作用机理、安全性、微生态制剂及临床应用等方面研究进展进行概述.【期刊名称】《食品研究与开发》【年(卷),期】2018(039)018【总页数】6页(P208-213)【关键词】凝结芽孢杆菌;益生菌;微生态制剂;临床应用【作者】郭庆丰;陈林;马经纬【作者单位】黄河科技学院,河南郑州450063;郑州市药用资源研究重点实验室,河南郑州450063;黄河科技学院,河南郑州450063;郑州市药用资源研究重点实验室,河南郑州450063;黄河科技学院,河南郑州450063;郑州市药用资源研究重点实验室,河南郑州450063【正文语种】中文益生菌是指一类服用足够数量能够对宿主健康有益的活性微生物,其主要作用在于其进入肠道后能够维持肠道菌群的平衡,促进有益菌的繁殖和抑制致病菌生长,因此对人体健康有益[1-2]。
凝结芽孢杆菌既能像乳酸菌和双歧杆菌具有益生作用,又具有芽孢菌的抗逆性强、耐高温高压和易贮藏等优点,能够改善肠道菌群结构、调节肠道功能紊乱、维持肠道内菌群平衡和提高机体免疫水平、促进营养物质代谢和利用,是近年来研究的热门菌种。
本文主要对凝结芽孢杆菌概况、生物学特性、益生作用机理、安全性、微生态制剂及临床应用研究等方面进行综述。
1 凝结芽孢杆菌概况1915年,Hammer[3]首次从凝结的变质牛奶中分离出凝结芽孢杆菌(B.coagulans),1932 年,Sarles等[4]对凝结芽孢杆菌进行了详细描述,同年,Horowitz-Wlassowa和Nowotelnow首次用芽孢乳酸菌(Lactobacillus sporogenes)来描述凝结芽孢杆菌,由于其含有乳酸菌和芽孢杆菌的双重特性,其分类一直存在争议,直到第八版的《伯杰氏鉴定细菌学手册》(Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology)将接触酶阳性的,嗜热的乳杆菌归于芽孢杆菌属,将其重新分类,统一规范命名了凝结芽孢杆菌[5]。
凝结芽孢杆菌抑菌性能的研究进展■柳成东1赵平1王乙茹2王春羲3程志斌1*(1.云南农业大学动物科学技术学院,云南昆明650201;2.达州职业技术学院,四川达州635001;3.昆明三正生物科技(集团)有限公司,云南昆明650217)作者简介:柳成东,硕士,研究方向为单胃动物营养与饲料科学。
通讯作者:程志斌,博士,副教授。
收稿日期:2021-03-10基金项目:国家自然科学基金[31860664];云南省重大科技专项[2018ZF012];云南省农业联合面上项目[2017FG001-067];云南省创新团队项目[2017HC030]摘要:文章综述了近年来益生菌凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans )在体内、体外抑菌性能的研究报道,旨在为饲用凝结芽孢杆菌替抗应用提供科学依据。
在较为全面的收集国内外相关凝结芽孢杆菌抑菌实验和实验数据的基础上,文章重点总结了三方面内容:①凝结芽孢杆菌抑菌性能评估的研究方法;②凝结芽孢杆菌牛津杯法抑菌作用(体外抑菌实验评估);③饲用凝结芽孢杆菌对畜禽肠道菌群的调控效果(体内抑菌实验评估)。
分析现有文献结果显示,牛津杯法是实验室评估凝结芽孢杆菌抑菌作用的主要方法。
牛津杯法抑菌实验报道显示:凝结芽孢杆菌对畜禽肠道有害菌、饲料源有害菌、商业饲用益生菌等3类指示菌的抑菌研究较多,但对肠道有益菌的抑制研究没有报道。
大量动物试验集中报道了饲用凝结芽孢杆菌对肠道大肠杆菌、乳酸杆菌总菌数的影响,极少涉及沙门氏菌、双歧杆菌影响的研究。
基于当前替抗饲料添加剂研发的实际需求,文章以抗生素为对照组,加快凝结芽孢杆菌体内、体外抑菌性能的系统评估研究,为凝结芽孢杆菌在饲料及养殖业的替抗应用奠定基础。
关键词:凝结芽孢杆菌;抑菌性能;体外抑菌实验评估;牛津杯法;体内抑菌试验评估;肠道菌群检测;研究进展doi:10.13302/ki.fi.2021.10.010中图分类号:S816.3文献标识码:A文章编号:1001-991X (2021)10-0058-07开放科学(资源服务)标识码(OSID ):Research Progress on Antibacterial Properties of a Probiotic Bacillus Coagulans LIU Chengdong 1ZHAO Ping 1WANG Yiru 2WANG Chunxi 3CHENG Zhibin 1*(1.College of Animal Science and Technology of Yunnan Agricultural University ,Yunnan Kunming 650201,China ;2.Dazhou Vocational and Technical College ,Sichuan Dazhou 635001,China ;3.Kunming Saturn Biotechnology Co .,Ltd .,Yunnan Kunming 650217,China )Abstract :In this paper,the antibacterial properties of probiotic Bacillus coagulans in vivo and in vitro in recent years were reviewed,in order to provide scientific basis for the application of the feed probiotics Bacillus coagulans as an antibiotics alternative.On the basis of comprehensive collection of in vivo and in vitro antibacterial test data of Bacillus coagulans ,three aspects were focused on this paper as follow⁃ings:①evaluation method of antibacterial properties of Bacillus coagulans ;②bacteriostatic effect of Ba⁃cillus coagulans by the oxford cup method (in vitro bacteriostatic evaluation);③bacteriostatic effect ofthe dietary supplementation of probiotics Bacilluscoagulans on intestinal flora of livestock and poul⁃try (in vivo bacteriostatic evaluation).Existing lit⁃eratures indicated that oxford cup method was the main in vitro method to evaluate the bacteriostatic effect of Bacillus coagulans ,which showed thatthree kinds of indicator bacteria including intesti⁃nal harmful bacteria,feed or feedstuff harmful bacteria,and commercial feed probiotics were 582020年7月1日我国饲料与养殖业全面实施饲料“减抗”“禁抗”以来,饲用益生菌等有效“替抗”饲料添加剂的研究越来越受到关注(程志斌等,2017;夏涛等,2018;王乙茹等,2020)。
凝结芽胞杆菌的生物学功能及其在畜禽生产中的应用研究进展梁新晓;陈丽丹;艾琴;刘小艳;方炳虎【摘要】凝结芽胞杆菌兼具乳酸菌和芽胞杆菌双重生物学功能,因具有良好的耐胃酸、耐胆盐、耐高温和耐储存等性能而受到广泛关注.就凝结芽胞杆菌的生物学功能及其在畜禽生产中的应用进行了综述,以期为凝结芽胞杆菌在畜禽生产中的应用研究提供参考.【期刊名称】《畜牧与饲料科学》【年(卷),期】2019(040)004【总页数】5页(P47-51)【关键词】凝结芽胞杆菌;生物学功能;畜禽生产【作者】梁新晓;陈丽丹;艾琴;刘小艳;方炳虎【作者单位】广东温氏大华农生物科技有限公司,广东云浮 527499;广东温氏大华农生物科技有限公司,广东云浮 527499;广东温氏大华农生物科技有限公司,广东云浮 527499;广东温氏大华农生物科技有限公司,广东云浮 527499;广东温氏大华农生物科技有限公司,广东云浮 527499【正文语种】中文【中图分类】S816.7;S815.1由于抗生素在畜禽生产中的滥用带来了细菌耐药性、药物残留、肠道菌群失调等问题,而益生菌因其具有功能全面、安全等优点已成为替带抗生素的热门产品之一。
