甘氨酸锰对产蛋后期蛋鸡产蛋性能和肠道微生物的影响

2024-02-01江栋材王星果李永峰窦套存胡玉萍李尚民

畜牧兽医学报 2024年1期

卢建,张欣,江栋材,马猛,王强,王星果,李永峰,郭军,窦套存, 胡玉萍,李尚民,邵丹,曲亮*

(1.江苏省家禽科学研究所,扬州 225125;2.扬州市邗江区农业农村局,扬州 225100; 3.湖南德邦生物科技股份有限公司,衡阳 421500)

随着日龄的增加,产蛋后期蛋鸡产蛋率和平均日产蛋量显著下降,导致产蛋后期蛋鸡产蛋量下降的原因有很多,其中一个重要的原因是肠道菌群失调,导致肠道功能下降[1-2]。研究表明,高产蛋率组蛋鸡肠道微生物的生物多样性和有益菌拟杆菌门和梭杆菌门相对丰度均显著高于低产蛋率组,而致病菌放线菌门、蓝藻门和变形杆菌门均低于低产蛋率组[3]。Han等[4]研究42周龄的太行蛋鸡产蛋率和肠道微生物之间的关系发现,高产蛋率的蛋鸡肠道微生物的alpha多样性指数呈上升趋势,且生物多样性较高,厚壁菌门中肠球菌属相对丰度也显著高于低产蛋率组。刘继泽[5]在探究肠道微生物组成与蛋鸡产蛋性能的关联性时也发现,蛋鸡产蛋率的高、低与肠道菌群组成密切相关。因此,可以从调控肠道微生物菌群组成这一方向入手,寻找提高蛋鸡产蛋后期产蛋率的途径。

锰作为一种重要的必需微量元素,具有调解肠道微生物组成的作用,其摄入量与厚壁菌门和拟杆菌门的相对丰度存在一定的相关性[6-7]。在家禽上的研究发现,饲粮中添加一定量的锰元素可促进家禽肠道发育,改善肠道微生物组成,维持肠道健康。Wang等[8]研究锰对五龙鹅肠道微生物的影响时发现,饲粮中锰含量达20或30 mg·kg-1时显著提高了盲肠中有益菌拟杆菌门和瘤胃球菌的相对丰度。甘氨酸是所有氨基酸中分子量最小的氨基酸,与铁、锌、锰等微量元素螯合时,相对于之前常用的蛋氨酸,其结构更单一,物理性质更好,黏性适中,螯合工艺相对简单,且原料价格更低,目前甘氨酸盐的市场占有率逐渐增加。此外,与其它氨基酸锰和无机锰相比,甘氨酸锰具有更高的生物利用率和更低的排泄量[9-12]。但是,有关无机锰和有机锰对产蛋后期蛋鸡盲肠微生物组成的影响的报道较少,有机锰通过改变产蛋后期蛋鸡盲肠微生物组成影响产蛋率的研究尚未见报道。因此,本试验将不同水平的甘氨酸锰替代无机锰(一水硫酸锰),研究甘氨酸锰对产蛋后期蛋鸡的产蛋性能和盲肠微生物组成的影响,以及蛋鸡盲肠微生物组成和产蛋性能之间是否存在相关性,为揭示甘氨酸锰影响产蛋后期蛋鸡产蛋性能和盲肠微生物组成的作用机制提供科学依据,为产蛋后期蛋鸡甘氨酸锰的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与动物

饲料添加剂级一水硫酸锰,锰含量≥31.8%,甘氨酸锰,锰含量≥22.0%,均由湖南德邦生物科技有限公司提供。

试验动物为产蛋率接近的70周龄海兰褐蛋鸡720只,平均产蛋率94.55%。

1.2 试验设计

试验选用70周龄体况良好、产蛋率接近的健康海兰褐蛋鸡720只,随机分成4个处理,每个处理6个重复,每个重复30只。无机锰组饲粮在基础饲粮(不额外添加锰源)中添加120 mg·kg-1锰的一水硫酸锰,有机锰组饲粮在基础饲粮中分别添加40、80和120 mg·kg-1锰的甘氨酸锰。基础饲粮锰含量测定值21.77 mg·kg-1。无机锰和有机锰组饲粮锰含量测定值分别为144.46、57.84、96.97和135.59 mg·kg-1。

