饲料中添加丁酸梭菌对日本鳗鲡肠道形态结构的影响

胡 兵

（福建省特种水产配合饲料重点实验室，福建天马科技集团股份有限公司，福建福州 350308）

日本鳗鲡（Anguilla japonica）又称为河鳗、白鳗，属硬骨鱼纲鳗鲡目鳗鲡科鳗鲡属（蒋天宝等，2012）。日本鳗鲡味道鲜美，肉质细嫩，营养丰富，含有多种维生素、蛋白质和不饱和脂肪酸，被誉为“水中人参”（王广军等，2009；娄甜甜等，2007）。肠道是日本鳗鲡消化饲料的主要场所，也是功能最重要的一段。而其他因素，如摄食、饲料组成、饲料添加剂及肠道微生物等，都会使肠道的结构和功能受到影响（Hamidoghli等，2019；Kume等，2019；Zheng等，2019）。

丁酸梭菌是一种益生菌，有很好的生化特性和生理特性，能有效促进生物的生长和提高存活率，具有广阔的市场前景和应用前景 （苏志星，2020）。近几年来，丁酸梭菌被广泛应用于治疗人类的胃肠道等疾病，同时也用作饲料添加剂，促进动物生产及养殖，提高动物免疫力 （张自杰等，2021；兰菲菲，2019），但其对日本鳗鲡肠道发育的影响鲜有报道。本试验通过在日本鳗鲡商业饲料中添加丁酸梭菌，研究其对日本鳗鲡肠道形态结构的影响，探讨丁酸梭菌的促生长作用机理，为其在日本鳗鲡养殖中的应用提供参考资料。

1 材料与方法

1.1 试验饲料 本试验所用饲料为市售鳗鲡黑仔配合饲料，以鱼粉、鱼油、α-淀粉、复合维生素、复合矿物质等为主要原料。商品饲料实测主要营养成分为粗蛋白质48.5%，粗脂肪6.5%，粗灰分12.1%，粗纤维0.8%，总磷1.8%，赖氨酸3.7%，水分6.0%。

1.2 试验管理及样品处理 饲养试验在福建省福清市渔溪李金平养殖场进行，养殖对象为日本鳗鲡黑仔鳗，平均规格（4.46±0.82）g。 试验分为对照组和试验组，每组各2个水泥池，水泥池规格为15 m×15 m，水深0.7 m，水温25～27℃，每口水泥池养殖6万尾日本鳗鲡。试验时各自投喂试验组饲料（含1‰丁酸梭菌）和对照组饲料（商业饲料），试验饲料添加1‰丁酸梭菌（丁酸梭菌从广东大泽农生物科技股份有限公司购得，含量为5亿cfu/g），先将丁酸梭菌倒入水中，充分搅拌均匀后，饲料与水按1：1.2的比例经打料机搅拌成团状后投喂日本鳗鲡，每天投喂2次（5：00和17：00），试验时间为30 d。试验结束后从每口池随机各取3尾鳗鲡，每组6尾，逐一称重，取其前肠、中肠和后肠，固定在中性福尔马林缓冲液中，通过石蜡包埋、切片和HE染色后观察各肠道形态结构。

1.3 肠道切片观察 肠道的石蜡包埋、切片、HE染色、拍照均在武汉博尔夫生物科技有限公司进行。采用nikon eclipse 80i显微镜观察肠道组织的形态并拍照，每个切片随机选取6个视野进行拍照，以明美显微数码测量分析系统（Mshot Image Analysis System）测量黏膜褶皱数量、黏膜褶皱高度、肌层厚度和杯状细胞数量（孙媛等，2012；阮国良等，2004）（每张图片随机取10个点测定后取平均值）。

1.4 数据分析 数据使用 “平均值±标准差”表示，数据用SPSS 24.0统计软件进行T检验，P＜0.05表示具有显著差异。

2 结果与分析

2.1 丁酸梭菌对日本鳗鲡肠道形态结构的影响试验结束后，对照组日本鳗鲡平均体重为（8.53±3.82）g，试验组平均体重为（9.40±2.69）g，试验组体重较对照组提高了10.59%（P＜0.05）。如图1所示，添加丁酸梭菌的试验组，在肠道形态上显著好于对照组，其黏膜褶排列较对照组密集，纹状缘完整，上皮细胞核排列整齐；添加丁酸梭菌后黏膜褶细且长，呈指状，形状较均一，数量增多。

