中药添加剂对热应激生长兔生长性能、屠宰性能、肠道微生态和血清生化指标的影响

2024-04-02程菊芬袁家琪贺真睿翁顺利严加森郑会超

动物营养学报 2024年3期

程菊芬张立袁家琪贺真睿翁顺利严加森郑会超*

(1.浙江省农业科学院畜牧兽医研究所,杭州 310021;2.丽水渝景农业开发有限公司,景宁 323500)

家兔的适宜生长温度为15～20 ℃,由于其皮肤缺乏汗腺,且体表有很厚的绒毛形成的隔热层,导致其散热能力差,对热应激十分敏感[1]。一般来讲,气温高于30 ℃会导致家兔热应激,表现为体温升高、呼吸频率增加,采食量、生长速度及繁殖性能下降,严重时抗病力下降,甚至引起死亡[2]。随着家兔养殖规模化发展及全球极端气候条件多发,热应激已成为制约家兔养殖产业发展和效益的主要因素,尤其在热带、亚热带地区。目前,一般通过调整饲料配方、配备降温系统、添加抗热应激添加剂等方法来缓解夏季高温对家兔的不利影响。笔者前期调研发现,浙江省生长兔夏季易发生消化功能障碍,成活率较低,剖检发现多数病死兔出现小肠胀气、盲肠内容物稀薄或硬实等症状。

研究表明,一些天然植物药物如辣木叶、生姜、百里香等兼有营养物质和药物的双重作用,能够协调畜禽夏季体热平衡,促进营养物质的消化和吸收,增强机体免疫功能,缓解热应激[3-6]。将多种中药混合组方添加,发挥协同作用,可明显缓解热应激或亚健康状态的多系统机能紊乱[7-9]。因此,本试验旨在研究中药添加剂对生长兔夏季生长性能、屠宰性能、肠道微生态和血清生化指标的影响,为探明其缓解家兔热应激的作用机制,研发有效缓解家兔热应激的中药添加剂提供理论依据和实践指导。

1 材料与方法

1.1 试验设计与饲养管理

选取体重相近、健康的2月龄新西兰白兔48只,随机分成2组,每组24只(公母各占1/2),单笼饲养。对照组饲喂基础饲粮,中药组在基础饲粮中添加1%中药添加剂。中药添加剂由大青叶、荷叶和甘草按1∶1∶1比例混合组成,中药添加剂的干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、粗纤维(CF)、酸性洗涤木质素(ADL)、粗灰分(Ash)、粗脂肪(EE)、钙(Ca)、磷(P)含量分别为93.7%、18.4%、29.3%、18.4%、14.0%、2.0%、9.4%、5.0%、1.5%和0.1%,有效成分靛玉红、荷叶碱、槲皮素、甘草苷、甘草酸含量分别为188.1、282.0、87.3、1 956.8、8 885.8 μg/kg。试验饲粮均为颗粒料,其组成及营养水平见表1。试验在浙江省农业科学院畜牧兽医研究所试验兔场进行,时间为2022年6月14日至2022年8月1日,预试期7 d,正试期42 d。所有试验兔单笼饲养,每日2次定时饲喂,自由采食、饮水。

表1 试验饲粮组成及营养水平(风干基础)

1.2 样品采集与指标测定

1.2.1 试验兔舍温度和相对湿度

试验期间每天06:30、14:00、20:00用数字式温湿度计测量并记录试验兔舍内靠门、靠窗以及兔舍中间的温度和相对湿度,并观察试验兔行为表现。参照Marai等[10]计算温湿指数(THI),并划分热应激等级。THI≤27.8为无热应激,THI 27.8～28.9为轻度热应激,THI 29.0～30.0为中度热应激,THI>30.0为严重热应激。

1.2.2 饲粮营养成分

参照《饲料分析及饲料质量检测技术》测定饲粮粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分、粗纤维、钙、磷和氨基酸含量;采用范氏(Van Soest)的洗涤纤维分析法测定中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和酸性洗涤木质素含量。

1.2.3 生长性能和成活率

试验开始和结束当天早上,空腹对各组试验兔体重称重,剩余的饲粮称重并记录,统计全期饲喂量,计算平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)和料重比(F/G);记录各组死亡情况,计算成活率。

1.2.4 屠宰试验

试验结束当天,对照组和中药组各随机选取12只试验兔,进行屠宰和采样,记录宰前活重、半净膛重、盲肠长度和盲肠重量,参照来宁洁等[11]方法进行测定。半净膛重为兔屠宰放血后去除、头、尾、皮毛、内脏和前脚腕关节和后脚跗关节以下部分,保留心脏、肝脏、肾脏和腹脂的胴体重。结扎盲肠部位,用软尺测定盲肠自然长度即为盲肠长度,用分析天平称量含内容物盲肠重量。半净膛率计算公式如下:

半净膛率(%)=(半净膛重/宰前活重)×100。

1.2.5 盲肠内容物发酵参数及细菌区系

试验结束当天,对照组和中药组各随机采集8只试验兔盲肠内容物,放入冻存管,并迅速埋入干冰。1管用于发酵参数和细菌总数分析,另1管用于细菌区系分析。将内容物样品解冻后等量混匀,取样本50 mg,加50 μL 15%磷酸,再加125 μg/mL的内标(异己酸)溶液100 μL和乙醚400 μL匀浆1 min,于4 ℃ 12 000 r/min离心10 min,取上清采用气相色谱串联质谱法测定挥发性脂肪酸(VFA)含量。采用S40 Mutimin型pH计测定滤液pH,采用恒温鼓风干燥箱105 ℃烘干法测定内容物干物质含量,采用南京建成生物工程研究所试剂盒测定内容物尿素氮(UN)含量,采用琼脂平板培养法测定内容物细菌总数。