1.3 试验饲粮与饲养管理

试验在中国农业科学院家禽研究所邵伯试验基地开展。试验开展前,根据个体产蛋记录选取产蛋率接近个体开展试验。试验鸡三层阶梯式产蛋笼单笼饲养,笼宽和笼深分别为19.8 cm和36.0 cm,前高和后高分别为40.5 cm和36.0 cm。试验期各组试验鸡采用统一的光照程序和通风等饲养管理措施(参照《海兰褐商品代蛋鸡饲养管理手册》(2022)),试验期间试验鸡自由采食和饮水。试验期12周(70～82周龄)。

参照《海兰褐商品代蛋鸡饲养管理手册》(2022)和生产实际情况配制饲粮,饲粮组成及营养水平见表1。《海兰褐商品代蛋鸡饲养管理手册》(2022)中产蛋期仅有1个锰推荐量为90 mg·kg-1,在蛋鸡生产中调研发现,为满足产蛋后期蛋鸡需要,企业通常在450日龄或65周龄后增加预混料使用量,使用量由1 kg·t-1增加至1.5 kg·t-1不等,产蛋后期蛋鸡锰的实际使用量为90～135 mg·kg-1,因此,由于本研究使用70周龄产蛋后期鸡,为紧密结合生产实际,无机对照组中一水硫酸锰提供的锰含量采用120 mg·kg-1。

1.4 测定指标和方法

1.4.1 产蛋性能测定每天08:00准时收蛋,按笼位记录个体产蛋数和蛋重。每周龄末定时结料、称剩余料重,统计各重复的实际周耗料量。统计各重复试验鸡产蛋率、平均蛋重、日均产蛋量、日均采食量和料蛋比。

1.4.2 肠道微生物16S测序试验期第84天(禁食12 h后),每个重复选取接近重复平均产蛋率的试验鸡2只,称量体重后,经颈静脉放血致死后进行解剖,快速取2 mL盲肠内容物至无菌冻存管中,放置在液氮中速冻充分后转入-80 ℃超低温冰箱中保存。随后送至北京诺禾生物信息技术有限公司进行肠道微生物多样性测定。

1.5 统计分析

试验数据采用SPSS 15.0软件分析,单因子方差分析(one-way ANOVA)检测产蛋性能的组间差异显著性,以重复为试验数据单元,差异显著时,用Duncan氏法进行多重比较。非参数检验检测16S的组间差异显著性,P<0.05表示差异显著,P<0.01表示差异极显著。

2 结果

2.1 甘氨酸锰对产蛋后期蛋鸡产蛋性能的影响

由表2可知,40 mg·kg-1锰的甘氨酸锰饲粮组蛋鸡77～82周龄产蛋率显著高于120 mg·kg-1锰的一水硫酸锰组和80 mg·kg-1锰的甘氨酸锰组(P<0.05),70～82周龄产蛋率有增加的趋势(P=0.071)。从数值上看,40 mg·kg-1锰的甘氨酸锰饲粮组蛋鸡77～82周龄日均产蛋量最大,但未达到显著水平(P=0.096)。饲粮中添加一水硫酸锰以和甘氨酸锰对70～76周龄、77～82周龄和70～82周龄蛋鸡其它产蛋性能指标影响均不显著(P>0.05)。

