丁酸梭菌对哺乳母猪繁殖性能、免疫和抗氧化功能的影响

冯云龙，王晶莹，于 淼，刘 萱，马 倩，刁新平*

（1.东北农业大学动物科学技术学院，黑龙江哈尔滨 150030；2.哈尔滨市阿城区畜牧站，黑龙江阿城 150300）

抗生素作为饲料添加剂被广泛应用于畜禽养殖中，但抗生素不当使用造成了严重的健康风险和环境污染，同时抗生素的耐药性已成为全球关注的热点[1]，通过科学合理的方法替代抗生素就变得十分重要[2]。抗生素相关性腹泻会随着抗生素尤其是β-内酰胺加酶抑制剂和抗真菌剂[3]的加大使用变得愈加严重，甚至会引发死亡[4]。因此，寻找安全、有效、绿色的抗生素替代产品迫在眉睫。益生菌作为一类很好的绿色添加剂，其中丁酸梭菌具有无毒、较强的稳定性和适应能力等特点，被用于饲料添加剂等方面[5]。郑有秀等[6]研究发现，在断奶仔猪日粮中添加丁酸梭菌可减少有害菌数量，提高血清总蛋白含量和肝的总抗氧化能力。赵文文等[7]试验发现，雏鸭饲粮中添加丁酸梭菌和黄芪多糖可以提高雏鸭的免疫性能和抗氧化能力，改善肠道形态。耿正颖等[8]研究发现，断奶仔猪日粮中添加丁酸梭菌可提高其免疫机能和抗氧化能力。Zhan 等[9]研究发现，产蛋后期蛋鸡饲粮中添加5×104、1×105CFU/g 丁酸梭菌，蛋鸡血清中IgM、总超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶浓度呈线性和二次增加，肠道中大肠杆菌的数量减少。本试验在妊娠后期和哺乳期母猪饲粮中添加不同含量的丁酸梭菌，旨在研究其对哺乳母猪繁殖性能、免疫性能和抗氧化性能的影响，为丁酸梭菌在哺乳母猪生产中的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料 丁酸梭菌（Clostridium butyricum）（活菌≥2×108CFU/g），粉末状，由湖北绿雪生物科技有限公司提供。

1.2 试验设计 试验选取预产期和胎次（2 胎）相近的健康长白母猪32 头，随机分成4 组，每组8 个重复，每个重复1 头。对照组饲喂基础日粮，试验组分别在基础饲粮基础上添加250、500、1 000 mg/kg 丁酸梭菌。用搅拌机将不同添加量的丁酸梭菌与基础饲粮混合充分后进行饲喂，预试期7 d，试验期为28 d（产前7 d 至21 d 断奶）。试验基础饲粮是结合生产实践进行配制的玉米-豆粕型饲粮，基础日粮组成及营养成分见表1。

表1 基础日粮组成及营养成分（风干基础）

1.3 饲养管理 试验于黑龙江省哈尔滨市双城区杏山村金玉米粮油贸易有限公司的猪场进行。产前7 d 将母猪统一转移至产床上饲养，保证饲养条件一致，期间由同一饲养员进行饲养管理，产后21 d 断奶。母猪产前，每天06:30、13:30 共饲喂3.5 kg 饲料，生产当天停料，产后18:30 加料1.5 kg，保证母猪自由采食和饮水。母猪产后与新生仔猪的护理由专人看护，定时清理粪便与尿液，保证猪场的环境与卫生。避免母猪与仔猪受到惊吓，每日观察母猪精神状况和采食饮水是否有异常。定期对猪场进行消毒，防止疫病的发生。初生仔猪出现死亡、拉稀等情况时要及时处理。

1.4 样品采集 母猪分娩当天12 h 内和分娩第10 天、第21 天08:00，对母猪耳朵进行消毒，耳缘静脉处用一次性采血针头和肝素钠采血管进行采血，采集10 mL，迅速放置于离心机中进行离心，3 000 r/min 离心5～10 min，取上层血清于1.5 mL 离心管中，标号存于-20℃冰箱备用。母猪哺乳第1 天和第21 天，采集母猪新鲜粪便于冻存管内，标号，存放于液氮罐中。

1.5 指标测定与方法

1.5.1 繁殖性能 母猪分娩时，记录窝产活仔数、窝产仔数（包括活仔和死仔）。仔猪出生后、吃初乳前对仔猪进行称重记为初生重。断奶窝重为哺乳第21 天断奶的仔猪空腹体重。

