噬菌蛭弧菌对荷斯坦公犊牛生长性能及粪便微生物区系的影响

刘文，黄萌，王德香，郭春晖，林秀蔚，陈国旺，沈思思，杨坤，邵广，张建胜，南景东，李红宇

（黑龙江省农业科学院畜牧兽医分院，黑龙江 齐齐哈尔 161005）

在我国的牛场，犊牛腹泻是犊牛死淘的第一大原因。腹泻不仅可以在短期内造成犊牛直接死淘，而且发生腹泻的犊牛最终生产性能也会显著下降。由于犊牛腹泻在感染初期不易被发现，导致犊牛因腹泻营养缺乏生长受阻，免疫力降低进而并发多种疾病。疾病一旦发生就不可避免产生损失，因而畜牧产业对于疾病的态度始终是防大于治。预防细菌性犊牛腹泻可以避免由此带来的直接损失和间接损失，以及短期和长期的损失。噬菌蛭弧菌特异性攻击大肠杆菌和沙门氏菌等病原菌，这一特性与抗生素抑制病原菌的作用相同。相比于抗生素，噬菌蛭弧菌不攻击乳酸菌、放线菌等益生菌，不破坏消化道内有益菌群并且在病原菌消失后排出体外有助于消化道内建立健康的菌群平衡；噬菌蛭弧菌的噬菌方式类似于噬菌体，不产生化学抑菌物质，因而不会产生耐药菌。噬菌蛭弧菌依存于病原菌，以病原菌为繁殖材料，在没有病原菌的情况下不会大量繁殖，因而服用噬菌蛭弧菌的犊牛排出的粪便不会对环境造成污染。使用噬菌蛭弧菌预防细菌性犊牛腹泻可以减少抗生素的使用，对于我国对畜牧养殖减少抗生素使用保护环境的要求具有实施指导意义和示范作用。目前，噬菌蛭弧菌在水产动物上研究较多，在反刍动物上应用的研究较少。因此，本试验通过在犊牛奶中添加噬菌蛭弧菌，并对其生长性能及粪便微生物区系进行研究，探究噬菌蛭弧菌在犊牛健康及生长发育过程中起到的作用，为犊牛的无抗养殖提供有益参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验在黑龙江省绥化某牧业有限公司进行，噬菌蛭弧菌试剂由河北某动物药业集团有限公司提供。

1.2 试验设计与饲养管理

试验采用完全随机分组设计，试验选取健康的荷斯坦公犊牛16 头，初生体重为38.74±1.06 千克，随机分为2 组，每组8 个重复。对照组的初乳中不添加噬菌蛭弧菌，试验组初乳中添加10 毫升/头噬菌蛭弧菌。

将手指沾上初乳伸入犊牛口中感觉犊牛吸吮力的大小。如吸吮力大用奶瓶灌服法反之用胃管灌服法，整个操作期间要清洁卫生。

从第2 天开始每天饲喂两次鲜奶，喂量：2～7 日龄（3～6 升/头）；8～14 日龄（6～7 升/头）喂奶做到定时、定量、定温，从第3 天开始自由采食和饮水。基础日粮构成见表1。

表1 基础日粮及营养水平（干物质基础）

1.3 测定指标

1.3.1 饲粮营养成分含量

体重及体尺指标：分别在犊牛出生后7 日龄和14 日龄早饲前称重，计算平均日增重（ADG）；同时，测量犊牛的体高、体直长、体高、胸围、胸深、腿围和管围，记录测定的数据，并计算体尺指数：

1.3.2 粪便样品采集及粪便微生物多样性检测

粪便样本于试验期的第1 天和14 天的晨饲前采集，每个处理组内选取3 头体型相近的犊牛，刮取其直肠末端进行取样，将粪样装于无菌冻存管内并于-80 ℃冰箱内保存，便于后续的微生物死亡测定与分析。