图1 丁酸梭菌对日本鳗鲡肠道形态结构的影响

2.2 丁酸梭菌对日本鳗鲡前肠肠道结构的影响由表1可知，饲料中添加丁酸梭菌，对日本鳗鲡前肠褶皱数量[（32.17±0.32） 个]、 高度[（669.56±54.32）μm]、肌层厚度[（47.91±4.15）μm]及杯状细胞数量[（8.93±0.47）个]均有显著影响，褶皱数量较对照组提高了22.23%（P＜0.05），黏膜褶皱高度较对照组提高了34.91%（P＜0.05），肌层厚度比对照组增加了76.79%（P＜0.05），杯状细胞数量较对照组提高了54.77%（P＜0.05）。

表1 丁酸梭菌对日本鳗鲡前肠肠道结构的影响

2.3 丁酸梭菌对日本鳗鲡中肠肠道结构的影响由表2可知，饲料中添加丁酸梭菌，对日本鳗鲡中肠褶皱数量[（29.42±0.21） 个]、 高度[（639.60±19.20）μm]、肌层厚度[（37.13±1.88）μm]及杯状细胞数量[（6.38±0.11）个]均有显著影响，褶皱数量较对照组[（26.87±0.16） 个]提高了9.49%（P＜0.05）， 黏膜褶皱高度较对照组[（359.80±17.57）μm]提高了77.77%（P＜0.05），肌层厚度[（23.39±2.34）μm]比对照组增加了58.74%（P＜0.05），杯状细胞数量较对照组[（3.84±0.24）个]提高了66.15%（P＜0.05）。

表2 丁酸梭菌对日本鳗鲡中肠肠道结构的影响

2.4 丁酸梭菌对日本鳗鲡后肠肠道结构的影响由表3可知，饲料中添加丁酸梭菌，对日本鳗鲡中肠褶皱数量[（37.50±0.21） 个]、 高度[（472.70±93.23）μm]、肌层厚度[（38.83±1.81）μm]及杯状细胞数量[（5.94±0.19）个]均有显著影响，褶皱数量较对照组[（31.25±0.45） 个]提 高了20%（P＜0.05），黏膜褶皱高度较对照组[（225.79±55）μm]提高了109.35%（P＜0.05），肌层厚度比对照组[（17.02±1.49）μm]增加了128.14%（P＜0.05），杯状细胞数量较对照组[（3.43±0.22）个]提高了73.18%（P＜0.05）。

表3 丁酸梭菌对日本鳗鲡后肠肠道结构的影响

2.5 日本鳗鲡前肠、中肠和后肠结构对比 由表4可知，对照组和试验组后肠[（31.25±0.45）、（37.50±0.21）个]的黏膜褶皱数量要显著高于前肠[（26.32±0.26）、（32.17±0.32） 个]和 中 肠[（26.87±0.16）、（29.42±0.21） 个]， 分别提高了18.73%、16.30%；16.57%、27.46%（P＜0.05），且前肠、中肠和后肠黏膜褶皱数量有递增趋势；而黏膜褶皱高度，肌层厚度及杯状细胞数量则有递减趋势，前肠的黏膜褶皱高度[（496.31±72.19）、（669.56±54.32）μm]，肌层厚度[（27.10±5.81）、（47.91±4.15）μm]及杯状细胞数量[（5.77±0.32）、（8.93±0.47）个]显著高于中肠和后肠，对照组和试验组前肠黏膜褶皱高度比中肠和后肠分别提高了30.44%、4.68%；119.81%、50.26%（P＜0.05），前肠肌层厚度比中肠和后肠分别提高了15.86%、29.03%；59.22%、23.38%（P＜0.05），前肠杯状细胞数量比中肠和后肠分别提高了50.26%、39.97%；68.22%、50.34%（P＜0.05）。

表4 日本鳗鲡前肠、中肠和后肠肠道结构变化

3 讨论

3.1 丁酸梭菌对日本鳗鲡肠道形态的影响 研究指出，鱼类肠道结构受多种因素的影响，如食性、肠道微生物、生长阶段等。试验发现，在动物体出现炎症时，丁酸梭菌可以通过调节基因表达，从而抑制炎症，丁酸梭菌能产抑菌蛋白，后研究证明起抑菌作用的是抗菌肽，丁酸梭菌可以降低动物血清中肾上腺皮质激素皮质酮的含量，显著增强肝脏及结肠黏膜的抗氧化能力 （Luo等，2021；田召方等，2017；王腾浩等2015；廖秀冬等，2015）。

