合生素对团头鲂生产性能、肠道菌群及肠道形态的影响

肖世玖 陈雁南 孙亚楠 王 恬 刘文斌 周岩民

(南京农业大学动物科技学院,南京 210095)

合生素对团头鲂生产性能、肠道菌群及肠道形态的影响

肖世玖 陈雁南 孙亚楠 王 恬 刘文斌 周岩民

(南京农业大学动物科技学院,南京 210095)

将 960尾初始平均体重为(95.41±0.52)g的 1龄团头鲂为分为 4个处理,第 1组饲喂对照基础饲料;第 2、3、4组分别饲喂在基础饲料中添加 0.1%合生素Ⅰ、合生素Ⅱ和合生素Ⅲ的试验饲料,试验为期两个月;通过测定团头鲂的生产性能、血清抗氧化指标和肠道菌群及其形态,研究三种合生素的应用效果。结果表明:在饲料中添加合生素能改善团头鲂的生产性能,其中合生素Ⅰ效果显著 (P<0.05);三种合生素均显著提高了团头鲂血清抗氧化能力,其中合生素Ⅰ和合生素Ⅲ效果更佳(P<0.05);各合生素均能降低肠道中的大肠杆菌数(P<0.05),促进芽孢杆菌的增殖(P<0.05),合生素Ⅰ的作用较明显,但对乳酸杆菌均作用不明显;合生素Ⅰ显著提高了团头鲂前、中、后肠的绒毛高度和后肠绒毛高度/隐窝深度(P<0.05)。

团头鲂 合生素 生产性能 肠道菌群 肠道形态

饲料中长期使用抗生素会产生耐药菌,导致在动物产品中残留,而有些残留的抗生素在食品加工过程中还可能产生毒性更强的降解物,从而影响人类健康和安全。饲料中禁用抗生素已成为必然,因此,迫切需要开发新型安全、高效的抗菌剂和抗生素替代品。合生素是最有潜力的产品之一,合生素(Synbiotics)又称合生元,是指益生菌 (Probiotics)与益生元 (Prebiotics)联合使用的生物制剂,其特点是同时发挥益生菌和益生元的作用[1]。益生菌能通过调节宿主黏膜与系统免疫功能、改善肠道营养与菌群平衡而对宿主产生有益的生理作用。益生元为一种非消化性成分,可阻断病原菌在宿主细胞上的定植,并通过选择性促进一种或几种有益菌的生长,对宿主产生有益的影响,从而增加宿主健康,增强动物细胞和体液免疫功能。合生素能同时发挥益生菌和低聚木糖的作用,提高动物的生产性能,促进肠道乳酸菌和双歧杆菌等有益菌的增殖,同时抑制大肠杆菌[2-3]。目前,益生素和益生元应用于水产饲料中可提高鱼类的生长和抗病力,改善鱼类健康状况;合生素也有明显的应用效果[4-6]。但合生素的组合方式较多,且在团头鱼鲂饲料中的应用研究尚未见报道。为此,试验以团头鲂为研究对象,探讨不同合生素对团头鲂生长性能、消化酶活性、肠道菌群及肠道绒毛的影响,为合生素在水产养殖业中的进一步深入研究和合理应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物及试验材料

试验鱼种:团头鲂为 1龄鱼种,初始平均体重为(95.41±0.52)g,由宜兴市水产养殖基地提供。合生素的主要成分为:低聚木糖 (质量分数为 35%,主要成分为:木二糖、木三糖、木四糖和木五糖,江苏康维生物有限公司生产)、地衣芽孢杆菌 (主要成分为:含 2×1010个/克地衣芽孢杆菌,美国雅来大药厂生产,商品名为“益畜宝”)和纳豆芽孢杆菌 (主要成分为:含 1.6×1010个/克纳豆芽孢杆菌,宜兴市科维生物有限公司生产),按不同配方配制成合生素Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种产品,即每吨饲料中分别含 (低聚木糖 100 g +地衣芽孢杆菌 100 g)、(低聚木糖 100 g+纳豆芽孢杆菌 125 g)、(低聚木糖 100 g+地衣芽孢杆菌50 g+纳豆芽孢杆菌 75克)。试验时间:2007-08-04—2007-08-11,鱼的驯化饲养。2007-08-11—2007-10-14,鱼的正式饲养。

1.2 试验设计

试验分为四个处理,每个处理设 8个重复,每个重复一个网箱,网箱大小为 1.5 m×1.5 m×2 m,网箱的网眼为 0.2 mm×0.2 mm,每个重复 30尾团头鲂。基础饲料配方见表 1,所有饲料均制成颗粒料。