2.2 甘氨酸锰对产蛋后期蛋鸡肠道微生物的影响

2.2.1 甘氨酸锰对蛋鸡盲肠微生物区系的影响甘氨酸锰对蛋鸡盲肠微生物多样性以及OTU数的影响如图1所示。Alpha多样性分析结果显示(图1A、1B):40 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组蛋鸡盲肠微生物区系的Chao1和Shannon指数显著高于120 mg·kg-1一水硫酸锰组(P<0.05)。β多样性分析结果(PCoA)如图1C所示:40 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组和120 mg·kg-1一水硫酸锰组之间的重叠面积较大,80 mg·kg-1和120 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组之间的重叠面积较大,说明40 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组和120 mg·kg-1一水硫酸锰组之间,80 mg·kg-1和120 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组之间PCoA聚类相似性较大,物种组成相似。

盲肠微生物OTU组成的影响如图1D所示:120 mg·kg-1一水硫酸锰组共有1 880个OTUs,40 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组共有2 293个OTUs,80 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组共有1 981个OTUs,120 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组共有2 037个OTUs。120 mg·kg-1一水硫酸锰组有617个特有的OTUs,40 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组有952个特有的OTUs,80 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组有700个特有的OTUs,120 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组有723个特有的OTUs。四组间,40 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组的物种丰富度高于其它3组,120 mg·kg-1一水硫酸锰组的物种丰富度最低。

表2 甘氨酸锰对70～82周龄蛋鸡产蛋性能的影响Table 2 Effect of MG on laying performance of hens aged from 70 to 82 weeks

A. Chao1指数;B. Shannon指数;C. PCA主成分分析;D. Venn图,标示不同处理组共有或特有的OTU数。IMn.120表示饲粮中含120mg·kg-1一水硫酸锰;OMn.40表示饲粮中含40mg·kg-1有机锰;OMn.80表示饲粮中含80mg·kg-1有机锰;OMn.120表示饲粮中含120mg·kg-1有机锰。*表示差异显著P<0.05。下图同 A. Chao1index; B. Shannonindex; C. PCA principal component analysis; D. Venn, Indicate the number of OTUs that are common or unique to different processing groups. IMn.120 represent 120mg·kg-1 manganese sulfate monohydrate in the diet; OMn.40 represent 400mg·kg-1 MG in the diet; OMn.80 represent 80mg·kg-1 MG in the diet; OMn.120 represent 120mg·kg-1 MG in the diet. * indicates significant difference P<0.05. The same as below图1 甘氨酸锰对产蛋后期蛋鸡盲肠微生物和多样性以及OTU数的影响Fig.1 Effect of MG on microbial diversity and OTU number in the cecum of aged laying hens

2.2.2 甘氨酸锰对产蛋后期蛋鸡盲肠微生物组成的影响对所有样品中微生物在菌门、菌科、菌属分类水平前10的类别进行分析,结果如图2所示,门水平上的分类以拟杆菌门(Bacteroidota)丰度最高(57.6%～58.3%),其次分别为厚壁菌门(Firmicutes)(24.4%～30.4%)、热脱硫杆菌门(Desulfobacterota)(2.0%～4.3%)、广古菌门(Euryarchaeota)(1.9%～2.8%)、梭杆菌门(Fusobacteriota)(1.1%～2.8%)等(图2A);科水平上的分类以拟杆菌科(Bacteroidaceae)丰度最高(24.5%～28.5%),其次分别为理研菌科(Rikenellaceae)(7.5%～12.1%)、毛螺菌科(Lachnospiraceae)(6.7%～8.0%)、瘤胃球菌科(Ruminococcaceae)(4.6%～6.3%)、普雷沃氏菌科(Prevotellaceae)(4.4%～6.9%)等(图2B);属水平上的分类以拟杆菌属(Bacteroides)(24.5%～28.5%)丰度最高,其次分别是理研菌属(Rikenellaceae_RC9_gut_group)(6.09%～10.99%)、粪杆菌属(Faecalibacterium)(2.54%～4.19%)、考拉杆菌属(Phascolarctobacterium)(3.88%～4.48%)等(图2C)。属水平上Top 10的菌属追溯到门水平分别为拟杆菌门(Bacteroidota)(图2D)、厚壁菌门(Firmicutes)(图2E)、热脱硫杆菌门(Desulfobacterota)(图2F)和梭杆菌门(Fusobacteriota)(图2G),其中120 mg·kg-1一水硫酸锰组Firmicutes门相对丰富显著高于80 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组(P<0.05)。