凝结芽胞杆菌(Bacillus coagulans)是一种可以产生乳酸的芽胞杆菌,具有耐胃酸、耐胆盐、耐高温等抗逆性强的特点,且具有免疫增强、抗菌、促消化等生理功能[1]。
诸多研究表明,凝结芽胞杆菌作为饲料添加剂可以改善畜禽健康,并提高其生产性能。
1 凝结芽胞杆菌的生物学特性凝结芽胞杆菌在分类学上属硬(或厚)壁菌门,芽胞杆菌属,革兰染色阳性,兼性厌氧菌。
菌体呈杆状,大小(0.7~0.8)μm×(3.0~5.0)μm,端生芽胞,无鞭毛,其最适生长温度为37~40 ℃,pH 值为6.6~7.0,菌落呈扁平圆形,不透明白色,有光泽,边缘整齐[2]。
凝结芽胞杆菌兼具乳酸菌和芽胞杆菌的双重特性,能利用小分子糖类产生L(+)-乳酸,属同型乳酸发酵。
动物营养学报2020,32(12):5622⁃5635ChineseJournalofAnimalNutrition㊀doi:10.3969/j.issn.1006⁃267x.2020.12.016贝莱斯芽孢杆菌对猪生长性能㊁微生物群落和代谢产物的影响刘韶娜㊀张㊀斌㊀相德才㊀赵智勇㊀常雅洁㊀沙㊀茜㊀赵彦光∗(云南省畜牧兽医科学院,昆明650224)摘㊀要:本试验旨在研究饲粮中添加贝莱斯芽孢杆菌对猪生长性能㊁微生物群落和代谢产物的影响㊂选用20头平均体重为(34.00ʃ0.25)kg的四元杂交猪,随机分为2组,每组2个重复,每个重复5头㊂对照组饲喂基础饲粮,试验组饲喂基础饲粮+贝莱斯芽孢杆菌B13(107CFU/kg)㊂预试期7d,正试期21d㊂结果表明:1)2组料重比和平均日采食量均无显著差异(P>0.05);与对照组相比,试验组平均日增重显著提高(P<0.05)㊂2)2组粪菌α多样性没有显著差异(P>0.05)㊂但与对照组相比,添加贝莱斯芽孢杆菌可以影响粪菌的相对丰度,在门水平上,厚壁菌门/拟杆菌门显著下降(P<0.05);在属水平上,瘤胃球菌属_1(P<0.01)㊁未分类的毛螺菌科(P<0.01)㊁乳杆菌属(P<0.05)和普雷沃氏菌属_9(P<0.05)的相对丰度显著或极显著提高,链球菌属和瘤胃球菌科_UCG⁃002的相对丰度显著降低(P<0.05)㊂利用多级物种差异判别分析(LEfSe)方法进行了差异分析,结果显示2组细菌群落内的相对丰度差异显著(P<0.05),LDA值大于2.0时,获得56个生物标记物,其中试验组细菌群落的生物标记物为20个㊂对照组LDA值最大的是Selenomonadales,试验组LDA值最大的是瘤胃球菌科_UCG⁃014,二者是相对丰度差异最大的细菌㊂3)偏最小二乘法判别分析(PLS⁃DA)发现,正负离子模式下,样品完全分开,存在显著差异(P<0.05)㊂差异代谢物分析发现,与对照组相比,试验组天竺葵素-3-槐糖苷和Nigellicacid相对含量极显著上调(P<0.01),黑麦酮酸㊁甲基-10-过氧氢-8E,12Z,15Z-十八碳三烯酸甲酯㊁羟吲哚和羟喹啉相对含量显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)下调㊂综上所述,添加贝莱斯芽孢杆菌能改善猪粪便菌群的结构,提高毛螺菌科和瘤胃球菌属_1等短链脂肪酸产生菌群和乳杆菌属等有益菌的相对丰度,降低链球菌等条件致病菌的相对丰度,并提高天竺葵素-3-槐糖苷的相对含量,具有促进生长和抗病的潜在功能㊂关键词:猪;贝莱斯芽孢杆菌;粪菌;微生物多样性;代谢产物中图分类号:S828㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:1006⁃267X(2020)12⁃5622⁃14收稿日期:2020-05-21基金项目:云南省重点研发计划项目(2018BB003);云南省级财政养殖业科技推广项目(20151105560055);云南省畜牧兽医科学院基础研究项目(2019RW014)作者简介:刘韶娜(1983 ),女,山东招远人,助理研究员,硕士,主要从事动物营养与饲料科学及肠道微生物学的研究㊂E⁃mail:liushao⁃na123@163.com∗通信作者:赵彦光,副研究员,E⁃mail:zyg13888069148@126.com㊀㊀近年来,饲用抗生素因具有促进生长㊁提高饲料利用率㊁降低死亡率和发病率等特点,而被广泛应用于集约化养猪生产中㊂但由于抗生素不规范使用,从而造成猪体内细菌耐药性增强[1],畜产品和畜禽废弃物中抗生素残留超标[2],严重危害了健康和环境㊂对此世界各国均出台了一系列的法律法规,减少或者禁止在养殖环节中使用抗生素㊂至此,在自然界广泛存在㊁安全高效的益生菌进入到了人们的视野,逐渐成为研究热点㊂贝莱斯芽孢杆菌具有促进植物生长和抵御病原微生物的作12期刘韶娜等:贝莱斯芽孢杆菌对猪生长性能㊁微生物群落和代谢产物的影响用,是一种新型的生物防治菌[3-4]㊂目前该菌的主要研究方向为:植物病害㊁生物防控及水产动物肉质保鲜等方面㊂本试验前期研究显示,贝莱斯芽孢杆菌具有良好的大肠杆菌K88㊁金黄色葡萄球菌和鼠伤寒沙门氏菌拮抗效果[5],其生长过程产生絮凝物质,能吸附絮凝微小物质,但其对猪的生长㊁粪菌微生物多样性和代谢产物的影响目前未见报道㊂因此,本试验旨在进一步挖掘和验证该菌的使用范围和效果,了解和掌握其对猪生长性能㊁代谢产物和粪便中微生物多样性的影响,以期为贝莱斯芽孢杆菌替代抗生素在生产上的应用提供理论依据㊂1㊀材料与方法1.1㊀试验材料㊀㊀试验所用贝莱斯芽孢杆菌B13为本试验室从迪庆藏猪肠道内容物中分离所得㊂1.2㊀试验动物㊀㊀从云南省畜牧兽医科学院云上飘香猪杂交选育猪群中,选择无病史㊁体重为(34.00ʃ0.25)kg㊁去势的生长猪(含滇南小耳猪㊁迪庆藏猪㊁太湖猪和杜洛克血缘均为25%)20头,按照完全随机区组设计,根据猪的日龄和体重随机分为2组,每组10头,对照组饲喂基础饲粮,试验组饲喂基础饲粮+107CFU/kg贝莱斯芽孢杆菌B13㊂1.3㊀试验饲粮及管理㊀㊀参照肉脂型猪饲养标准(NY/T65 2004)进行基础饲粮配方设计,云南东道饲料有限公司根据配方采购优质原料生产加工成颗粒饲料,基础饲粮组成及营养水平见表1㊂饲养试验在云南省畜牧兽医科学院种猪质量检验测试中心种猪测定舍内进行,全阶段自由采食和自由饮水,免疫,驱虫㊁消毒均按照管理程序进行,预试期为7d,试验期为21d㊂1.4㊀生长性能测定及采样㊀㊀试验期开始和结束前禁食12h,对试验猪只称重并记录,用全自动采食测定系统(ACEMO64)进行采食量测定,试验结束后计算平均日增重㊁平均日采食量和料重比㊂试验结束前1天,每组随机选择6头猪收集粪便样品,取刚排泄的粪便中间部分,液氮中速冻后取出,-80ħ保存,用于后续分析㊂表1㊀基础饲粮组成及营养水平(风干基础)Table1㊀Compositionandnutrientlevelsofthebasaldiet(air⁃drybasis)%项目Items含量Content原料Ingredients玉米Corn65.5豆粕Soybeanmeal12.3进口鱼粉Importedfishmeal2.0小麦麸Wheatbran14.0植酸酶Phytase0.1赖氨酸Lsy0.2DL-蛋氨酸DL⁃Met0.1氯化胆碱Cholinechloride0.4食盐NaCl0.5磷酸氢钙CaHPO40.3石粉Limestone0.6预混料Premix1)4.0合计Total100.0营养水平Nutrientlevels2)消化能DE/(MJ/kg)12.62粗蛋白质CP14.68粗脂肪EE3.26粗纤维CF2.74粗灰分Ash3.86赖氨酸Lsy0.82钙Ca1.58总磷TP1.69㊀㊀1)预混料为每千克饲粮提供Thepremixprovidedthefollowingperkgofthediet:Cu(ascoppersulfate)15.23mg,I(aspotassiumiodide)0.40mg,Fe(asferroussulfate)186.45mg,Mn(asmanganesesulfate)34.23mg,Se(assodiumselenite)0.26mg,Zn(aszincsulfate)70.34mg,VA72.43IU,VD311.23IU,VE75.34IU㊂㊀㊀2)粗蛋白质㊁粗脂肪㊁粗纤维和粗灰分为实测值,其他为计算值㊂CP,EE,CFandAshwerecalculatedvalues,whiletheothersweremeasuredvalues.1.5㊀16SrRNAPCR扩增㊀㊀总DNA抽提使用试剂盒(OmegaBio⁃Tek,Norcross,美国)完成,DNA浓度和纯度利用Nano⁃Drop2000检测;用338F(5 -ACTCCTACGG⁃GAGGCAGCAG-3 )和806R(5 -GGACTACH⁃VGGGTWTCTAAT-3 )引物对V3 