笼养密度对雪山鸡生产性能及盲肠微生物的影响

2021-11-04孔令琳王来娣王志秀陈国宏戴网成常国斌

畜牧兽医学报 2021年10期

孔令琳，王来娣，白皓，江勇，王志秀，王维，陈国宏，戴网成，常国斌*

(1.扬州大学动物科学与技术学院，扬州 225009； 2. 教育部农业与农产品安全国际合作联合实验室，扬州 225009；3. 宿迁益客种禽有限公司宿豫分公司，宿迁 223800； 4. 天成畜禽生态养殖场，镇江 212000)

黄羽肉鸡作为中国的优良地方鸡种，肉质鲜香细嫩，风味独特，深受广大消费者喜爱，市场占有率逐年提高，与白羽肉鸡产量相当[1]。黄羽肉鸡品种繁多，雪山鸡是由常州立华畜禽有限公司利用中国优质地方良种藏鸡、茶花鸡为主要素材培育出的优质黄羽肉鸡新品种[2-4]。长期以来，高效、低成本的饲养管理系统一直是肉鸡行业的养殖目标。生产中常采用公母混饲的自由养殖模式，但包括雪山鸡在内的黄羽肉鸡生长速度受性别影响较大，因此，公母分开饲养是未来提高生产效率的必经之路。受消费习惯的影响，公母鸡均在市场上占有一席之地，而研究者对公鸡研究较多，母鸡的研究相对缺乏。肠道微生物对宿主的营养吸收和免疫功能具有重要意义[5-6]。另外，就养殖方式而言，笼养模式能够节约土地资源，实现集约化生产，因此，笼养也将是我国未来肉鸡养殖的主要模式。笼养系统卫生条件较好，鸡群远离粪便，空间利用率高，但福利问题也不容忽视[7]，饲养密度是肉鸡饲养管理的一个重要因素[7-8]，低密度饲养制度降低了有限资源的有效利用；饲养密度过高，容易引起家禽应激反应进而影响动物福利以及食品健康[9]。因此，合理的饲养密度对黄羽肉鸡高效生产具有重要意义。

本试验以雪山鸡母鸡为素材，研究3种饲养密度对鸡屠宰性能、行为评价和肠道微生物的影响，以期为雪山鸡等相似品种的高效养殖提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验采用单因素设计，选取6周龄健康、体重相近((753.25±20.48) g)的雌性雪山鸡180只，饲养于镇江天成农业科技有限公司，鸡笼规格：390 mm×370 mm×350 mm。分高、中、低饲养密度3组进行笼养，高密度组饲养密度为4只·笼-1(约28只·m-2)，中密度组饲养密度为3只·笼-1(约21只·m-2)，低密度组饲养密度为2只·笼-1(约14只·m-2)，每组20个重复。试验过程中每周称重，饲养至上市日龄15周进行羽毛和步态评分，并进行屠宰测定与肉品质测定。试验鸡所喂饲料购自江苏省立华牧业有限公司，自由采食和饮水。舍内每天23 h光照，1 h黑暗，免疫和消毒程序按常规程序进行。

1.2 检测指标与方法

1.2.1 体重、死亡率在试验鸡饲养期间，每周称重，计算试验鸡各周龄平均体重。每天记录各试验组死亡数，计算死亡率。死亡率=死亡鸡数/试验鸡总数×100%。

1.2.2 屠宰性能测定试验鸡饲养至上市日龄时屠宰，每个重复随机选取1只，每组共20只，屠宰后进行指标测定，参照《家禽生产性能名词术语和度量统计方法》(NY/T823-2004)测定屠体重、全净膛重、胸肌重、腿肌重及腹脂重。

屠宰率、全净膛率、胸肌率、腿肌率及腹脂率计算方法：

屠宰率=屠体重/活体重×100%；全净膛率=全净膛重/宰前体重×100%；胸肌率=两侧胸肌重/全净膛重×100%；腿肌率=两侧腿肌重/全净膛重×100%；腹脂率=腹脂重/活体重×100%。

1.2.3 羽毛、步态评分试验鸡屠宰前对所有鸡只羽毛质量以及行走能力进行评分。评分标准见表1，由Jones等[10]的羽毛评分标准与Mahmoud等[11]的步态评分标准改编而来。