A. 门水平上物种相对丰度柱形图;B. 科水平上物种相对丰度柱形图;C. 属水平上物种相对丰度柱形图;D. 拟杆菌门相对丰度;E. 厚壁菌门相对丰度;F. 热脱硫杆菌门相对丰度;G. 梭杆菌门相对丰度 A. Relative abundance of species at phylum level; B. Relative abundance of species at family level; C. Relative abundance of species at genus level; D. Relative abundance of Bacteroidota; E. Relative abundance of Firmicutes; F. Relative abundance of Desulfobacterota; G: Relative abundance of Fusobacteriota图2 甘氨酸锰对蛋鸡盲肠微生物门、科、属水平相对丰度的影响Fig.2 Effect of MG on relative abundance of species at the phylum, family and genus levels of aged laying hens

2.2.3 甘氨酸锰对产蛋后期蛋鸡盲肠微生物物种差异分析由表3可知,甘氨酸锰对蛋鸡盲肠微生物组间的差异菌群主要分布于Firmicutes和变形杆菌门(Proteobacteria)。其中埃希菌属(Escherichia_Shigella)为120 mg·kg-1一水硫酸锰组和40 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组特有的菌群;80 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组没有瘤胃球菌属(Ruminococcus_gauvreauii_group);120 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组没有螺旋体属(Treponema)。80 mg·kg-1和120 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组巨单胞菌属(Megamonas)的相对丰度显著低于120 mg·kg-1一水硫酸锰组(P<0.05),厌氧生物螺旋菌属(Anaerobiospirillum)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、马赛菌属(Massilia)和弯曲杆菌属(Campylobacter)显著高于120 mg·kg-1一水硫酸锰组(P<0.05);40 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组乳酸杆菌(Lactobacillus)的相对丰度显著高于120 mg·kg-1一水硫酸锰组(P<0.05);40 mg·kg-1和120 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组厌氧菌属(Anaerotruncus)相对丰度以及40 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组普雷沃氏菌属(Prevotellaceae_UCG_001)显著低于120 mg·kg-1一水硫酸锰组(P<0.05);120 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组罗姆布茨菌属(Romboutsia)相对丰度显著低于120 mg·kg-1一水硫酸锰组(P<0.05)。此外,与40 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组相比,80 mg·kg-1和120 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组的Megamonas、Lactobacillus和Romboutsia相对丰度显著降低(P<0.05),Anaerobiospirillum和Campylobacter相对丰度显著提高(P<0.05);80 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组的Paenibacillus、Massilia和Prevotellaceae_UCG_001相对丰度显著提高(P<0.05)。

图3为LEfSe分析图,通过LEfSe比较分析,可以得到组间不同丰度的特征以及相关联的类别。LDA分布柱状图(图3A)展示的是组间差异显著的物种,柱子的长度代表差异物种的影响大小。由图3A可发现组间群落差异的核心菌群,120 mg·kg-1一水硫酸锰组、40 mg·kg-1和80 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组中丰度显著差异(LDA score ≥ 4)的物种种类分别为3、1和4,各种间差异物种数量差异较大。在进化分支图(图3B)中门至属(种)的分类级别,以圆圈由内置外的辐射形式表示,根据图3B可以发现,120 mg·kg-1一水硫酸锰组中起重要作用的微生物类群集中在Firmicutes门Selenomonadaceae科;80 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组中起重要作用的微生物类群集中在Spirochaetota门Spirochaetaceae科。

2.3 甘氨酸锰对蛋鸡盲肠微生物的功能预测

肠道菌群Spearman相关性分析结果如图4A所示,属水平互养菌属(Synergistes)丰度与70～76、77～82周龄的产蛋率均显著正相关(P<0.05),与70～82周龄的产蛋率极显著正相关(P<0.01),UCG005丰度与70～82周产蛋率显著正相关(P<0.05),Megamonas和鼠杆菌属(Muribaculaceae)丰度与70～82周产蛋率显著负相关(P<0.05)。