表1 基础饲料的配方及养分含量

1.3 试验鱼类养殖管理

用基础饲料投喂驯化团头鲂 12 d,待鱼表现出主动抢食为止。驯化后按鱼体重的 2%～4%投喂各试验饲料,每周调整1次。每天投喂3次,在8∶30投喂适量,半小时后观察采食情况,估计采食量,13∶30与 18∶30再各投喂一次。试验期间水温为 16～31℃,平均水温为 25.5℃,池水 pH为 6.9～7.1,溶解氧为 5～9 mg/L。每周刷洗 1次网箱。

1.4 样品的采集和处理

试验结束时,于每重复中随机取 2尾鱼从尾静脉取血,离心后取血清置于 -20℃冰箱。用75%酒精棉球消毒鱼体表,打开腹腔消毒肠管外壁,用无菌水冲洗后剔除周围脂肪组织,用无菌生理盐水淋洗肠壁 3次,再用无菌水漂洗一次。肠道分为前、中、后肠。

1.5 测定指标及方法

1.5.1 生产性能

试验开始及结束时分别对各网箱的鱼进行空腹称重并记录其初重 (g)及末重 (g),计算平均增重及投饵系数。

1.5.2 血清抗氧化指标的测定

使用 SOD、MDA、GSH-Px测定试剂盒(南京建成公司)测定。

1.5.3 肠道菌群

无菌取中肠食糜 0.2g于无菌离心管中,加入无菌0.85%生理盐水 1.8 mL,制成原液。用旋涡混合仪将稀释液混匀,此液为 10-1(浓度)稀释液,吸取上清液依次进行10倍稀释。各肠段食糜中的大肠杆菌、乳酸杆菌、芽孢杆菌数量级不同,按具体情况进行稀释。肠道食糜选取 3个稀释度,取 100μL以平板涂布法接种于麦康凯琼脂培养基、乳酸杆菌培养基、芽孢杆菌培养基中,大肠杆菌与芽孢杆菌 37℃有氧培养 24 h,乳酸杆菌 37℃有氧培养 48 h后菌落计数,以每克肠道内容物中细菌个数的对数 lgCFU表示。

1.5.4 肠道微绒毛测量

将固定好的肠道经冲洗→脱水→透明→浸蜡→包埋→修块、切片→展开与烤片→HE染色、封片处理后,在电镜下选择绒毛、隐窝、黏膜较完整的视野进行拍照,用 paulim软件作定量分析。每个样本选取 5张切片,每张切片选取 6个绒毛、最深隐窝和固有膜,测量其高度并进行统计分析。

1.6 数据的统计学分析

采用 SPSS13.0统计软件,用单因子方差分析(Ony-way ANOVA,LSD)进行差异显著性检验,结果以平均数 ±标准误(X±SE)表示。

2 结果与分析

2.1 合生素对团头鲂生产性能的影响

由表 2可知,添加合生素使团头鲂的平均增重分别提高了 44.94%(P<0.05)、9.75%、27.53%,饵料系数分别降低了 20.20%(P<0.05)、6.06%、15.82%;成活率无显著变化,但均有增高的趋势。

表 2 合生素对团头鲂生长性能的影响

2.2 合生素对团头鲂血清抗氧化指标的影响

饲料中添加合生素增强了团头鲂的抗氧化功能(表 3),各试验组 SOD活力显著高于对照组,分别提高了 13.97%、12.74%、9.27%;各试验组MDA质量分数分别降低了 19.12%(P<0.05)、15.96%、17.19%(P<0.05),其中合生素Ⅰ组和Ⅲ组效果显著;各试验组 GSH-Px活力分别提高了 91.86%、78.46%、101.14%(P<0.05)。

表3 合生素对团头鲂血液中 SOD、MDA和 GSH-Px的影响

2.3 合生素对团头鲂肠道菌群的影响

各试验组团头鲂肠道大肠杆菌的数量分别比对照组降低了 8.12%、8.24%、7.87%(P<0.05);肠道中芽孢杆菌的数量分别增加了 11.96%、5.74%、9.72%(P<0.05);各组肠道乳酸杆菌含量稍有增加,但不明显(表 4)。

表 4 合生素对团头鲂食糜中芽孢杆菌、乳酸杆菌及大肠杆菌数量的影响

2.4 合生素对团头鲂肠道形态学的影响

2.4.1 对前肠形态学的影响

由表 5可知,与对照组相比,合生素Ⅰ使前肠绒毛高度提高了 20.65%(P<0.05);各试验组前肠绒毛高度/隐窝深度分别提高了 27.56%、17.31%、30.30%(P>0.05);各试验组固有膜厚度和隐窝深度与对照组相比无显著差异。

表5 合生素对团头鲂前肠形态学的影响

2.4.2 对中肠形态学的影响

由表 6可知,与对照组相比,合生素Ⅰ组中肠绒毛高度提高了 13.55%(P<0.05),肠绒毛高度/隐窝深度提高了 3.80%。与对照组相比,各试验组固有膜厚度和隐窝深度无显著差异。