弱仔率=初生重量低于700 g 的仔猪数量/窝产仔数×100%

死胎率=初生死亡的仔猪数/窝产仔数×100%

1.5.2 血液免疫指标 血清中免疫球蛋白A（Immunoglo bulin A，IgA）、免疫球蛋白M（Immunoglobulin M，IgM）和免疫球蛋白G（ImmunoglobulinG，IgG）采用比色法测定，用A6 半自动生化仪分析。白细胞介素6（Interleukin-6，IL-6）、白细胞介素1β（Interleukin-1β，IL-1β）采用酶联免疫法测定，用华卫德朗DR-200BS酶标分析仪分析。试剂盒购自北京华英生物技术研究所。

1.5.3 血液抗氧化指标 血清中丙二醛（Malondialdehyde，MDA）含量、过氧化氢酶（Catalase，CAT）活性、超氧化物歧化酶（Total superoxide dismutase，T-SOD）活性、谷胱甘肽过氧化物酶（Glutathione peroxidase，GSH-Px）活性、总抗氧化能力（Total antioxidant capacity，T-AOC）均采用比色法测定，用A6 半自动生化仪分析。试剂盒购自北京华英生物技术研究所。

1.5.4 粪便中乳酸菌和大肠杆菌的测定 取一定量稀释液将采集的样品稀释10 倍。乳酸菌（Lactobacillus）用MRS 培养基培养，大肠杆菌（Escherichia coli）用麦康凯培养基培养，采用微生物平板计数法测定。菌群数量以每克粪便中所含细菌群落总数的对数[lg（CFU/g)]表示。试剂盒购自北京陆桥技术股份有限公司。

1.6 统计分析 采用SPSS 22.0 统计软件对数据进行方差分析，运用Duncan's 进行多重比较检验，结果以平均值±标准误表示，P＜0.05 为差异显著。

2 结果

2.1 丁酸梭菌对哺乳母猪繁殖性能的影响 如表2 所示，从产前7 d 至产后21 d 断奶，窝产仔数、窝产活仔数、初生重、断奶窝重、弱仔率和死胎率在各组间无显著差异，表明日粮中添加丁酸梭菌对哺乳母猪的繁殖性能没有显著影响。

2.2 日粮中添加丁酸梭菌对哺乳母猪血液免疫指标的影响 如表3 所示，哺乳第1 天，1 000 mg/kg 丁酸梭菌组血清中IgA、IgM 和IgG 含量较对照组分别增加25.51%、5.04%和11.57%（P＜0.05）。哺乳第21 天，250、500、1 000 mg/kg 丁酸梭菌组IgA 含量较对照组分别提高22.43%、36.45%、44.86%（P＜0.05），500 mg/kg 丁酸梭菌组IgM 含量较对照组上升4.96%（P＜0.05），1 000 mg/kg 丁酸梭菌组IgG 含量较对照组升高7.47%（P＜0.05）。在哺乳第1 天和第10 天，1 000 mg/kg 丁酸梭菌组IL-6 含量较对照组分别降低28.89% 和24.37%（P＜0.05）。哺乳第1、10、21天，1 000 mg/kg 丁酸梭菌组IL-1β含量较对照组降低（P＜0.05）。哺乳第21 天，各丁酸梭菌添加组IL-6 含量均下降（P＜0.05）。

2.3 日粮中添加丁酸梭菌对哺乳母猪血液抗氧化指标的影响 如表4 所示，哺乳第1、10、21 天，添加丁酸梭菌组的SOD 含量均高于对照组（P＜0.05），而MDA含量均低于对照组（P＜0.05）。哺乳第1、10、21 天，500 mg/kg 和1 000 mg/kg 丁酸梭菌组MDA 含量较对照组分别下降23.15%和24.38%、30.63%和37.86%、33.73%和42.06%（P＜0.05）。哺乳第1 天和第21 天，1 000 mg/kg 丁酸梭菌组CAT 含量较对照组分别上升96.46%、85.10%（P＜0.05）。哺乳第21 天，500 mg/kg丁酸梭菌组T-AOC 含量较对照组上升60.76%（P＜0.05），500、1 000 mg/kg 丁酸梭菌组GSH-Px 含量较对照组分别提高25.49%、24.79%（P＜0.05）。

表2 丁酸梭菌对哺乳母猪繁殖性能的影响

表3 丁酸梭菌对哺乳母猪血液免疫指标的影响

2.4 日粮中添加丁酸梭菌对哺乳母猪粪便中乳酸菌和大肠杆菌的影响 如表5 所示，哺乳第1 天，500、1 000 mg/kg 丁酸梭菌组大肠杆菌含量较对照组分别降低63.28%、73.43%（P＜0.05）。哺乳第21 天，500、1 00 0 mg/kg 丁酸梭菌组大肠杆菌含量较对照组分别下降70.77%、72.24%（P＜0.05）。哺乳第1 天和第21 天，添加丁酸梭菌对粪便中乳酸菌含量无显著影响。