根据蛋鸡盲肠微生物区系的物种丰富度比较结果,选择120 mg·kg-1一水硫酸锰组和40 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组使用PICRUst分析预测微生物区系的功能,以了解不同的锰元素对蛋鸡盲肠菌群的功能差异(图4B)。结果显示,120 mg·kg-1一水硫酸锰组组显著富集的通路有6条,分别是DNA修复和重组蛋白、核糖体、嘧啶代谢、DNA复制蛋白、光合生物中的碳固定、烟酸和烟酰胺代谢;而40 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组显著富集的通路有9条,分别是双组分系统、细菌运动蛋白、乙醛酸盐和二羧酸盐代谢、硫代谢、蛋白激酶、无机离子运输和代谢、碳水化合物代谢、牛磺酸和低牛磺酸代谢、不饱和脂肪酸生物合成。

表3 甘氨酸锰对产蛋后期蛋鸡盲肠微生物组间差异菌群相对丰度的影响Table 3 Effect of MG on relative abundance of differential microbial communities in the cecum of aged laying hens %

小圆圈代表不同分类级别中的一个分类,相对丰度越大小圆圈直径越大反之越小。黄色小圆圈表示无显著差异,有差异则随组进行着色 The small circle represents a classification in different classification levels, and the larger the relative abundance, the larger the diameter of the circle, and vice versa. The yellow small circle indicates no significant difference, and any differences will be colored with the group图3 LDA值分布柱状图(A)和进化分支图(B)Fig.3 LDA value distribution histogram(A) and Cladogram (B)

A. 肠道菌群Spearman相关性分析,纵向为环境因子信息,横向为物种信息,中间热图对应的值为Spearman相关系数r,介于-0.4,0.6之间,r<0为负相关,r>0为正相关,标*表示差异显著(P<0.05),**表示差异极显著P<0.01;B. IMn.120和OMn.40盲肠菌群功能预测的比较。Laying A表示70～76周平均产蛋率;Laying B表示77～82周平均产蛋率;Laying C表示70～82周平均产蛋率 A. Spearman correlation analysis of gut microbiota, environmental factor information is in the vertical direction, species information is in the horizontal direction, and the values in the middle corresponding to the heatmap are Spearman correlation coefficients r, between -0.4 and 0.6. r<0 is a negative correlation, r>0 is a positive correlation, and * indicates significant difference (P<0.05), ** indicates extremely significant difference (P<0.01). B. Comparison of functional prediction of cecal microbiota between IMn.120 and OMn.40. Laying A means average laying rate from 70 to 76 weeks of age; Laying B means average laying rate from 77 to 82 weeks of age; Laying C means average laying rate from 70 to 82 weeks of age图4 甘氨酸锰对产蛋后期蛋鸡盲肠微生物功能预测Fig.4 Effect of MG on microbial function in the cecum of aged laying hens