V4可变区进行PCR扩增,回收PCR产物并纯化㊁洗脱和检测㊂利用QuantiFluorTM⁃ST(Promega,美国)进行检测定量㊂3265㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报32卷1.6㊀高通量测序和数据分析㊀㊀使用Trimmomatic软件对原始测序序列质控,FLASH软件进行拼接㊂根据IlluminaMiSeq平台构建PE300的文库㊂根据97%的相似度对序列进行操作分类单位(OTU)聚类,并去除单序列和嵌合体,通过I⁃Sanger云平台数据库(https://cloud.majorbio.com/)对每条序列进行物种分类注释㊂1.7㊀代谢组学分析㊀㊀样品通过前处理去除杂质㊁提取代谢物之后,使用液质联用技术(LC⁃MS㊁ABSCIEX㊁UPLC⁃TripleTOF)检测,采用ProgenesisQI(waterscorpo⁃ration,Milford,美国)软件进行代谢物注释㊁数据预处理等,最终得到代谢物列表和数据矩阵,结合t检验和VIP(OPLS⁃DA)筛选出差异的代谢物,进一步分析并对差异代谢物的生物学信息进行挖掘㊂1.8㊀数据分析㊀㊀采用SPSS17.0统计软件进行单因素方差分析(one⁃wayANOVA)和LSD法多重比较,P<0.05为差异显著,P<0.01为差异极显著㊂数据以平均值ʃ标准差表示㊂2㊀结果与分析2.1㊀贝莱斯芽孢杆菌对猪生长性能影响㊀㊀由表2可知,试验组的终末体重和平均日采食量均高于对照组,料重比低于对照组,但差异均不显著(P>0.05);试验组平均日增重高于对照组,且差异显著(P<0.05),说明添加贝莱斯芽孢杆菌具有潜在提高猪生长性能的作用㊂表2㊀贝莱斯芽孢杆菌对猪生长性能的影响Table2㊀EffectsofBacillusvelezensisongrowthperformanceofpigs项目Items对照组Controlgroup试验组Experimentalgroup初始体重Initialbodyweight/kg34.33ʃ1.7534.23ʃ2.67终末体重Finalbodyweight/kg41.72ʃ3.4443.58ʃ4.12平均日采食量ADFI/(g/d)1117.41ʃ296.731256.08ʃ210.08平均日增重ADG/(g/d)444.35ʃ43.17a525.20ʃ62.18b料重比F/G2.79ʃ0.442.45ʃ0.33㊀㊀同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05),不同大写字母表示差异极显著(P<0.01),无字母表示差异不显著(P>0.05)㊂表3㊁表4㊁表5同㊂㊀㊀Inthesameline,valueswithdifferentsmalllettersubscriptsmeansignificantdifference(P<0.05),andwithdifferentapicallettersubscriptsmeanextremelysignificantdifference(P<0.01),whilewithnolettersuperscriptsmeannosignificantdifference(P>0.05).ThesameasTable3,Table4andTable5.2.2㊀贝莱斯芽孢杆菌对猪粪便微生物的影响2.2.1㊀Alpha多样性分析㊀㊀12个样品共获得570656条高质量序列,平均长度为418.43nt㊂OTU聚类分析,12个粪便样品共获得1124个OTU,聚类为19个门,25个纲,38个目,71个科,207个属,376个种㊂从表3中可知,2组间Chao1指数㊁Ace指数㊁Shannon指数和Simpson指数均无显著差异(P>0.05)㊂表3㊀Alpha多样性指数分析Table3㊀Analysisofαdiversityindex项目Items对照组Controlgroup试验组ExperimentalgroupShannon指数Shannonindex4.72ʃ0.294.69ʃ0.33Simpson指数Simpsonindex0.03ʃ0.010.03ʃ0.01Ace指数Aceindex759.68ʃ86.84754.93ʃ108.40Chao1指数Chao1index767.44ʃ89.02770.04ʃ111.67Coverage指数Coverageindex0.9996ʃ0.00070.9996ʃ0.0001426512期刘韶娜等:贝莱斯芽孢杆菌对猪生长性能㊁微生物群落和代谢产物的影响2.2.2㊀Beta多样性分析㊀㊀如图1所示,基于Unweightedunifrac和Weightedunifrac加权距离主坐标分析(PCoA),其中主成分(PC)1和PC2对样品差异的贡献值分别为59.04%㊁18.58%和59.57%㊁22.26%㊂2组的样品并未明显分开,有重叠部分,Weightedunifrac综合主要物种进化关系㊁种类和其相对丰度分析,结果显示2组样品菌群组成有相似部分,又有不同部分,Unweightedunifrac主要对物种的存在和进化关系分析,结果显示试验组的物种比对照组更为丰富㊂综上所述,添加贝莱斯芽孢杆菌后,样品中菌群群落组成发生改变且菌群物种更为丰富㊂㊀㊀C:对照组样品samplesincontrolgroup;B:试验组样品samplesinexperimentalgroup㊂下图同thesameasbelow.图1㊀基于Unweightedunifrac(A)和Weightedunifrac(B)距离主坐标分析Fig.1㊀PCoAbasedonUnweightedunifracdistance(A)andWeightedunifracdistance(B)2.2.3㊀门水平下的菌群结构㊀㊀由表4可知,样品中细菌主要归于厚壁菌门㊁拟杆菌门和螺旋菌门三大类㊂本试验中相对丰度大于1%的菌门共3个㊂试验结果显示,2组样品中厚壁菌门的相对丰度最高,但组间无显著差异(P>0.05),其次为拟杆菌门,试验组的拟杆菌门和柔膜菌门相对丰度高于对照组(P>0.05),添加了贝莱斯芽孢杆菌后,降低了厚壁菌门/拟杆菌门,且差异显著(P<0.05)㊂表4㊀门水平下的优势菌群分布Table4㊀Distributionofdominantmicrofloraatphylumlevel项目Items对照组Controlgroup试验组Experimentalgroup厚壁菌门Firmicutes/%54.45ʃ9.4952.82ʃ6.55拟杆菌门Bacteroidetes/%37.33ʃ3.7041.27ʃ4.99螺旋菌门Spirochaetes/%3.34ʃ0.963.16ʃ1.37放线菌门Actinobacteria/%0.43ʃ0.110.46ʃ0.13柔膜菌门Tenericutes/%0.15ʃ0.070.28ʃ0.12厚壁菌门/拟杆菌门Firmicutes/Bacteroidetes1.51ʃ0.15a1.20ʃ0.18b2.2.4㊀属水平下的菌群结构㊀㊀OTU分类分析结果中相对丰度大于1%的菌属见表5,试验组和对照组优势菌中的相对丰度最高的菌属分别为普雷沃氏菌科_NK3B31群和链球菌属㊂试验组的乳杆菌属(P<0.05)㊁普雷沃氏菌属_9(P<0.05)㊁未分类的毛螺菌科(P<0.01)和瘤胃球菌属_1(P<0.01)的相对丰度显著或极显著高于对照组,链球菌属和瘤胃球菌科_UCG⁃002相对丰度则显著低于对照组(P<0.05)㊂结果显示试验猪在饲养过程中可能感染链球菌,但未显示出明显的表观病症,添加了贝莱斯芽孢杆菌后,显著降低链球菌的相对丰度,并提高具有直接或间接抗病菌(乳杆菌属㊁普雷沃氏菌属_9㊁未分类的毛螺菌科和瘤胃球菌属_1)的相对丰度,对其抗病能力具有潜在的促进作用㊂5265㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报32卷表5 