本试验中，添加丁酸梭菌组的日本鳗鲡，肠黏膜长且细，纹状缘完整，形状均一，上皮细胞核整齐排列在细胞基部，且杯状细胞的数量增多，黏膜褶数量增多，肌层厚度增厚；说明丁酸梭菌能够有效的改善日本鳗鲡肠道的结构形态：促进黏膜褶高度增高，杯状细胞的数量增多，以及微绒毛生长密集，均匀分布，使得肠道的吸收面积增加，能够提高饲料的消化吸收率；杯状细胞增多，增强了肠道细胞的自我保护及修复能力 （Bondia-Pons等，2015；Eias等，2013）。丁酸梭菌可影响日本鳗鲡肠道分泌消化液和黏液，使饲料润滑，减少肠黏膜因食物而造成的机械性损伤；纵肌层厚度增加，更利于肠蠕动，并与饲料混合充分，使得饲料的转化率提高，进而促进日本鳗鲡的生长。这些结果也与兰菲菲（2019）在饲料中添加丁酸梭菌对欧洲鳗鲡生长与健康的影响及范晨薇（2020）在丁酸梭菌对克氏原螯虾肠道健康的影响等研究结果相一致。

在本试验中，添加1‰的丁酸梭菌对日本鳗鲡肠道整体影响都是有益的，但其对日本鳗鲡的前、中、后肠不同结构的有益影响却各有差异。与对照组相比，添加1‰的丁酸梭菌，日本鳗鲡后肠和前肠黏膜褶数目增加最多，较中肠黏膜褶的增加数目差异也更显著，而其黏膜褶高度和杯状体数量则为中肠和后肠最高且增加最多，较前肠差异更显著，这可能是丁酸梭菌和肠道结构功能双重影响的结果。在肠道中，丁酸、乙酸等短链脂肪酸是丁酸梭菌的主要产物（赵必迁等，2020；桂国弘等，2016），短链脂肪酸由饮食中纤维多糖、非消化性淀粉等在肠腔中通过厌氧菌，酵解生成，其能增进钠吸收，提高结肠黏膜生长速度，加快上皮细胞增殖速率（刘松珍等，2013；宋增福等，2006；耿珊珊等，2004）。这可能是本试验中，添加1‰的丁酸梭菌组鳗鲡黏膜褶数目和高度增加的主要原因，而杯状体数量的增加则可能是黏膜褶数目和高度增加而出现的适应性变化，Ling等（2015）的研究结果也证实了这一点。同时丁酸梭菌在肠道中还可产生淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶等酶制剂（桂国弘等，2016），而多数鱼类的肠道前、中、后肠三段因消化酶活力大小而存在不同的差异，部分鱼类如白鲢、团头鲂、胡子鲶等，其主要消化酶如淀粉酶、蛋白酶的活性沿前肠向后肠逐渐降低（姚一琳等，2010；涂永锋等，2004）。另有潘晓东等（2010）在丁酸梭菌对鮸鱼肠黏膜结构及肠内短链脂肪酸的影响试验中，也出现了后肠绒毛高度较中肠增加更显著这一结果，这也从侧面证明了本试验结果。但具体影响因素仍需进一步验证。

另外，添加1‰的丁酸梭菌后，日本鳗鲡前肠肌层厚度增加最多，较中肠和后肠差异更为显著；这可能是因为在肠道中，丁酸梭菌代谢产生了丁酸。而肠道上皮组织细胞修复和再生的主要能量来源于丁酸（徐亚飞等，2018；刘婷婷等，2011），从而促进了肌层厚度的增厚。另外，本试验结果与徐亚飞等（2018）研究结果，在饲料中添加丁酸梭菌后，凡纳滨对虾的肠道肌层厚度增加显著相一致。

3.2 肠道的结构对日本鳗鲡生长的影响 肠道是鱼类运输、食物消化和营养物质吸收的主要场所，并有免疫的功能，是鱼类的免疫器官和消化器官 （涂永锋等，2004）。肠道的功能和结构密切相连，营养物质被消化吸收的前提是要有完善的肠道结构和正常的肠道功能。动物机体的发育和生长也受营养物质吸收程度的直接影响。有研究表明，鱼类肠道的功能和结构不仅受生长阶段和食性等因素的影响，还受饲料种类和微生物菌群的影响；这也直接影响鱼类吸收饲料中的营养物质，进一步导致生长出现差异（Lee等，2018；刘军等，2009；张锦华，2003）。

本试验结果表明，肠道的发育与日本鳗鲡的生长性能关系紧密，丁酸梭菌添加组鳗鲡终末均重显著高于对照组。这可能是丁酸梭菌对肠道的微生物平衡有调节作用，可维持日本鳗鲡稳定的肠道环境，同时，丁酸梭菌在日本鳗鲡肠道内可产生淀粉酶、蛋白酶等消化酶，促进了鳗鲡肠道对饲料中营养物质的消化和吸收。这也与Meng等（2020）、Chen等（2021）的研究结果相似。

4 结论

在本试验条件下，饲料中添加1‰的丁酸梭菌 （含量为5亿cfu/g），能显著提高日本鳗鲡前肠、中肠和后肠的黏膜褶皱数量、高度、肌层厚度和杯状细胞数量，改善日本鳗鲡的肠道结构。