表1 雪山鸡羽毛及步态评分标准

1.2.4 肠道微生物多样性检测不同饲养密度组分别于上市日龄随机选取5只进行屠宰，采集盲肠内容物，液氮速冻后立即转移至-80 ℃冰箱，肠道内容物的菌群测定由北京诺禾致源科技股份有限公司完成。

使用QIAamp DNA Stool Mini Kit(QIAGEN)进行肠道内容物DNA提取， NanoDrop 2000分光光度计和琼脂糖凝胶电泳法测定DNA的浓度和质量。特异性引物扩增16S rRNA的V3-V4区，并利用Illumina HiSeq 2500平台上进行测序，得到250 bp双端序列。对测序得到的原始数据(raw data)进行拼接并过滤，得到样本有效数据(clean data)。基于有效数据进行OTUs(operational taxonomic units)聚类和物种分类分析。根据各样本OTUs聚类结果，对每个样本的OTU序列做物种注释，根据得到的OTUs进行丰度聚类、韦恩图、多样性计算等分析，以得到各组物种丰富度与样品均匀度信息、不同分组间的共有OTUs与特有OTUs信息等；通过主成分分析(PCA)等降维分析和样本聚类树展示，探究不同样本或组别间群落结构的差异；选用LEfSe等统计分析方法对分组样本的物种组成和群落结构进行差异显著性检验[12-14]。

1.3 数据分析

所有试验数据使用Excel 2013软件进行整理，再使用SPSS 17.0 软件进行分析。百分率利用反正弦函数进行转换后，各组间差异显著性采用One-way ANOVA检验，数据用“平均值±标准差(Mean±S.E.)”表示。

2 结果

2.1 不同饲养密度下雪山鸡生长性能、屠宰性能分析

为研究高、中、低3种笼养密度对雪山鸡生长的影响，测定了试验鸡每周龄体重的变化，结果见表2。15周龄时笼养模式下低密度组雪山鸡体重达到1 920.83 g，中密度组体重次之，高密度组体重最小，其中，低密度组与中密度组体重差异不显著(P>0.05)，高密度组鸡体重在11周后显著低于其他两组(P<0.05)。

表2 不同饲养密度下雪山鸡7～15周龄体重

不同饲养密度下雪山鸡屠宰性能见表3。试验鸡腹脂重和腹脂率3组间差异显著(P<0.05)，低密度组高于中密度组，中密度组高于高密度组，其余屠宰性能指标3组间差异均不显著(P>0.05)。

表3 不同饲养密度下雪山鸡屠宰性能

2.2 不同饲养密度下雪山鸡羽毛与步态评分分析

试验鸡屠宰前，对不同饲养密度下雪山鸡羽毛质量与行走能力进行评估，羽毛与步态评分结果见图1。试验雪山鸡羽毛质量在3种不同饲养密度下，高密度组羽毛评分得0分的概率显著低于低、中密度组(P<0.05)，得1分的概率低密度组低于中密度组但差异不显著(P>0.05)，而高密度组羽毛评分得2分的概率显著高于低、中密度组(P<0.05)，其余的得分率组间差异不显著(P>0.05)。3种饲养密度下雪山鸡步态评分得分差异不显著(P>0.05)。总体来说，后期笼养模式下，饲养密度对雪山鸡行走能力影响不大，饲养密度越低雪山鸡羽毛质量越好。

不同字母表示差异显著(P<0.05)，无字母或相同字母表示差异不显著(P>0.05)The different letters indicate significant difference (P<0.05), no letter or the same letter indicate no significant difference (P>0.05)图1 不同饲养密度下雪山鸡羽毛、步态得分率Fig.1 The percentage of feather and gait score under different cage densities