属水平下的优势菌群分布Table5㊀Distributionofdominantmicrofloraatgenuslevel%项目Items对照组Controlgroup试验组Experimentalgroup普雷沃氏菌科_NK3B31群Prevotellaceae_NK3B31_group10.69ʃ1.2513.16ʃ3.23链球菌属Streptococcus13.60ʃ1.24a5.79ʃ2.52b乳杆菌属Lactobacillus5.03ʃ0.61a7.95ʃ1.16b未分类的毛螺菌科Unclassified_f_Lachnospiraceae3.03ʃ0.42A6.56ʃ0.74B考拉杆菌属Phascolarctobacterium4.50ʃ1.033.90ʃ0.94Norank_f_Muribaculaceae3.62ʃ0.823.84ʃ0.89密螺旋体属_2Treponema_22.97ʃ0.772.76ʃ1.03理研菌科_RC9肠群Rikenellaceae_RC9_gut_group2.97ʃ0.723.96ʃ0.32毛螺菌科_ZPB1014群Lachnospiraceae_ZPB1014_group2.92ʃ1.192.73ʃ0.54瘤胃球菌科_UCG⁃005Ruminococcaceae_UCG⁃0052.75ʃ0.431.77ʃ0.46普雷沃氏菌属_1Prevotella_12.55ʃ0.544.29ʃ1.67普雷沃氏菌属_9Prevotella_92.58ʃ0.62a4.51ʃ0.62b瘤胃球菌属_1Ruminococcus_11.15ʃ0.34A2.25ʃ0.28B普雷沃氏菌科_UCG⁃001Prevotellaceae_UCG⁃0010.62ʃ0.052.12ʃ1.50瘤胃球菌科_UCG⁃002Ruminococcaceae_UCG⁃0021.47ʃ0.38a0.98ʃ0.47b真杆菌属Eubacterium1.66ʃ0.521.47ʃ0.32未分类的普雷沃氏菌科Unclassified_Prevotellaceae0.98ʃ0.141.53ʃ0.312.2.5㊀物种聚类分析㊀㊀物种丰度聚类分析见图2,对照组和试验组的物种丰度聚类明显分开㊂试验组添加了贝莱斯芽孢杆菌后,提高了未分类的毛螺菌科㊁瘤胃球菌科_UCG⁃005㊁未明确的F082科㊁理研菌科RC9肠群㊁产粪甾醇真细菌属群㊁未分类的普雷沃氏菌科㊁普雷沃氏菌科_UCG⁃001㊁克里斯滕森菌科_RC9群㊁毛螺菌科_NK4B1336群㊁瘤胃球菌科_NK4A214群㊁瘤胃球菌科_UCG⁃014㊁2534⁃18B5科_肠群㊁瘤胃球菌科_UCG⁃002㊁毛螺菌科_XPB1014群㊁未明确的p_251_o5科㊁瘤胃球菌属_1的相对丰度,从而改变了菌群的结构㊂2.2.6㊀群落组成差异分析㊀㊀为了能更好地研究添加贝莱斯芽孢杆菌对猪粪便菌群组成的影响,本研究采用了多级物种差异判别分析方法(LEfSe)进行了差异分析,研究结果显示试验组和对照组细菌群落内的相对丰度差异显著(图3-A),LDA值大于2.0时(图3-B),2组共获得56个生物标记物,其中对照组获得36个生物标记物,说明2组的物种组成差异显著(P<0.05)㊂对照组内LDA值最大的是Selenom⁃onadales,试验组LDA值最大的是瘤胃球菌科_UCG⁃014,二者是相对丰度差异最大的细菌㊂纲水平上,试验组中放线菌纲相对丰度显著高于对照组(P<0.05),试验组Negativicutes㊁γ-变形菌纲㊁丹毒丝菌纲的相对丰度则显著低于对照组(P<0.05)㊂属水平上,与对照组相比,试验组瘤胃球菌科_UCG⁃014㊁未分类的普雷沃氏菌科㊁未分类的瘤胃球菌科㊁未明确的柔膜菌纲_RF95㊁瘤胃球菌科_UCG⁃004㊁未明确的红椿菌目㊁未分类的红椿菌目㊁未分类的梭菌目㊁Lachnoclostidium_10㊁半乳糖己酸菌㊁瘤胃梭菌属_1㊁GCA_900066225型菌的相对丰度显著提高(P<0.05),土孢杆菌属㊁巨型球菌属㊁颤螺菌属㊁副拟杆菌属㊁毛螺菌科_AC2044群㊁未分类的拟杆菌目㊁普雷沃氏菌属_2㊁琥珀酸弧菌属㊁Tyzzerella_3㊁艰难杆菌属㊁韦荣氏球菌属㊁未分类的拟杆菌科㊁未分类的丹毒丝菌科㊁优杆菌属群㊁狭义梭菌属_6㊁Intestinibacter㊁厌氧原体属㊁霍尔德曼氏菌和未分类的硒单胞菌目相对丰度显著下降(P<0.05)㊂626512期刘韶娜等:贝莱斯芽孢杆菌对猪生长性能㊁微生物群落和代谢产物的影响㊀㊀Prevotellaceae_NK3B31_group:普雷沃氏菌科_NK3B31群;Unclassified_f_Lachnospiraceae:未分类的毛螺菌科;Rumino⁃coccaceae_UCG⁃005:瘤胃球菌科_UCG⁃005;Norank_f_F082:未明确的F082科;Treonema_2:密螺旋体属_2;Rikenellaceae_RC9_gut_group:理研菌科_RC9肠群;Phascolarctobacterium:考拉杆菌属;Streptococcus:链球菌属;Lactobacillus:乳杆菌属;Olsenella:欧氏菌属;Parabacteriodes:副拟杆菌属;Norank_f_Bacteroidales_RF16_group:未明确的拟杆菌科_RF16群;Clos⁃tridium_sensu_stricto_1:狭义梭菌属_1;Prevotella_1:普雷沃氏菌属_1;Terrisporobacter:土孢杆菌属;Prevotella_9:普雷沃氏菌属_9;Eubacterium_coprostanoligenes_group:产粪甾醇真细菌属群;Unclassified_f_Prevotellaceae:未分类的普雷沃氏菌科;Prevotellaceae_UCG⁃001:普雷沃氏菌科_UCG⁃001;Christensenellaceae_RC9_group:克里斯滕森菌科_RC9群:Lachnospiraceae_NK4B1336_group:毛螺菌科_NK4B1336群;Ruminococcacea_NK4A214_group:瘤胃球菌科_NK4A214群;Ruminococcaceae_UCG⁃014:瘤胃球菌科_UCG⁃014;Norank_f_p⁃2534⁃18B5_gut_group:未明确的p⁃2534⁃18B5肠群;Prevotel⁃laceae_UCG⁃003:普雷沃氏菌科_UCG⁃003;Ruminococcaceae_UCG⁃002:瘤胃球菌科_UCG⁃002;Lachnospiraceae_XPB1014_group:毛螺菌科_XPB1014群;Norank_f_p⁃251⁃o5:未明确的p⁃251⁃o5科;Ruminococcs_1:瘤胃球菌属_1㊂图2㊀物种丰度聚类图Fig.2㊀Heatmapofspeciesabundance2.3㊀差异代谢产物分析2.3.1㊀偏最小二乘判别分析(PLS⁃DA)㊀㊀PLS⁃DA是一种有监督的判别分析方法㊂由图4可知,正负离子模式下,R2Y分别为0.849和0.778㊂图中PLS⁃DA建立的多元分析模型在2种模式下,能将2组样品完全分开,且分离度大,说明分类效果显著,饲粮添加贝莱斯芽孢杆菌B13后,显著改变了代谢物的组成㊂7265㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报32卷㊀㊀A:基于LDA的进化分支图taxonomiccladogrambasedonLDA;B:56个生物标记物56biomarkers㊂Ruminococcaceae_UCG⁃014:瘤胃球菌科_UCG⁃014;Unclassified_f_Prevotellaceae:未分类的普雷沃氏菌科;Unclassified_o_Ruminococcaceae:未分类的瘤胃球菌目;O_Mollicutes_RF95:柔膜菌目_RF95;norank_o_Mollicutes_RF95:未明确的柔膜菌目_RF95;Ruminococ⁃caceae_UCG⁃004:瘤胃球菌科_UCG⁃004;Ruminococcaceae_UCG⁃002:瘤胃球菌科_UCG⁃002;Norank_o_Coriobacteriales:未明确的红椿菌目;O_Coriobacteriales:红椿菌目;Actinobacteria:放线菌门;Unclassified_o_Coriobacteriales:未分类的红椿菌目;Unclassified_o_Clostridiales:未分类的梭菌目;Ruminiclostridium_1:瘤胃梭菌属_1;Caproiciproducens:半乳糖己酸菌;GCA_900066225:GCA_900066225菌属;Peptostreptococcaceae:消化链球菌科;Terrisporobacter:土孢杆菌属;Megasphaera:巨型球菌属;Proteobacteria:变形菌门;Oscillospira:颤螺菌属;Gammaproteobacteria:γ-变相菌纲;Parabacteriodes:副拟杆菌属;Lachnospiraceae_AC2044_group:毛螺菌科_AC2044群;Prevotella_2:普雷沃氏菌属_2;Succinivibrio:琥珀酸弧菌属;Suc⁃cinivibrionaceae:琥珀酸弧菌科;Aeromonadales:气单胞菌目;Unclassified_c_Bacteroidia:未分类的拟杆菌纲;Unclassified_o_Bacteroidales:未分类的拟杆菌目;Erysipelotrichales:丹毒丝菌目;Erysipelotrichia:丹毒丝菌纲;Erysipelotrichaceae:丹毒丝菌科;Succinivibrio:琥珀酸弧菌属;Norank_f_Erysipelotrichaceae:未分类的丹毒丝菌科;Unclassified_o_Bacteroidia:未分类的拟杆菌目;Mogibacterium:艰难杆菌属;Veillonella:韦荣氏球菌属;Eubacterium_nudatum_group:真杆菌属nudatum群;Clostridi⁃um_sensu_stricto_6:狭义梭菌属_6;Anaeroplasmatales:厌氧原体目;Anaeroplasma:厌氧原体属;Anaeroplasmataceae:厌氧原体科;Unclassified_o_Selenomonadales:未分类的硒单胞菌目;Holdemanella:霍尔德曼氏菌属㊂图3 