3 讨论

3.1 甘氨酸锰对产蛋后期蛋鸡产蛋性能的影响

随着日龄的增长,蛋鸡产蛋率和平均日产蛋量呈下降趋势,研究发现,海兰褐蛋鸡在76周龄时的产蛋率较34、40和46周龄相比显著降低[1]。锰作为一种重要的必需微量元素,在国内外研究结果中均发现,当鸡饲粮中锰水平增加时,产蛋量也随之增加。但有关饲粮中补充锰对家禽产蛋性能的研究结果并不一致,研究发现,当鸡的日粮中锰水平比NRC规定的需要量高20 mg·kg-1时,产蛋率和蛋重显著提高[13];彭秀丽等[14]研究表明,在饲粮中添加 90 mg·kg-1锰显著提高伊莎褐商品蛋鸡的产蛋率和产蛋量;周旻瑶等[15]研究发现,基础饲粮中添加60和80 mg·kg-1蛋氨酸锰能够提高53～63周龄“京红1号”商品蛋鸡的产蛋率(分别增加1.19%和3.52%),但与60 mg·kg-1锰的硫酸锰组相比较差异不显著;Khoshbin等[16]研究表明,用50%～75%的有机锰替代饲粮中的无机锰显著提高来航蛋鸡产蛋率。综合以上研究说明,不同的锰水平和锰源对鸡的产蛋率的影响差异较大,在蛋鸡生产中有必要选择合适的锰源和适宜的锰水平。本试验研究发现,40 mg·kg-1锰的甘氨酸锰饲粮组蛋鸡77～82周龄产蛋率显著高于120 mg·kg-1锰的一水硫酸锰组(P<0.05),70～82周龄产蛋率有增加的趋势(P=0.071)。说明与一水硫酸锰相比,甘氨酸锰更容易被消化吸收,甘氨酸锰在产蛋后期蛋鸡的生产应用中效果优于一水硫酸锰。但也有研究表明,不同的锰源和锰水平对蛋鸡产率均无显著影响。陈寒青和吴晋强[17]在商品代罗曼产蛋母鸡和段瑞等[18]在海兰褐蛋鸡上研究均发现,不同锰源和锰添加量对蛋鸡的产蛋率无显著影响。分析其原因可能与锰的来源和试验鸡品种不一样有关,甘氨酸锰与硫酸锰的差异性较蛋氨酸锰与硫酸锰的差异性更大。

3.2 甘氨酸锰对产蛋后期蛋鸡肠道微生物的影响

禽类肠道中含有多种微生物群落(细菌、古细菌和真菌等),它们在维持禽类肠道健康和功能上发挥着重要的作用[19]。在产蛋后期,蛋鸡的衰老是一种不可逆的自然现象,随着抗氧化和免疫功能的衰退,蛋鸡肠道屏障功能下降,肠道菌群的稳定性也会遭到破坏从而导致肠道微生物菌群的紊乱[20]。研究发现锰具有维持肠道微生物稳态,保障肠道功能运行和促进肠道健康等作用[21-23]。本试验通过Alpha多样性分析不同锰源和甘氨酸锰添加量对产蛋后期蛋鸡肠道菌群的影响发现,在饲粮中添加40 mg·kg-1甘氨酸锰提高了产蛋后期蛋鸡盲肠微生物区系的物种丰富度和多样性指数,该组盲肠微生物OTU数量和预测功能也是最多的。与本研究结果不同的是,Wang等[8]研究发现,在鹅饲料中添加不同剂量的锰未能改变肠道微生物群落中的Alpha多样性,分析其原因可能与添加的锰源以及试验家禽的种类不同有关。