表6 合生素对团头鲂中肠形态学的影响

2.4.3 对后肠形态学的影响

由表 7可知,与对照组相比,各试验组后肠绒毛高度均显著提高 23.93%(P<0.01)、14.72%、14.29%,其中合生素Ⅰ效果更佳;合生素Ⅰ使绒毛高度/隐窝深度提高了 28.73%(P<0.05)。与对照组相比,各试验组隐窝深度无显著差异。

表7 合生素对团头鲂后肠形态学的影响

3 讨论与结论

3.1 合生素对团头鲂生产性能的影响

研究表明,在饲料中添加 0.01%低聚木糖能显著提高异育银鲫的生长率[4],在对虾饲料中添加2 g/kg低聚糖能提高蛋白质和饲料利用率,加快个体生长速度[5]。饲料中添加0.02%和0.03%地衣芽孢杆菌能显著提高鱼体增重率和干物质、粗蛋白及磷表观消化率,并降低了饵料系数[6];饵料中添加芽孢杆菌,可提高斑节对虾成活率,促进其生长[7]。0.01%低聚木糖和 0.01%地衣芽孢杆菌配伍饲喂异育银鲫效果较佳[6]。本试验研究也表明,合生素可显著提高团头鲂平均增重,降低饵料系数。

3.2 合生素对团头鲂血清抗氧化指标的影响

自由基可破坏和攻击DNA、细胞膜、蛋白质和脂类,在动物机体内引发膜脂质过氧化反应[8-9]。超氧化物歧化酶(SOD)是生物体内一种重要抗氧化防御酶。丙二醛(MDA)是脂质过氧化物的最终分解产物之一,常作为脂类过氧化的测定指标,其含量能直接反映机体脂质过氧化程度,并间接反映细胞损伤程度[10]。谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)可特异性催化还原型谷胱甘肽 (GSH)对过氧化氢的还原反应,起到保护细胞膜结构和功能的作用[11]。饲料中单一添加 0.01%低聚木糖或与 0.01%芽孢杆菌配伍使用均能明显提高异育银鲫血清 SOD活性[12]。本试验也证实,合生素能显著提高 SOD活力、GSHPx活力,同时降低了MDA含量。其作用机制可能为低聚木糖能作为有益菌芽孢杆菌的碳源,经口服芽孢杆菌后在肠道淋巴组织结合的抗原结合位点上直接作为免疫佐剂,或通过调整宿主体内的微生物菌群间接的发挥免疫佐剂的作用,提高机体的防御功能[13]。

3.3 合生素对团头鲂肠道菌群的影响

低聚木糖添加剂可显著降低畜禽肠道有害菌如大肠杆菌、梭菌数量,增加双歧杆菌和乳酸菌数量[14-15]。低聚木糖被益菌芽孢杆菌、乳酸杆菌等利用,从而促进有益微生物大量增殖,调节微生态平衡。在异育银鲫日粮中配合使用地衣芽孢杆菌与低聚木糖,大肠杆菌数量可降低 10%,乳酸杆菌数量增加趋势[4]。日粮中添加芽孢杆菌,肠道中芽孢杆菌、双歧杆菌、乳酸杆菌的数量均较对照组有所增加,而大肠杆菌数量有所减少[16-17]。本试验也证实,合生素能促进肠道食糜中芽孢杆菌的增殖,降低大肠杆菌的数量。低聚木糖类物质能通过对肠道粘膜上皮的竞争性,能与病原菌的外源凝集素特异性结合,使病原菌不能在肠壁上粘附,而随低聚木糖排出体外,阻断其致病。

3.4 合生素对团头鲂肠道形态学的影响

寡糖有改善肠道黏膜形态的趋势,增加绒毛长度和小肠吸收面积[18]。Ichikawa等[19]报道益生素能够诱导大鼠肠道上皮细胞增殖。服用益生素 (芽孢杆菌、酵母菌及乳酸菌)后 3天雏鸡盲肠扁桃体绒毛表面的微绒毛密度和长度明显提高[20]。肠道内较长的微绒毛和较多的分裂细胞,预示着肠道微绒毛功能的增强[21]。本试验结果表明,合生素Ⅰ可显著提高团头鲂前、中、后肠的绒毛高度和后肠绒毛高度/隐窝深度。

4 结论

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在饲料中应用由低聚木糖和芽孢杆菌配制的合生素能提高团头鲂生产性能及血清抗氧化能力,改善肠道形态,对微生物区系也具有调节作用,其中以低聚木糖和地衣芽孢杆菌配伍的合生素效果较好。monodon survival and growth[J].Aquaculture,1998,167: 301-313

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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 文献标识码:A 文章编号:1003-0174(2010)05-0073-05

江苏省水产三项工程(PJ2005-59),现代农业产业技术体系建设专项资金资助 -大宗淡水鱼类 (nycytx-49-21)

2009-06-18

肖世玖,男,1982年出生,硕士,动物营养

周岩民,男,1963年出生,副教授,动物营养