群落组成差异Fig.3㊀Differencesofmicrobiotacomposition826512期刘韶娜等:贝莱斯芽孢杆菌对猪生长性能㊁微生物群落和代谢产物的影响图4㊀正(A)㊁负(B)离子模式下的PLS⁃DAFig.4㊀PLS⁃DAchartofpositive(A)andnegative(B)ionmodes2.3.2㊀代谢物注释㊀㊀采用非靶向代谢组学方法分析样本中的差异代谢产物,结果见表6,试验组和对照组的粪便样品在正负离子模式下分别检测出4748和5074种代谢物,其中阳离子条件下试验组差异代谢产物为237种,与对照组比较,102种产物相对含量上升,135种产物的相对含量下降;阴离子条件下试验组的差异代谢产物为254种,其中112种产物相对含量上升,142种产物的相对含量下降,其中差异表达前10位的代谢物见表6,由表可以看出,添加贝莱斯芽孢杆菌后,试验组中天竺葵素-3-槐糖苷和Nigellicacid分别是正㊁负离子模式下相对含量最大的差异代谢产物,均属于极显著上调物质(P<0.01)㊂与对照组相比,试验组猪粪便中的化学药物中间体,如4-乙酰对氨基苯甲醛和对乙酰氨基苯甲醛,其相对含量均显著下调(P<0.05),人参炔醇相对含量极显著下调(P<0.01),黑麦酮酸㊁甲基-10-过氧氢-8E,12Z,15Z-十八碳三烯酸甲酯和羟吲哚相对含量均显著下调(P<0.05)㊂表6㊀正㊁负离子模式下差异表达前10位的差异代谢产物Table6㊀Top10significantdifferentmetabolitesofpositiveandnegativeionmodes项目Items模式ModeFC值(B/C)FCvalue(B/C)P值P⁃value天竺葵素-3-槐糖苷Pelargonidin3⁃sophoroside+3.630.003Nigellicacid-2.93<0.0017-脱氢胆固醇7⁃dehydrocholesterol-0.860.040对氨基-1-[3-丙基嘧啶氨基]-1-脱氧果糖D⁃1⁃[(3⁃carboxypropyl)amino]⁃1⁃deoxyfructose+0.550.017对乙酰氨基苯甲醛p⁃acetaminobenzaldehyde+0.730.035黑麦酮酸Sedanonicacid-0.320.017羟喹啉Oxyquinoline+0.790.044甲基-10-过氧氢-8E,12Z,15Z-十八碳三烯酸甲酯Methyl⁃10⁃hydroperoxy⁃8E,12Z,15Z⁃octadecatrienoate+0.600.018羟吲哚Oxindole-0.810.006肠内脂(ʃ)⁃Enterolactone-0.950.015㊀㊀FC值(B/C):代谢物在2组间的差异表达倍数㊂FCvalue(B/C):expressionmultiplesofmetabolitesbetweentwogroups.2.3.3㊀关联分析㊀㊀为了挖掘和探究粪便中菌群与代谢物之间的潜在关系,发掘其潜在的生物标志物,采用皮尔逊(Person)分析方法将差异菌群和差异代谢产物进行相关性分析,本研究将分析菌群相对丰度与关联性最高的2种代谢产物相对含量之间的关系㊂由图5可知,链球菌属相对丰度与前列腺衍生物相对含量呈极显著正相关(P<0.01),与羟喹啉相9265㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报32卷对含量呈极显著负相关(P<0.01);乳杆菌属相对丰度与寡肽和肠内脂相对含量呈显著负相关(P<0.05);p⁃251⁃o5㊁密螺旋体_2和瘤胃球菌科_UCG⁃005相对丰度均与前列腺素衍生物相对含量呈显著负相关(P<0.05),与寡肽相对含量呈正相关(P>0.05);理研氏菌科_RC9肠群相对丰度与7-脱氢胆固醇(P<0.05)和羟喹啉相对含量呈正相关(P>0.05);未分类的毛螺菌科相对丰度与PC(16:0/0:0)相对含量呈正相关(P>0.05),与肠内脂相对含量呈负相关(P>0.05);普雷沃氏菌属_NK3B31群相对丰度与2-吲哚酮和9(S)⁃HpOTrE相对含量呈正相关(P>0.05);未明确的Muribacu⁃laceae相对丰度与2-吲哚酮相对含量呈正相关(P>0.05),与羟喹啉相对含量呈负相关(P>0.05);考拉杆菌属相对丰度与前列腺衍生物相对含量呈正相关(P>0.05),与寡肽相对含量呈负相关(P>0.05)㊂其中链球菌属㊁未分类的毛螺菌科和乳杆菌属为粪菌中优势菌,相对丰度占前10,添加贝莱斯芽孢杆菌后,未分类的毛螺菌科和乳杆菌属相对丰度均显著上升(P<0.05),且均与肠内脂相对含量呈负相关,链球菌属相对丰度显著下降(P<0.05),且与前列腺衍生物相对含量呈显著相正相关(P<0.05)㊂㊀㊀∗表示差异显著(P<0.05);∗∗表示差异极显著(P<0.01)㊂∗meansignificantdifference(P<0.05);∗∗meanextreme⁃lysignificant(P<0.01).㊀㊀Phascolarctobacterium:考拉杆菌属;Rikenellaceae_RC9_gut_group:理研氏菌科_RC9肠群;Treponema_2:密螺菌属_2;Ruminococcaceae_UCG⁃005:瘤胃球菌科_UCG⁃005;Norank_f_p⁃251⁃o5:未分类的p⁃251⁃o5;Lactobacillus:乳杆菌属;Unclas⁃sified_f_Lachnospiraceae:未分类的毛螺菌科;Prevotellaceae_NK3B31_group:普雷沃氏菌科_NK3B31群;Streptococcus:链球菌属;Oxyquinoline:羟喹啉;Glycylserylprolylmethionylphenylalanylvalinamide:一种寡肽;(ʃ)⁃Enterolactone:肠内脂;p⁃acet⁃aminobenzaldehyde:对乙酰氨基苯甲醛;(22E)⁃1⁃alpha,3⁃beta⁃dihydroxychola⁃5,16,22⁃trien⁃24⁃oicacid:油酸;7⁃dehydrochol⁃esterol:7-脱氢胆固醇;ProstaglandinE2serinolamide:前列腺衍生物;Oxindole:2-吲哚酮㊂图5 关联分析Fig.5㊀Correlationanalysis036512期刘韶娜等:贝莱斯芽孢杆菌对猪生长性能㊁微生物群落和代谢产物的影响3㊀讨㊀论3.1㊀贝莱斯芽孢杆菌对猪生长性能的影响㊀㊀在动物饲粮中添加一定剂量的益生菌,具有改善动物消化吸收㊁促进生长的作用㊂常见益生菌有乳酸菌㊁酵母菌㊁芽孢杆菌㊁粪球菌等㊂研究结果显示,由于添加菌的品种和添加剂量㊁试验动物的品种㊁日龄和发育阶段等的不同,试验结果也不同㊂丁浩等[6]的研究发现,在饲粮中添加枯草芽孢杆菌能显著提高猪的平均日增重和降低料重比;邢帅兵等[7]在断奶仔猪饲粮中添加107CFU/kg的枯草芽孢杆菌后,则发现其对日增重㊁采食量和料重比均无显著影响㊂本试验研究结果表明,添加107CFU/kg的贝莱斯芽孢杆菌后,试验组中猪的平均日增重显著高于对照组,其他生长性能指标均有提高的趋势,但差异不显著㊂链球菌属为机会致病菌,与猪的发病率显著相关,添加贝莱斯芽孢杆菌后,肠道内链球菌的相对丰度显著下降,具有潜在降低发病促进生长性能的潜能;本试验结果与前人研究结果具有一定的差异性,但趋势一致,结果的不同可能与菌种的选择㊁菌的添加量和试验动物的选择等因素相关㊂综上,添加贝莱斯芽孢杆菌具有潜在提高猪生长性能的趋势㊂3.2㊀贝莱斯芽孢杆菌对猪粪便中微生物菌群的影响㊀㊀肠道微生物菌群是宿主体内营养代谢和免疫功能的重要参与者[8],与宿主的健康与疾病显著相关[9-11]㊂刚排泄的粪便,其微生物菌群能够间接地反映肠道微生物组成,并能节约试验经费㊁减少应激因素和进行连续性跟踪试验,故在肠道微生物研究方面,越来越多的学者通过关注粪菌来研究肠道微生物[12-14]㊂㊀㊀厚壁菌门和拟杆菌门为肠道内优势微生物,参与体内营养物质的代谢,如编码多糖分解的酶,参与糖的代谢,协同参与氨基酸代谢㊂厚壁菌门/拟杆菌门与脂肪的贮存呈正相关[15-16],通过调控脂代谢相关基因表达与脂肪贮存和代谢,从而调节脂肪酸的合成和脂肪贮存㊂薛春旭等[17]研究发现,高谷物饲粮能提高山羊回肠内厚壁菌门与拟杆菌门细菌的数量,但对其比值无显著影响㊂高糖㊁高脂饲粮能显著降低粪菌中厚壁菌门/拟杆菌门[18],而在高血压[19]㊁辐射[20]㊁脂肪肝[21]的粪菌中则显著上升,碳水化合