3 讨 论

3.1 日粮中添加丁酸梭菌对哺乳母猪繁殖性能的影响本试验结果显示，在妊娠后期和哺乳期的母猪饲粮中添加丁酸梭菌对窝产仔数、窝产活仔数、弱仔率和死胎率没有显著影响，但是仔猪初生重和断奶窝重有升高趋势。前人研究发现，将丁酸梭菌添加至断奶仔猪饲粮中，仔猪生产性能提高，耗料增重比下降[10-11]。Casas 等[12]添加1 250×108CFU/kg 丁酸梭菌至仔猪饲粮中，仔猪增重显著上升。李安东等[13]发现日粮中添加丁酸梭菌可以提高断奶仔猪的生产性能。赵雷等[14]将0.2%和0.1%复合丁酸梭菌制剂加入妊娠母猪日粮中，发现活仔数、仔猪初生重和21 日龄重均显著升高。孙华等[15]研究发现，仔猪饲粮中2.5×108CFU/kg 丁酸梭菌可以提高保育猪日增重。本试验在妊娠后期和哺乳期母猪饲粮中添加不同剂量的丁酸梭菌，对哺乳母猪繁殖性能没有显著影响，窝产仔数、窝产活仔数、弱仔率和死胎率在各组之间无显著差异，这与前人报道不一致，原因可能是配种后第25 天，受精卵已完成对子宫壁的吸附，因此母猪在产前7 d 子宫内胎儿数量（包括存活和死亡的胎儿）已经固定，外界因素难以改变窝产仔数（包括活仔和死仔）。但仔猪初生重和断奶窝重有升高趋势，是因为丁酸梭菌在肠道内产生酶（如淀粉酶）和维生素类有益物质（如B 族维生素），从而加快了营养物质的消化吸收，具有保健作用，同时保证母猪哺乳期的健康状态和营养水平，提供足够的母乳，有利于仔猪的生长，提高了仔猪的断奶重量。关于妊娠母猪在产前饲粮中添加丁酸梭菌的最佳时间有待进一步探究。

表4 丁酸梭菌对哺乳母猪血液抗氧化指标的影响 U/mL

表5 丁酸梭菌对哺乳第1 天和第21 天粪便中乳酸菌和大肠杆菌含量的影响

3.2 日粮中添加丁酸梭菌对哺乳母猪免疫指标的影响机体内免疫球蛋白含量反映了其对各种病毒和细菌的抵抗力、免疫功能的强弱。IgA、IgG 和IgM 为3 种重要的免疫球蛋白，可以抵御机体内的细菌和病毒[16]。IgA主要由黏膜相关淋巴样组织产生，在黏膜免疫中发挥着重要作用。IgG 为一种抗感染免疫球蛋白，主要由淋巴结、脾脏中的浆细胞合成分泌，和抗原特异性地结合，在机体免疫中发挥着重要作用。IgM 主要存在于血液中，具有很强的抗感染作用，为初次免疫应答中产生的主要免疫球蛋白。白细胞介素在免疫细胞的免疫调节过程中发挥着重要作用，IL-1β和IL-6 可以促进B 细胞的增殖分化和分泌抗体进行免疫调节。王柳懿等[17]研究发现，仔猪饲粮中添加丁酸梭菌可以激活LR2/4 信号通路，通过MyD88 途径分泌细胞因子，提升机体免疫力。张吉鹍[18]发现，动物饲料中添加丁酸梭菌可提高体内血清中IgA 和IgM 的含量。刘亭婷等[19]试验发现，蛋用仔公鸡饲粮中添加适量丁酸梭菌，可以增加血清中IgG 和IgA 等免疫指标的含量，降低空肠组织中IL-6 和TNF-α mRNA 相对表达水平，增强机体免疫力。李玉鹏等[10]发现，饲粮中添加5×105CFU/g 丁酸梭菌使断奶仔猪血清IL-1β含量降低5.47%。刘砚涵[20]研究发现，饲粮中添加200 mg/kg 丁酸梭菌可以显著提高填饲北京鸭血清中IgA、IgG、C3 和C4 含量。Wang 等[21]也发现，仔猪饲粮中添加丁酸梭菌和粪肠球菌的复合益生菌制剂，可以提高断奶第14 天血清中IgM 含量，提高断奶第28 天血清中IgA、IgG 和IgM 含量。本试验在妊娠后期和哺乳期母猪饲粮中添加500 mg/kg 和1 000 mg/kg丁酸梭菌，也显著提高了哺乳第1、10、21 天母猪血清中IgA、IgG 和IgM 含量，降低IL-6 和IL-1β含量。原因是丁酸梭菌磷壁酸可以促进炎症抑制因子增多，从而应对机体内的炎症，避免组织受损。以上研究表明，丁酸梭菌可以激活免疫系统，刺激机体产生免疫因子，提高免疫能力，维持机体健康，但还需进一步探究。