2.3 不同饲养密度下雪山鸡肠道微生物区系分析

2.3.1 肠道微生物区系组成分析 3种密度下采集共15个个体的盲肠内容物，测序后平均每个样本获得85 547个序列。根据97%的相似性阈值，将拼接、优化的序列划分成1 501个OTUs。根据物种注释结果，所有样本共测得23个门，41个纲，71个目，121个科，237个属。在门(phylum)和属(genera)水平上，选取不同饲养密度下雪山鸡盲肠内容物丰度排名前5的物种分析相对丰度，结果见表4， Bacteroidetes(拟杆菌门)，Firmicutes(厚壁菌门)、Proteobacteria(变形菌门)是试验鸡盲肠微生物的优势菌门，菌群比例达到所有菌群的93%以上，属水平主要以Bacteroides(拟杆菌属)、Lactobacillus(乳杆菌属)、Faecalibacterium(粪杆菌属)、Alistipes(另枝菌属)菌属为主，总体差异不显著。在属水平上，选择表达丰度前20的菌群绘制热图，结果见图2，相对于中、高密度组，低密度组的盲肠中Blautia、Suboligranulum及Lactobacillus菌属下调，而Parabacteioides、Phascolarctobacteriun菌属上调；相较于低、高密度组，中密度组Alistipes、Romaboutsia等菌属上调，而Parabaceroides、Desulfovibrio等菌属下调；与低、中密度组相比，高密度组Blautia、Allopreotella等菌属上调，而Bcteroides、Akkermansia菌属下调。不同饲养密度模式下盲肠微生物菌群丰度存在一定的差异。

表4 门和属水平盲肠微生物相对丰度(n=5)

2.3.2 盲肠微生物区系多样性分析对3种密度下盲肠微生物共有和特有OTUs的数量进行分析，结果见图3A，韦恩图显示，3种密度下，共有OTUs达到827个，相对而言，中密度饲养模式下的特有OTUs较少，为123个。Rank曲线趋于平缓(图3B)，说明测序数据量渐进合理，满足测序要求，物种的丰富度较高，物种分布均匀。此外，Alpha多样性可以反映微生物群落的丰度和多样性。微生物的置换多变量方差分析(Adonis)、相似性分析(ANOSIM)和多反应置换程序(MRPP)P值能表明不同饲养密度下盲肠微生物是否具有统计学差异。结果显示，高、中、低笼养密度下雪山鸡盲肠微生物群落结构上无显著差异，相较于高密度组雪山鸡盲肠微生物区系而言，中、低密度组更趋于相近(表5)。Beta多样性分析是对不同组间样品的微生物群落构成进行比较分析，结果显示，在主成分分析(PCA)图中，PC1占总变异的40.94%，PC2占总变异的15.95%(图3C)。相对而言，中、低密度饲养模式的雪山鸡盲肠微生物更为相似，而与高密度饲养模式的盲肠微生物群落相距较远。使用LEfSe软件作LEfSe(LDA Effect Size)分析，默认设置LDA Score的筛选值为3，绘制LDA值分布柱状图[15]，结果见图3D。在高、中、低3种笼养密度模式下，菌群丰度存在显著差异的菌种数量分别为4、5、3种，它们可作为对应密度饲养模式的潜在生物标志物。

表5 基于组间微生物群落差异Adonis、MRPP和ANOSIM P值

HCe. 高密度组盲肠；MCe. 中密度组盲肠；LCe. 低密度组盲肠。下同。红色表示丰度高，而蓝色表示丰度低HCe.High density cecum; MCe. Middle density cecum; LCe. Low density cecum. The same as below. Red indicates high abundance, while blue indicates low abundance图2 不同分组样本菌群相对丰度热图Fig.2 Heat map of relative abundance of microflora from different groups

3 讨论

3.1 不同饲养密度对雪山鸡生长性能及屠宰性能的影响

随着我国畜牧养殖业集约化机械化水平越来越高，采用笼养以提高养鸡经济效益已成为一种必然趋势[16]。而我国饲养优质黄羽肉鸡的方式大多仍是农家户外放牧，公母混饲，规模小，效益较低。近几年，黄羽肉鸡笼养的相关研究逐渐增多[17-19]，笼养模式下生长性能优于散养模式，而散养模式对黄羽肉鸡的胴体产量、肉质、血清生化指标均有一定的促进作用[20-22]。本试验结果表明，雪山鸡的饲养密度与体重呈反比，随着饲养密度的增加，试验雪山鸡的体重逐渐降低，高饲养密度组雪山鸡体重第11～15周均显著低于中、低饲养密度组，而中、低饲养密度组间体重差异不显著。这与之前的研究结果趋势一致[23-24]。家禽屠宰性能是衡量其产肉性能、屠体表现与屠宰加工效益的重要指标之一[25]。本试验笼养雪山鸡在3种饲养密度下屠宰率均达到90%，全净膛率均大于62%，证明雪山鸡整体屠宰性能优良，产肉性能良好。其中，高密度组雪山鸡仅腹脂重、腹脂率显著低于低、中密度组，其他屠宰指标差异均不显著。这可能是由于低、中饲养密度肉鸡活动空间与行为不受限[26]，采食量多导致腹脂的沉积效率较高。