物代谢㊁生物降解和DNA损伤通路为特征的菌群功能改变,同时可作为坏死性小肠结肠炎(NEC)的生物标记物[22]㊂本研究发现添加贝莱斯芽孢杆菌后,粪菌中厚壁菌门/拟杆菌门显著下降,但其与脂肪沉积和营养代谢之间的关系还待进一步研究㊂㊀㊀短链脂肪酸在肠道内发挥重要作用[23],如抗炎㊁防癌㊁清除耐药性致病菌和调控基因表达等作用[24-26]㊂短链脂肪酸的含量与保育猪的腹泻呈显著负相关,与平均采食量和平均日增重呈显著正相关[27]㊂短链脂肪酸可以作为信号分子,在细胞外激活G蛋白偶联受体(GPCRs),在细胞内抑制组蛋白脱乙酰化酶(HDAC)作用,从而引起宿主免疫应答,降低肠道炎症,增强肠道屏障功能[28-29],与抵抗肠道致病菌具有显著的相关性㊂肠道中短链脂肪酸主要受肠道菌群(如梭菌属㊁瘤胃球菌属㊁粪杆菌属㊁毛螺菌科和拟杆菌属等)㊁益生元等的影响[30-31],如饲粮中添加枯草芽孢杆菌能显著提高粪便中短链脂肪酸的含量和乳杆菌的相对丰度[32]㊂瘤胃球菌属是猪肠道内一种常见菌,属于厚壁菌门,其相对丰度与宿主的饲料利用率(如蛋白水解㊁淀粉消化吸收)和短链脂肪酸的代谢呈正相关[33-34],且受饲粮中淀粉[35-36]㊁粗纤维[37]㊁含氮饲粮部分[38]和肠道炎症[39-40]等因素的影响㊂本研究发现,添加贝莱斯芽孢杆菌B13后,显著提高了试验组中短链脂肪酸产生菌瘤胃球菌属_1和未分类的毛螺菌科的相对丰度,对炎症的抵抗具有潜在促进意义㊂㊀㊀链球菌属为机会致病菌[41],对猪的发病具有潜在诱导作用[42],其相对丰度与乳杆菌相对丰度呈显著负相关[43]㊂本试验结果显示,试验过程中2组猪均感染链球菌,但并未发病,可能与试验猪具有抗逆性有关,还有待进一步研究,添加贝莱斯芽孢杆菌后显著降低了链球菌属的相对丰度,分析原因,可能因为:1)添加菌贝莱斯芽孢杆菌具有病原菌拮抗性;2)添加贝莱斯芽孢杆菌后,部分抗病菌的相对丰度升高,如乳杆菌能直接或者间接抑制链球菌的生长[44];瘤胃球菌能产生具有抗菌活性物质 瘤胃球菌素C1(RumC1),通过抑制核酸合成对多重耐药菌和致病性梭菌等病原菌发挥杀菌作用[45];毛螺菌科对病原菌具有拮抗作用[46]㊂故而添加贝莱斯芽孢杆菌具有潜在抑制链球菌和促进有益菌相对丰度的趋势㊂13653.3㊀贝莱斯芽孢杆菌对猪粪便中代谢产物的影响㊀㊀在肠道中,底物相同的前提下,由于微生物的种类不同从而导致其发酵产物和代谢产物的不同㊂本试验结果显示,饲粮添加贝莱斯芽孢杆菌后,在提高了粪便中具有抗氧化功能的物质的相对含量的同时,也降低了药物中间体的含量,如显著上调了天竺葵素-3-槐糖苷的相对含量,天竺葵素-3-槐糖苷是花青素的一种,主要作用为抗氧化剂㊂猪粪便中的化学药物中间体,如4-乙酰对氨基苯甲醛和对乙酰氨基苯甲醛的相对含量均呈现显著下调状态,黑麦酮酸的相对含量呈现下调状态,黑麦酮酸是曲霉菌和草酸青霉菌等霉菌的代谢产物,已报道贝莱斯芽孢杆菌具有抗植物病害如疮痂链霉菌作用,说明添加贝莱斯芽孢杆菌后,有潜在促进机体降低粪便中药物残留和体内抗霉菌作用的趋势㊂㊀㊀吲哚及其衍生物是由色氨酸经肠道菌群发酵产生[47],通过降低核因子-κB(NF⁃κB)信号通路中关键蛋白的表达和下游促炎症基因的上调,抑制脂多糖(LPS)引起的胆固醇代谢变化[48];降低肠道通透性,影响黏膜稳态,诱导胰高血糖素样肽-1(GLP⁃1)的释放,从而抑制食欲,降低胃排空速度[49],某些来源于大肠杆菌代谢物的吲哚类化合物具有促进耐药型大肠杆菌持留菌的生长的作用[50],同时吲哚也与肉中的膻味成正比[51]㊂羟吲哚则具有促进大鼠迷走神经c⁃Fos蛋白表达,增加焦虑行为的作用[52]㊂而本试验中添加贝莱斯芽孢杆菌后,平均日增重显著提高,平均日采食量有上升趋势,但差异不显著,羟吲哚的相对含量显著下调㊂添加贝莱斯芽孢杆菌后是否能通过吲哚类代谢物而间接影响其采食量,且通过什么通路来影响等问题,还待进一步研究㊂4㊀结㊀论㊀㊀①添加贝莱斯芽孢杆菌提高了试验猪的平均日增重㊂㊀㊀②添加贝莱斯芽孢杆菌对猪粪菌微生物多样性没有显著的影响,但降低了粪菌中厚壁菌门/拟杆菌门,属水平上菌群结构发生显著变化,显著提高了未分类的毛螺菌科和瘤胃球菌属_1等短链脂肪酸产生菌群和乳杆菌属等益生菌的相对丰度,显著降低了链球菌属等机会致病菌的相对丰度㊂㊀㊀③添加贝莱斯芽孢杆菌提高了天竺葵素-3-槐糖苷等抗氧化物质的相对含量,具有潜在降低肠道炎症的功能;降低了4-乙酰对氨基苯甲醛㊁对乙酰氨基苯甲醛等药物中间体物质㊁羟吲哚和黑麦酮酸等霉菌代谢产物的相对含量㊂参考文献:[1]㊀李威,李佳熙,李吉平,等.我国不同环境介质中的抗生素污染特征研究进展[J].南京林业大学学报(自然科学版),2020,44(1):205-214.[2]㊀李昕,曾洁,王岱,等.细菌耐药耐受性机制的最新研究进展[J].中国抗生素杂志,2020,45(2):113-121.[3]㊀康星星.贝莱斯芽孢杆菌CC09防治小麦全蚀病菌侵染的机制[D].博士学位论文.南京:南京大学,2019.[4]㊀申永瑞,向君亮,王佳琦,等.疮痂链霉菌拮抗菌株BU396的分离鉴定与抗菌性质分析[J].微生物学通报,2019,46(10):2601-2611.[5]㊀刘韶娜,张斌,相德才,等.芽孢杆菌B13的分离鉴定及其抑菌作用研究[J].中国畜牧兽医,2019,46(2):573-581.[6]㊀丁浩,黄攀,章文明,等.饲粮添加枯草芽孢杆菌对保育猪生长性能和血浆生化参数的影响[J].动物营养学报,2020,32(2):605-612.[7]㊀邢帅兵,陈代文,余冰,等.枯草芽孢杆菌对断奶仔猪生长性能和肠道形态㊁黏膜免疫及菌群数量的影响[J].动物营养学报,2020,32(5):2066-2073.[8]㊀SENGHORB,SOKHNAC,RUIMYR,etal.Gutmi⁃crobiotadiversityaccordingtodietaryhabitsandgeo⁃graphicalprovenance[J].HumanMicrobiomeJour⁃nal,2018(7/8):1-9.[9]㊀KIMHB,ISAACSONRE.Thepiggutmicrobialdi⁃versity:understandingthepiggutmicrobialecologythroughthenextgenerationhighthroughputsequen⁃cing[J].VeterinaryMicrobiology,2015,177(3/4):242-251.[10]㊀PAJARILLOEAB,CHAEJP,BALOLONGMP,etal.EffectsofprobioticEnterococcusfaeciumNCIMB11181administrationonswinefecalmicrobiotadiver⁃sityandcompositionusingbarcodedpyrosequencing[J].AnimalFeedScienceandTechnology,2015,201:80-88.[11]㊀SONNENBURGJL,BÄCKHEDF.Diet⁃microbiotainteractionsasmoderatorsofhumanmetabolism[J].Nature,2016,535(7610):56-64.[12]㊀孙东方,王晨,刘颖,等.双乙酸钠对小鼠肠道菌群结构和功能的影响[J].微生物学杂志,2020,40(2):。
动物营养学报2020,32(3):1076⁃1083ChineseJournalofAnimalNutrition㊀doi:10.3969/j.issn.1006⁃267x.2020.03.013凝结芽孢杆菌的生物学功能及其在畜禽生产中的应用安济山㊀胡睿智㊀杨㊀玲㊀贺建华∗(湖南农业大学动物科学技术学院,长沙410128)摘㊀要:凝结芽孢杆菌是一种产乳酸的芽孢杆菌,除了具有肠道内乳酸菌和双歧杆菌的双重功效之外,还具有芽孢杆菌属的高抗逆性㊂诸多研究表明,其作为饲料添加剂,凝结芽孢杆菌具有调节动物肠道功能紊乱㊁维持肠道微生态平衡㊁提高机体免疫能力和生产性能等多方面的功效㊂因此,本文主要综述了凝结芽孢杆菌的生物学功能㊁作用机理以及国内外关于凝结芽孢杆菌在畜禽生产中的应用效果,以期为凝结芽孢杆菌在畜禽健康养殖和安全生产中的应用提供有效参考㊂关键词:凝结芽孢杆菌;乳酸;高抗逆性;生物学功能;作用机理;畜禽生产中图分类号:S816.7㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:1006⁃267X(2020)03⁃1076⁃08收稿日期:2019-08-31基金项目:湖南省双一流建设专项(kxk201801004)作者简介:安济山(1999 ),男,新疆哈密人,硕士研究生,研究方向为动物营养与饲料科学㊂E⁃mail:1484737060@qq.com∗通信作者:贺建华,教授,博士生导师,E⁃mail:jianhuahy@hunau.net㊀㊀凝结芽孢杆菌(Bacilluscoagulans)于20世纪初在酸败牛奶中被首次发现[1]㊂经几十年来的研究,国内外对其益生特性及安全性已取得权威性认可,现已被中国农业部列为可直接饲用于畜禽生产的新型饲料添加剂㊂相比于胃肠道内固有的重要的乳酸菌和双歧杆菌,凝结芽孢杆菌不仅兼具二者的双重功效,同时,还具备芽孢杆菌属高抗逆性㊁强黏附性㊁分泌消化酶㊁产抑菌物质㊁易于培养与贮存稳定等独特优势[2-3]㊂㊀㊀诸多研究报道表明,作为新型微生态制剂,凝结芽孢杆菌具有调控动物肠道健康等多种生物学功能,主要体现在调节肠道功能紊乱㊁维持肠道菌群平衡㊁改善肠道形态结构㊁增强机体免疫能力㊁促进营养物质吸收代谢以及提高生产性能等方面[4-6],不仅有力地改善了畜禽亚健康与养殖环境污染状况,而且有效避免了饲喂抗生素所带来的药物残留和耐药性等问题,即顺应了当下畜牧养殖业 限抗 和 禁抗 的趋势㊂因此,结合国内外关于凝结芽孢杆菌的研究结果,对凝结芽孢杆菌的生物学功能㊁作用机理及其在畜禽生产中的应用效果作一综述,以期为凝结芽孢杆菌在畜禽生产中更合理的应用提供有效参考㊂1 凝结芽孢杆菌的生理特性㊀㊀凝结芽孢杆菌为厚壁菌门芽孢杆菌属,是兼性厌氧型革兰氏阳性菌,其活化的营养细胞呈杆状(长2.5 5.0μm,宽0.6 1.0μm),且两端钝圆,端生芽孢,无鞭毛,具有一定的运动性,菌落形态呈不透明白色且表面突出的圆形形状[1]㊂凝结芽孢杆菌为嗜热同型乳酸发酵菌,最适生长温度为30 50ħ,最适pH为6.6 7.0,主要以淀粉类原料为碳源发酵,无氧无灭菌处理可分解糖类生成高光学纯度的L(+)-乳酸[7]㊂此外,发酵培养基中碳源㊁氮源和生长因子(主要为生物素和硫胺素)限制其发酵率㊁产芽孢率及乳酸浓度[8]㊂㊀㊀凝结芽孢杆菌的特性主要体现在以下几方面:1)安全性:除了具备益生菌制剂众多优点之外,经毒理学和抗生素耐药性试验证明,其不同于3期安济山等:凝结芽孢杆菌的生物学功能及其在畜禽生产中的应用其他芽孢杆菌携带肠毒素和呕吐毒素基因,同时无致诱变和致畸变以及遗传毒性效应,并对所有抗生素具有一定的敏感性,且不携带抗生素耐药性基因[9-11]㊂2)抗逆性:其芽孢体状态具有耐胃酸㊁耐胆盐㊁耐高温高压㊁复活率高等特性,是顺利通过胃肠道系统的重要保障,并且具有满足颗粒饲料加工条件㊁降低杂菌污染系数和延长货架期等优势,且可提高饲料品质[12-13]㊂3)黏附性:根据置换肠道致病菌试验表明,其对肠道上皮细胞具有较强的黏附力,是益生作用的重要前提条件[9,14]㊂4)抑菌性:其具有较广的抗菌谱,在代谢繁殖过程中所分泌的L(+)-乳酸与凝固素等抑菌物质共同抑制肠道内多种革兰氏阳性/阴性致病菌[15-16],降低动物肠道发病率㊂5)产水解酶性:其分泌多种消化酶和酶促因子,可降解植物饲料中复杂碳水化合物和消除抗营养因子等[17]㊂2㊀凝结芽孢杆菌的生物学功能及机理2.1㊀抑制有害菌增殖,维持肠道菌群稳态㊀㊀肠道菌群是激活和维持肠道生理功能的重要因素,菌群失调将直接导致动物机体生理功能性障碍,进而引发各种疾病㊂凝结芽孢杆菌并非动物体肠道内固有微生物,其以高抗逆性的活性芽孢体顺利通过胃酸和消化酶的双重作用进入肠道 定居 ,并迅速消耗肠道中的游离氧,创造可促进厌氧型有益菌如乳酸菌和双歧杆菌增殖的低氧环境,同时抑制需氧型致病菌和腐败微生物的生长,减少产气荚膜梭菌数量[18-19]㊂王政等[20]报道,饮水中添加高剂量的凝结芽孢杆菌显著增加了肉鸡盲肠食糜中乳酸菌数量,显著减少了大肠杆菌类致病菌数量㊂Donskey等[21]研究发现,凝结芽孢杆菌可显著降低小鼠肠道内耐万古霉素肠球菌的数量,同时,证明凝结芽孢杆菌具有改善抗生素引起的肠道菌群紊乱和相关疾病的优势菌株㊂诸多研究发现,凝结芽孢杆菌不同于传统乳酸菌或芽孢杆菌,以戊糖㊁己糖为碳源发酵生成高化学纯度与光学纯度的L(+)-乳酸[22],并且有利于人体和动物吸收,能在小肠上皮细胞表面形成一层生物屏障,阻止有害病菌的附着,同时调节肠道环境pH,创造有利于益生菌增殖的酸性环境,对嗜碱性致病菌有拮抗作用[15]㊂有研究发现,凝结芽孢杆菌可产生抑菌素物质,对肠道内革兰氏阳性或阴性致病菌有显著抑制作用[23-24]㊂此外,在体外肠道模拟试验中,再次证明凝结芽孢杆菌对肠道李斯特菌㊁金黄色葡萄球菌㊁大肠埃希氏菌㊁沙门氏菌和副溶血性弧菌等病原菌有显著溶解作用,其机理可能是产生的凝固素溶解病原菌细胞膜,导致胞内氨基酸㊁无机盐离子等泄露失活[25]㊂㊀㊀综上,凝结芽孢杆菌在肠道内通过抑制病原菌黏附㊁生物夺氧和产生L(+)-乳酸与抑菌素共同拮抗病原菌的异常增殖,促进有益菌群的生长发育,进而改善肠道菌群结构,营造健康肠道环境㊂2.2㊀改善肠道形态结构,调节肠道吸收代谢㊀㊀肠道形态结构的完整性是保证动物对营养物质消化吸收的重要条件㊂诸多研究表明,凝结芽孢杆菌可以改善动物肠道的形态结构,进而提高饲料利用率和动物生产性能[26-27]㊂Wu等[28]报道,饲粮中添加凝结芽孢杆菌可极显著降低感染产气荚膜梭菌肉鸡肠道损伤评分,并显著提高肠黏膜完整性㊁小肠绒毛高度和绒隐比㊂这与在断奶仔猪肠道损伤模型上的应用研究结果一致,而且可以显著增强肠道上皮细胞间紧密连接蛋白闭锁蛋白(Occludin)㊁闭合蛋白-1(Claudin⁃1)和闭锁小带蛋白-1(ZO⁃1)的mRNA表达,从而恢复肠道通透性,防御病原菌感染,减少腹泻[29-30],其机理可能与抑制肠道黏膜免疫相关信号通路跨膜Toll样受体(Toll⁃likereceptors,TLR)⁃4和细胞内NOD样受体(nucleotidebindingoligomerizationdo⁃main⁃likereceptors,NLR)⁃2激活核转录因子-κB(nuclearfactor⁃κB,NF⁃κB)转录促炎细胞因子有关[31]㊂以上研究结果充分证明凝结芽孢杆菌能促进动物肠道形态发育,维持肠黏膜完整性屏障功能㊂凝结芽孢杆菌同其他芽孢杆菌一样,在消化道中分泌多种胞外酶,如α-淀粉酶㊁脂酶㊁蛋白酶㊁木聚糖酶和纤维素酶等,有效降解和消除饲粮中难以被消化的植物性碳水化合物㊁抗营养因子,以乳酸菌的功能提高钙㊁磷㊁维生素D的吸收利用,从而提高饲料转化率㊁动物生产(产蛋)性能和降低料重比(料蛋比)[32-34]㊂此外,凝结芽孢杆菌还能产生多种代谢产物如氨基酸㊁维生素㊁短链脂肪酸(乙酸㊁丁酸)和促生长因子等,为动物机体提供营养的同时,协同其他有益菌促进小肠蠕动,减少肠道内胺类有毒物质的堆积,改善肠道代谢环境,调节消化吸收功能[35-36]㊂此外,凝结芽孢杆菌分泌的β-半乳糖苷酶可以催化乳糖为葡萄糖和7701㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报32卷半乳糖,缓解人体乳糖不耐受症状[37]㊂综上所述,凝结芽孢杆菌通过改善肠道形态结构㊁维持肠道黏膜完整性和分泌多种消化酶与代谢物质共同刺激小肠蠕动,促进营养物质的消化吸收,从而提高动物生产性能㊂2.3㊀增强抗氧化能力,调节机体免疫功能㊀㊀免疫系统是动物对病原体应答的反应系统,而抗氧化系统是免疫相关细胞功能正常的重要保障,因此,机体免疫功能基于平衡的抗氧化系统而建立㊂㊀㊀抗氧化酶的活性反映机体抗氧化能力,丙二醛(malondialdehyde,MDA)的含量反映机体脂质过氧化损伤程度㊂诸多研究报道表明,凝结芽孢杆菌能显著提高机体血清和肝脏抗氧化酶活性并降低MDA含量,减少自由基对机体细胞的损害,从而抑制由活性氧诱导的氧化应激和疾病[18,38-39]㊂在体外抗氧化试验中发现,凝结芽孢杆菌产生的由4种单糖聚合而成的胞外多糖(ex⁃opolysaccharide,EPS)具有较强的清除自由基和降低MDA含量的能力[40]㊂Yu等[38]研究报道,凝结芽孢杆菌可显著提高鲫鱼血清超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,SOD)㊁谷胱甘肽过氧化物酶(glutathioneperoxidase,GSH⁃Px)㊁过氧化物酶2(peroxiredoxin2,Prx2)活性和谷胱甘肽(glutathi⁃one,GSH)含量,降低血清MDA含量,其机理可能与上调核因子E2相关因子2(nuclearfactorE2⁃re⁃latedfactor2,Nrf2)转录有关,进而提高抗氧化酶基因表达㊂宫秀燕等[41]研究表明,饲粮中添加凝结芽孢杆菌可缓解沙门氏菌感染肉鸡氧化应激的趋势,可极显著提高肉鸡血清总抗氧化能力(totalantioxidantcapacity,T⁃AOC)和过氧化氢酶(cata⁃lase,CAT)㊁SOD活性,抑制MDA的生成,降低氧化应激损伤,其机理可能与其降低肠道pH㊁分泌抗菌物质或维生素等有关,以激活剂的功能刺激机体分泌抗氧化酶㊂㊀㊀据诸多研究报道表明,凝结芽孢杆菌可增强动物肠黏膜屏障功能,促进T㊁B淋巴细胞增殖分化,刺激辅助性T细胞1(Th1)/辅助性T细胞2(Th2)分泌细胞因子以及增强自然杀伤细胞(nat⁃uralkillercell,NK)与吞噬细胞的活力,以提高体液免疫和细胞免