对产蛋后期各组蛋鸡盲肠微生物物种差异分析发现,各组盲肠微生物的物种差异性较大。Escherichia_Shigella是导致蛋鸡腹泻最常见的致病菌之一[24]。Anaerobiospirillum最早从狗和猫的粪便中分离出来,是人类和其它动物引起菌血症和腹泻的病原体[25-26]。Lactobacillus是一类兼性厌氧、不形成芽孢、无运动性、能发酵碳水化合物形成乳酸的一类革兰阳性杆菌,能产生多种对宿主机体有益的代谢终产物,包括有机酸、细菌素、酶、维生素和其它未知的代谢物[27-28]。此外,经研究发现,Romboutsia与Bacteroides与肉鸡的体重和平均日增重呈正相关[29];Paenibacillus具有抗病、促生长的作用[30];Massilia可产生多种次生代谢物,具有广谱抗菌、抗肿瘤、抗疟疾、抗氧化和止泻等功效[31],Ruminococcus_gauvreauii_group具有碳水化合物降解活性,可通过分泌纤维素酶、半纤维素酶等降解纤维物质,并有助于细胞吸收糖分,为宿主提供所需营养物质[32-33];Anaerotruncus是家禽体内最佳的益生菌菌株,在炎性反应中具有抗炎作用[34-35];Treponema包含致病菌,可感染多种宿主和组织,引起一系列疾病[36-37];Campylobacter宿主来源较广,广泛存在于温血动物体内,如家禽、猪、牛和野生鸟类肠道,其中禽类带菌率最高,动物携带Campylobacter不直接发病,临床上不需要抗生素的治疗,若鸡群长期携带此菌可以通过传播引起疾病[38-39]。本研究发现,有害菌Escherichia_Shigella是120 mg·kg-1一水硫酸锰组和40 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组特有菌群,提高饲粮中甘氨酸锰的含量后,蛋鸡肠道中Escherichia_Shigella消失,有害菌Treponema也在120 mg·kg-1甘氨酸锰组消失,但与40 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组相比,80 mg·kg-1和120 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组的有益菌Megamonas、Lactobacillus和Romboutsia相对丰度均降低。40 mg·kg-1甘氨酸锰饲粮组盲肠中有益菌Lactobacillus相对丰度显著高于120 mg·kg-1一水硫酸锰组及80和120 mg·kg-1甘氨酸锰组,Megamonas和Romboutsia相对丰度显著高于80和120 mg·kg-1甘氨酸锰组,有害菌Anaerobiospirillum和Campylobacter相对丰度显著低于80和120 mg·kg-1甘氨酸锰组。说明适宜的甘氨酸锰添加量在一定程度上利于有益菌的生存和繁殖,高剂量甘氨酸锰在抑制有害菌繁殖的同时也抑制了有益菌的繁殖。

3.3 甘氨酸锰对产蛋后期蛋鸡盲肠微生物功能的影响

本研究中,从蛋鸡肠道微生物菌群的Spearman分析发现,Synergistes的丰度与70～76、77～82和70～82周龄的产蛋率均显著正相关;Megamonas和Muribaculaceae的丰度与70～82周龄总产蛋率显著负相关。其中,Synergistes已被研究证实由纤维和非纤维碳水化合物共同诱导,与增强肠道消化和吸收功能有关[40],Megamonas菌群丰度与代谢性疾病密切相关,当糖代谢功能下降时Megamonas菌群丰度也随之下降[41-42]。众多研究表明,家禽肠道微生物菌群与产蛋率存在一定的相关性,杨建平等[43]的研究表明,蛋鸡产蛋高峰期盲肠中的优势菌门为Firmicutes,而产蛋后期肠道的优势菌门转为Bacteroidota,本试验研究结果与杨建平等[43]研究结果相似,产蛋后期蛋鸡盲肠中的绝对优势菌门为Bacteroidota。此外,本试验研究发现,在40 mg·kg-1甘氨酸锰组产蛋后期蛋鸡盲肠微生物区系的物种丰富的和多样性指数最高,同样地,该组77～82周龄产蛋率也是最高的,这提示了在饲粮中添加40 mg·kg-1甘氨酸锰可以提高产蛋后期蛋鸡盲肠微生物区系的物种丰富的和多样性指数,从改善肠道菌群的角度提高了产蛋后期蛋鸡的产蛋量。与本研究结果不同的是,Huang等[44]研究显示,高产蛋组和低产蛋组肉鸡盲肠微生物菌群的Alpha多样性指数均无显著差异,分析其原因可能与试验动物的品种和外源添加物不同有关。从蛋鸡肠道微生物菌群的功能聚集研究中发现,40 mg·kg-1甘氨酸锰组参与代谢过程的菌群比例最高且该组产蛋率也是最高的,与本研究结果相似的是,Han等[4]研究表明,高产蛋量组太行鸡参与代谢过程的菌群比例高于低产蛋量组。综合以上研究发现,产蛋后期蛋鸡肠道微生物菌群与产蛋率密切相关,在饲粮中添加40 mg·kg-1甘氨酸锰可以通过提高盲肠微生物区系的物种丰富的和多样性指数,调节肠道微生物组成,增加参与代谢过程的菌群比例,达到改善肠道菌群,提高产蛋后期蛋鸡的产蛋性能的目的。