A. 不同饲养密度鸡只肠道微生物菌群韦恩图；B. 样品丰度曲线；C. 主成分分析图；D. 不同饲养密度下雪山鸡盲肠菌群LDA分布柱状图A. Venn diagram of intestinal microflora of chickens with different cage densities; B. Sample abundance curve; C. Principal component analysis diagram; D. Histogram of LDA distribution of cecum flora of Xueshan chickens at different cage densities图3 盲肠内容物微生物菌群的多样性Fig.3 Diversity of microflora in cecum

3.2 不同饲养密度对雪山鸡羽毛质量与行走能力的影响

考虑到黄羽肉鸡相对白羽肉鸡运动需求较大，本试验未采用师维洲和Зелятров[27]综合各国研究建议的笼养肉鸡饲养密度(30～40只·m-2)，综合考虑肉品质和风味等因素采用高(约28只·m-2)、中(约21只·m-2)、低(约14只·m-2) 3种饲养密度组进行黄羽肉鸡后期笼养试验。有研究表明，高饲养密度会对肉鸡和蛋鸡的羽毛质量造成较大损伤[28-29]，而当活动空间变大时，羽毛质量会重新得到一定改善[29]。本研究结果显示，高饲养密度下雪山鸡羽毛脏污程度高于中低密度组，且饲养密度越高，雪山鸡的羽毛状态越不好。此外有研究显示过高的饲养密度会对肉鸡的腿部健康以及行走能力造成破坏[30]，影响肉鸡健康发育与动物福利[31]。本研究中，3种饲养密度条件下雪山鸡行走能力几乎没有受到影响，这可能是由于试验所设饲养密度未达到会使白羽肉鸡出现胴体擦伤率、骨质疏松症发病率提高以及死亡率提高等的程度[23, 32-33]。

3.3 不同饲养密度对雪山鸡肠道微生物的影响

鸡的胃肠道内存在大量的微生物群落，这些微生物群对鸡的生长发育和健康起着重要的作用，能够促进营养物质的吸收，改善鸡的免疫系统[34]。因此，测定不同饲养密度对雪山鸡肠道微生物区系的影响对于肉鸡饲养评估具有重要意义。本研究发现，雪山鸡雌鸡盲肠内容物中Firmicutes(厚壁菌门)、Proteobacteria(变形菌门)、Bacteroidetes(拟杆菌门)是优势菌门，菌群比例达到所有菌群的93%以上，这与Lee等[35]的研究结果一致。Beta多样性结果显示，3种饲养密度盲肠菌群的种类和丰度间差异不显著，关于笼养条件下不同饲养密度对肉鸡肠道菌群的影响研究较少，仅Guardia 等[36]对平养条件下不同饲养密度的罗斯鸡肠道微生物测定发现，菌群丰度受饲养密度的影响，但影响程度有限，且饲养密度增加导致的菌群变化可能与肉鸡生长性能下降有关。动物数据和人类研究表明，肥胖人群的总体Firmicutes(厚壁菌门)与 Bacterioidetes(拟杆菌门)比例比瘦人要高[37-38]。但本试验中，两者比例差异不大。此外，结果还表明，中密度饲养模式下肉鸡盲肠内容物中特有OTUs较少，丰度排名前20的菌属在各组间有一定的差异，且中、低密度盲肠微生物群落趋于相近，与高密度盲肠微生物存在一定的差异。Blautia属于Lachnospiraceae细菌科，能产生丁酸和乙酸[39]，通过调节G蛋白偶联受体(GPR)来抑制肥胖[40]，Blautia丰度与VFA呈显著负相关[41]。Blautia在高饲养密度下丰度上调，这可能与体重下降、腹脂重及腹脂率降低相关。