疫水平[5,42-43]㊂Sudha等[44]在脂多糖诱导小鼠巨噬细胞(RAW264.7)炎症反应中添加凝结芽孢杆菌,能显著减少促炎因子的分泌,缓解炎症反应,其机理是通过抑制NF⁃κB转录和环氧合酶(cyclo⁃oxygen⁃ase,COX)⁃2活性,降低了促炎细胞因子的含量㊂也有研究表明,在环磷酰胺引起小鼠免疫缺陷和链霉素引起肠道失调综合征模型中,凝结芽孢杆菌显著改善了肠道形态结构(尤其是恢复上皮细胞通透性),增加了T淋巴细胞㊁脾淋巴细胞和巨噬细胞数量,进而提高了肠黏膜屏障与免疫功能[45]㊂邢冠润等[46]研究发现,凝结芽孢杆菌可显著提高产蛋后期蛋鸡血清免疫球蛋白A(immunoglobulin,Ig)A㊁IgG㊁白细胞介素(interleukin,IL)⁃2㊁IL⁃4㊁IL⁃10㊁肿瘤坏死因子-α(tumornecrosisfactor,TNF⁃α)及小肠黏膜分泌性免疫球蛋白A(secretoryimmunoglobulinA,sIgA)含量㊂胸腺㊁脾脏和法氏囊等免疫器官指数可反映禽类免疫状况㊂宫秀燕等[47]报道,凝结芽孢杆菌能缓解产气荚膜梭菌感染肉鸡坏死性肠炎趋势,并极显著提高免疫器官指数,促进T㊁B淋巴细胞的增殖,其机理可能是所分泌的有益物质作为抗原刺激并促进免疫器官的生长发育㊂Xu等[48]也研究发现,凝结芽孢杆菌不仅可以显著提高黄羽肉鸡胸腺㊁脾脏和法氏囊等免疫器官指数,而且通过提高十二指肠TLR4㊁干扰素-α(interferon⁃α,IFN⁃α)和黑色素瘤分化相关抗原5(melanomadif⁃ferentiation⁃associatedgene5,MDA5)的mRNA表达,刺激肠道先天免疫功能,增加肠黏膜分泌阳性sIgA数量㊂此外,凝结芽孢杆菌可以提高水产动物血清溶菌酶(lysozyme,LZY)活性㊁非特异性免疫指标及对副溶血性弧菌抗病性[18,49]㊂综上,凝结芽孢杆菌可维持肠道黏膜屏障正常功能,增强抗氧化系统,激活机体先天免疫与适应性免疫活力,从而有效抵抗由活性氧和疾病等导致的机体生理功能性障碍㊂3㊀凝结芽孢杆菌在畜禽生产中的应用3.1㊀在家禽生产中的应用㊀㊀凝结芽孢杆菌在家禽中可作为免疫调节剂使家禽抵御病害,缓解疾病或病菌感染引起的生长抑制和生理功能性障碍[50-51]㊂Wu等[28]研究发现,饲粮中添加4ˑ1010CFU/kg凝结芽孢杆菌可有效缓解由产气荚膜梭菌导致的肉鸡坏死性肠炎症,可显著改善肠道形态结构,并可显著提高空肠黏膜sIgA和LZY的mRNA表达以及肠碱性磷酸酶活性㊂也有研究报道,凝结芽孢杆菌可显著缓87013期安济山等:凝结芽孢杆菌的生物学功能及其在畜禽生产中的应用解产气荚膜梭菌和沙门氏菌感染的肉鸡肠道病变趋势,并显著提高血清T⁃AOC和SOD㊁CAT㊁GSH⁃Px活性及免疫器官指数,并显著降低料重比和致病菌数量[41,47],与刘聪等[52]的研究结果相似㊂李嘉懿等[39]研究发现,在蛋鸡饲粮中添加100mg/kg凝结芽孢杆菌可显著提高血清抗氧化酶活性,并显著降低血清甘油三酯和肝脏中粗脂肪含量,有效预防产蛋高峰期和后期脂肪肝综合征㊂Xu等[48]在肉鸡饲粮中添加200mg/kg凝结芽孢杆菌,发现其可显著提高十二指肠绒隐比和阳性sIgA数量,增强肠道黏膜屏障功能㊂以上研究充分表明,凝结芽孢杆菌可以提高家禽抗氧化能力,增强肠道免疫功能,对多种致病菌所致的疾病具有显著的免疫效果㊂因此,可以推测凝结芽孢杆菌提高家禽免疫能力是通过改善肠黏膜屏障功能,提高机体整体免疫水平,增加肠道受损部位免疫因子表达量,有效抵抗病原性感染及缓解感染后病变趋势,从而保障家禽健康和生产水平㊂㊀㊀此外,许多研究表明,凝结芽孢杆菌对肉禽㊁蛋禽的生产性能具有不同程度的影响[32,53]㊂Bami等[54]研究报道,饲粮中添加100mg/kg凝结芽孢杆菌可改善肉鸡回肠产乳酸菌群数量,显著提高体增重㊁饲料转化率,显著降低料重比,并改善胴体以及肉质性状,降低肝脏㊁腹部脂肪和肉中硫代巴比妥酸值,这与前人研究结果[55]相似㊂也有研究表明,凝结芽孢杆菌可有效缓解热应激引起肉鸡料重比的升高,与对照组相比,可显著降低血清皮质酮㊁总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇含量[56],有效防御动脉粥样硬化,提高生产性能㊂另有研究表明,凝结芽孢杆菌可显著提高肉禽小肠绒毛高度㊁绒隐比,改善盲肠内乳酸菌与大肠杆菌的比例,增强肠道消化酶的活性[48,57-58]㊂蛋禽的产蛋性能与料蛋比是评价蛋禽生产性能的重要指标㊂邢冠润等[46]报道,在产蛋后期蛋鸡基础饲粮中添加3.33ˑ106CFU/g凝结芽孢杆菌可显著提高其肠道消化酶活力,促进免疫器官发育,并显著提高血清中IgA㊁IgG㊁IL⁃2㊁IL⁃4㊁IL⁃10㊁TNF⁃α和sIgA的mRNA表达或分泌,降低料蛋比㊁腹泻率及血清干扰素-γ(interferon⁃γ,IFN⁃γ)含量;另发现凝结芽孢杆菌通过促进性腺激素释放和卵巢上繁殖相关受体基因的表达,提高产蛋性能[34]㊂黄遵锡等[59]的研究与其结果相似,而且发现凝结芽孢杆菌可显著提高产蛋高峰期蛋鸡饲粮中钙㊁磷㊁蛋白质和氨基酸的吸收代谢,从而提高产蛋率㊁蛋品质㊂在其他蛋禽品种也得到相似的结果[60-61]㊂因此,可推测凝结芽孢杆菌主要通过提高家禽先天免疫与适应性免疫,改善肠道形态结构,增强消化酶活性,促进营养物质吸收代谢,从而实现肉禽㊁蛋禽生产性能的提高㊂然而,有学者认为凝结芽孢杆菌对蛋禽产蛋性能和蛋品质无显著影响[62-63]㊂这可能与试验动物品种和饲喂阶段不同有关,也可能与凝结芽孢杆菌的来源与添加剂量有关,还需进一步研究论证㊂3.2㊀在家畜生产中的应用㊀㊀诸多研究表明,饲粮添加不同水平凝结芽孢杆菌或含凝结芽孢杆菌复合添加剂具有提高仔猪免疫能力和生产性能的作用[64-65]㊂Adami等[27]报道,饲粮中添加1.0ˑ1010CFU/kg凝结芽孢杆菌,与对照组和添加80mg/kg杆菌肽锌组相比,可显著提高仔猪平均日增重㊁饲料转化率,显著降低粪便中肠球菌和大肠杆菌数量㊂Wu等[26]㊁余魁等[29]在21日龄断奶仔猪基础饲粮中分别添加2.0ˑ106㊁2.0ˑ107CFU/g凝结芽孢杆菌,相比于对照组,2组均显著提高肠道抗氧化酶SOD和CAT活性,促进肠道黏膜细胞的增殖与更新以及紧密连接蛋白OccludinmRNA表达水平,降低空肠隐窝深度㊁二胺氧化酶活性和MDA含量,而2.0ˑ107CFU/g凝结芽孢杆菌可显著降低血清胆固醇含量㊁谷氨酰胺转肽酶活性且缓解肠道氧化应激损伤㊂同时,蒲俊宁等[33]在饲粮中添加复合添加剂(3000g/t苯甲酸㊁400g/t凝结芽孢杆菌和400g/t牛至油)也得到了与其相似的效果,并且显著上调仔猪空肠黏膜sIgA㊁营养物质转运载体钠-葡萄糖共转运载体1㊁寡肽转运蛋白1㊁Claudin⁃1㊁Occludin㊁黏液蛋白2等mRNA表达水平,从而维持肠道黏膜屏障完整性,促进营养物质的吸收,有效缓解由大肠杆菌攻毒引起的腹泻㊂因此,可推测仔猪生产性能提高的机理可能是凝结芽孢杆菌定植于未发育完全仔猪肠道内,改善肠道形态结构,维持肠道黏膜完整性,调节肠道菌群平衡,促进养分转运载体与抗氧化酶基因的表达,从而达到提高免疫力和生产性能的效果㊂4㊀小㊀结㊀㊀综上所述,凝结芽孢杆菌在畜禽生产中具有改善肠道微生态环境㊁调节营养物质吸收代谢㊁提9701㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报32卷高机体免疫力以及生产性能等功效㊂然而,现阶段仍然存在一些有待进一步解决的问题:1)虽然在畜禽生产应用中取得了较理想的效果,但针对不同动物品种㊁不同生长阶段的最适添加量与添加方式还需进一步的研究总结;2)针对不同来源菌株的特性和作用机制还需进一步探索研究,以便发掘凝结芽孢杆菌与其他绿色添加剂配伍使用的潜在生物学功能,有助于为凝结芽孢杆菌在畜禽生产中的应用提供有效的理论依据,推动当下畜牧行业新时代㊁新模式的发展㊂参考文献:[1]㊀SARLESWB,HAMMERBW.ObservationsonBa⁃cilluscoagulans[J].JournalofBacteriology,1932,23(4):301-314.[2]㊀HYRONIMUSB,LEMARRECC,SASSIAH,etal.Acidandbiletoleranceofspore⁃forminglacticacidbacteria[J].InternationalJournalofFoodMicrobiolo⁃gy,2000,61(2/3):193-197.[3]㊀MIDHUNSJ,NEETHUS,VYSAKHA,etal.Antag⁃onismagainstfishpathogensbycellularcomponents/preparationsofBacilluscoagulans(MTCC⁃9872)andit 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