1.4 数据的统计与分析

试验数据使用Excel 2019 进行统计与整理，使用SPSS 29.0 对数据进行方差分析。

2 结果

2.1 噬菌蛭弧菌对荷斯坦公犊牛生长性能的影响

由表2 可知，试验处于0～7 日龄、8～14 日龄及0～14 日龄时，两组间犊牛的平均日增重差异均不显著（P＞0.05）。

表2 噬菌蛭弧菌对荷斯坦公犊生长性能的影响

2.2 噬菌蛭弧菌对荷斯坦公犊牛体尺指数的影响

由表3 可知，两组犊牛的体尺指数间差异均不显著（P＞0.05）。

表3 噬菌蛭弧菌对荷斯坦公犊牛体尺指数的影响

2.3 噬菌蛭弧菌对荷斯坦公犊牛粪便微生物区系的影响

2.3.1 噬菌蛭弧菌对荷斯坦公犊牛粪便菌群α 多样性的影响

由 表4 可 知，两 组 间 的Chao1、Simpson、Shannon、ACE 和覆盖率指数差异均不显著（P＞0.05）。

表4 噬菌蛭弧菌对荷斯坦公犊牛粪便菌群α 多样性的影响

相对丰度低于0.5%的物种样品全部合并成其他。图2 同。

2.3.2 噬菌蛭弧菌对荷斯坦公犊牛粪便微生物菌群的组成及相对丰度的影响

由图1 和表5可知，对两组微生物进行差异性分析，在门水平上未发现显著差异（P＞0.05）。

图1 犊牛粪便菌群门水平上的组成

由图2 和表6可知，各组均有9种优势菌属 （相对丰度＞1 %），除其他（Others）菌 属 外，两 组犊牛粪便菌群在属水平上均以瘤胃球菌属_UCG -005 （Ruminococcaceae_UCG-005）瘤 胃球菌科_UCG-010（Ruminococcaceae_UCG -010）、肠球菌属（Enterococcus）、拟杆菌属（Bacteroi 天es）、理 研 菌 科_RC9_ 肠 道 群（Rikenellaceae_RC9_gut_group）等为主。其他丰度较高的菌属有固氮螺菌属（Azospirillum）、鞘氨醇单胞菌（Sphingobacterium）、芽 殖 菌（Gilliamella）、大肠杆菌_ 志贺氏菌（Escherichia_Shigella）和梭状芽孢杆菌属（Clostri 天iales）。与对照组相比试验组的菌科相对丰度中瘤胃球菌科_UCG-010显著增加（P＜0.05），大肠杆菌_ 志贺氏菌显著降低（P＜0.05）。

表6 噬菌蛭弧菌对荷斯坦公犊牛粪便菌群属水平相对丰度的影响%

图2 犊牛粪便菌群属水平上的组成

3 讨论

3.1 噬菌蛭弧菌对荷斯坦公犊牛生长性能和腹泻率的影响

犊牛是奶牛生命的起点，也是奶牛生长过程的重要阶段，此阶段的生长速度很大程度上会影响其之后的生产性能。目前，对犊牛生长发育的研究主要通过平均日增重和体尺指标进行研究，定期称重能够准确掌握犊牛的生长发育情况，以便检查饲养效果。Atterbury 等研究发现对鸡雏饲料中添加噬菌蛭弧菌改变了其肠道微生物群的总体多样性，但对它们的生长和健康没有不利影响。

体尺也是衡量犊牛生长发育的重要指标，在实际生产中也常用来对其成年后的体重进行预测。DlVDS 等研究表明也证实了以上观点。本试验两组间犊牛的体尺指标均没有显著影响 （P＞0.05），这可能与饲喂时间和噬菌蛭弧菌的添加量等因素有关。

3.2 噬菌蛭弧菌对荷斯坦公犊牛粪便微生物区系的影响

本试验中，两组测序数据覆盖度均达99%以上，说明测序样品取样充分，覆盖程度好。其中α多样性分析可反映粪便微生物群落的丰富度和多样性。Ace 指数和Chao 指数用于估算群落中OTU 的数目，其指数越大，群落丰富度越高；Shannon 指数是用于描述样本中的紊乱性和不确定性，指数越大，群落多样性越高，Simpson 指数是反映优势物种在种群中的地位和作用，Simpson 指数越小，群落多样性越高。本试验中，饲喂噬菌蛭弧菌对犊牛肠道微生物多样性无显著影响，这可能是由于选取的样本量较少造成的。

在本试验中发现，在门水平上，犊牛的粪便微生物优势菌门分别是Firmicutes、Bacteroidetes和Proteobacteria。这与前人在对犊牛粪便微生物上的报道结果一致。此外在对鼠、羊、肉牛等研究发现，Firmicutes 和Bacteroidetes 也是胃肠道主要的优势菌群。Firmicutes 和Bacteroidetes 分别对纤维类物质和非纤维物类物质进行降解作用，帮助机体对一些自身无法利用的物质进行消化。Proteobacteria 也是胃肠道的优势菌门，对维持肠道微生物群落平衡和胃肠道疾病的临床诊断具有重要作用。本试验中，添加噬菌蛭弧菌组对犊牛粪便的优势菌门种类没有影响，但其有Bacteroidetes 丰度增加以及Proteobacteria 丰度减少的趋势。

在属水平上，Ruminococcaceae_UCG -005、Ruminococcaceae_UCG -010、Rikenellaceae_RC9_gut_group、Enterococcus、Bacteroides 等是主要优势菌属。有研究表明Ruminococcaceae_UCG-005和Bacteroides 与纤维分解有关，可以提高饲料的利用率。SINGH 等 研 究 发 现Ruminococcaceae_UCG-010可以促进T 细胞的分化，对炎症反应具有抑制作用。Rikenellaceae 对维护动物肠道健康有着重要影响，LI 等研究发现随着粪便中Rikenel laceae_RC9_gut_group 的相对丰度降低，麝鹿腹泻率显著增加。Escherichia_Shigella 是动物肠道感染的主要病菌之一，犊牛感染志贺氏菌可引起急性中毒，死亡率很高。在本试验中，与对照组相比试验组Ruminococcaceae_UCG-010 的相对丰度显著增加，Escherichia_Shigella 的相对丰度显著降低，表明添加噬菌蛭弧菌可以对犊牛腹泻有一定预防作用。

4 结论

添加噬菌蛭弧菌对犊牛的生长性能无显著影响。

添加噬菌蛭弧菌可提高粪便中Ruminococcaceae_UCG-010 的相对丰度，降低Escherichia_Shigella 的相对丰度，对犊牛腹泻有一定预防作用。