3.3 日粮中添加丁酸梭菌对哺乳母猪血清抗氧化指标的影响 细胞新陈代谢会产生各种活性氧，SOD 可以防止氧自由基对细胞体的破坏，从而保护细胞[22]。在逆境情况下，生物体内自由基增多，细胞膜产生过氧化，导致细胞膜破坏和损伤，CAT 催化细胞内过氧化氢分解，防止氧化[23]。GSH-Px 具有清除脂类氢过氧化物等功能，反映抗氧化能力的强弱。MDA 为脂质氧化的终产物，可以反映脂质过氧化的强度，脂质过氧化越强，损伤程度越大，MDA 含量越大。郑有秀等[6]试验发现，饲粮中添加500 mg/kg 丁酸梭菌可以提高断奶仔猪肝的T-AOC。尹会方等[24]研究发现，断奶仔猪饲粮中添加丁酸梭菌可显著提高血清中SOD 含量，降低MDA 含量，且T-AOC 和GSH-Px 含量均有上升。刘婷婷等[25]给断奶仔猪饲喂500 mg/kg 丁酸梭菌，血清中SOD 活性和T-AOC 均显著高于对照组。本试验结果表明，在妊娠后期和哺乳期母猪饲粮中添加1 000 mg/kg 丁酸梭菌，显著降低了哺乳第1、10、21 天血清中MDA 含量，减少氧化应激带来的损害；添加500 mg/kg 和1 000 mg/kg丁酸梭菌显著提高了哺乳第1、10、21 天血清中SOD、CAT 和GSH-Px 活力，增强T-AOC。原因是丁酸梭菌分泌产生丁酸盐和氢气，其中氢原子通过与自由基的结合，防止自由基对细胞的破坏，增强了机体抗氧化酶的活性，减少氧化应激，提高机体抗氧化能力。

3.4 日粮中添加丁酸梭菌对哺乳母猪肠道中乳酸菌和大肠杆菌的影响 丁酸梭菌在动物肠道代谢过程中产生丁酸、丁酸梭菌素和淀粉酶等，丁酸和丁酸梭菌素可以抑制大肠杆菌、沙门氏菌和产气荚膜梭菌等有害菌繁殖，同时淀粉酶分解碳水化合物产生的低聚糖可以间接促进乳酸菌和双歧杆菌等有益菌的生长，从而调节肠道菌群平衡。畜禽养殖中，乳酸菌是一类广泛分布在肠道中，可以将碳水化合物发酵生成乳酸的有益细菌，可以调节肠道菌群平衡，维持肠道健康，提高机体的生产性能[26]，同时可以提高免疫能力等。大肠杆菌主要分布在大肠中，是人和动物肠道中数量最多的一种细菌，会引起人和动物腹泻，在一定条件下也可引发肠道外感染等疾病。Cao 等[27]试验发现，母猪饲粮中添加2×108CFU/kg 丁酸梭菌可以改变母猪肠道菌群组成。Sato 等[28]研究发现，丁酸梭菌可以改变仔猪肠道微生物群的结构。刘韶娜等[29]在0～14 日龄断奶仔猪饲粮中添加105个/g 丁酸梭菌，发现盲肠大肠杆菌数量降低，双歧杆菌和乳酸杆菌数量升高。梁明振等[30]添加丁酸梭状芽孢杆菌至断奶仔猪饲粮中，显著减少肠道中大肠杆菌含量，显著增加肠道中乳酸菌数量。本试验结果表明，妊娠后期和哺乳期饲粮中添加丁酸梭菌显著降低了哺乳第1 天和第21 天母猪肠道中大肠杆菌数量，但对乳酸菌的含量影响并不显著。可能原因是丁酸梭菌在肠道中产生淀粉酶，水解淀粉产生酸，乳酸菌对酸具有一定的耐受性，因此，在饲料中添加一定量的丁酸梭菌并不能显著影响乳酸菌数量。还有一种可能是试验于产前7 d 开始至产后21 d结束，试验周期太短，丁酸梭菌进入母猪肠道内起作用时间太少，导致菌群中有益菌和致病菌之间未能完全达到平衡，作用不显著。但不同添加量的丁酸梭菌对哺乳母猪肠道微生态平衡的研究有待进一步试验。

4 结 论

本研究结果表明，在妊娠后期和哺乳期母猪饲粮中添加丁酸梭菌，可以显著提高母猪免疫性能和抗氧化能力，且添加量为500～1 000 mg/kg 时效果明显；添加丁酸梭菌7 d 后，母猪肠道中大肠杆菌数量显著下降。