根据Behrendt等[12]的方法,细菌16S rRNA基因的V3～V4区域的PCR扩增使用细菌通用引物(341F:5’-CCTAYGGGRBGCASCAG-3’和806R:5’-GGACTACNNGGGTATC-TAAT-3’)进行。PCR扩增子测序在北京奥维森基因科技有限公司的Illumina MiSeq PE300平台(Illumina公司,美国)上进行。原始数据以登录号为SRP110222的形式提交到NCBI序列读取档案,然后使用QIIME 1.80软件包进行处理。经过质量过滤和配对端连接后,使用Uparse算法将序列聚类为操作分类单元(operational taxonomic units,OTU)。利用Silva 128数据库对OTU代表性序列从门到属进行物种注释。在QIIME 1.80中计算alpha多样性指数。在RStudio(http://www.rstudio.org)中进行偏最小二乘判别分析(PLS-DA)。

1.2.6 盲肠内容物和粪便球虫圆小囊数

试验结束当天,对照组和中药组各随机选取12只试验兔,采集新鲜粪便和盲肠内容物,采用麦氏虫卵计数法测定球虫圆小囊数。根据国家标准《动物球虫病诊断技术》(GB/T 18647—2020)[13]每克粪便卵囊数(oocysts per gramme,OPG)判断感染程度,其中OPG>1×105个为严重感染,1×104个≤OPG≤1×105个为中度感染;OPG<1×104个为轻度感染。

1.2.7 血清生化指标

试验结束当天,对照组和中药组各选取8只生长兔进行耳动脉采血,室温静置,3 000 r/min离心10 min,取上层血清。参照南京建成生物工程研究所试剂盒说明书检测血清总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLO)、葡萄糖(GLU)、尿素氮、丙二醛(MDA)、免疫球蛋白A(IgA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性及总抗氧化能力(T-AOC)。

1.3 数据统计分析

试验数据采用Excel进行初步处理,采用SPSS 16.0统计软件的一般线性模型(GLM)进行单因素方差分析。以P<0.05作为差异显著依据,0.05≤P<0.10作为具有差异趋势依据,结果以“平均值±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 试验期兔舍温度和相对湿度变化情况

由图1可见,2022年夏季高热,最低温度在25 ℃以上,最高温度在30 ℃以上,35 ℃以上高温天数达25 d。兔舍日均温度28.6～35.5 ℃,平均值(32.2±1.6) ℃;日均THI在26.9～32.6,平均值30.2±1.3。在6周试验期内,观测到有20 d在06:30或20:00的THI低于29.0,38 d在14:00的THI超出30.0。以上数据表明,试验兔大部分时间处于严重热应激状态。

图1 试验期兔舍温度和THI变化

2.2 中药添加剂对热应激生长兔生长性能和成活率的影响

由表2可知,中药组成活率较对照组有所增加,但差异不显著(P>0.05),表明中药添加剂可改善家兔夏季抗病力。中药组的平均日采食量有高于对照组的趋势(P=0.081)。对照组和中药组之间末重、平均日增重和料重比差异不显著(P>0.05)。

表2 中药添加剂对热应激生长兔生长性能和成活率的影响

2.3 中药添加剂对热应激生长兔屠宰性能的影响

由表3可知,对照组和中药组之间宰前活重、盲肠长度和盲肠重量差异不显著(P>0.05),中药组的盲肠长度和盲肠重量略低于对照组。中药组的半净膛重和半净膛率显著高于对照组(P<0.05)。以上数据表明,中药添加剂可以提高热应激生长兔的屠宰性能。

表3 中药添加剂对热应激生长兔屠宰性能的影响

2.4 中药添加剂对热应激生长兔盲肠内容物发酵参数的影响

由表4可知,对照组和中药组之间盲肠内容物pH及丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸、己酸、尿素氮含量差异不显著(P>0.05)。中药组的盲肠内容物干物质含量显著高于对照组(P<0.05),盲肠内容物乙酸和丙酸含量有低于对照组的趋势(P=0.092)。

表4 中药添加剂对热应激生长兔盲肠内容物发酵参数的影响

2.5 中药添加剂对热应激生长兔盲肠内容物细菌区系的影响

由表5可知,对照组和中药组之间盲肠内容物细菌总数和alpha多样性差异不显著(P>0.05)。

表5 中药添加剂对热应激生长兔盲肠内容物细菌总数和alpha多样性的影响

由表6可知,对照组和中药组之间盲肠内容物颤螺旋菌科NK4A214群、瘤胃球菌属、克里斯滕森菌科R-7群、毛螺菌科NK4A3164群等主要菌属相对丰度差异不显著(P>0.05)。中药组的盲肠内容物栖粪杆菌属、普氏栖粪杆菌相对丰度显著高于对照组(P<0.05),盲肠内容物阿克曼菌属和大肠杆菌相对丰度有高于对照组的趋势(P=0.080、P=0.088)。中药组的盲肠内容物有害菌产气荚膜梭菌和内脏异味杆菌相对丰度降低,但差异不显著(P>0.05)。

2.6 中药添加剂对热应激生长兔盲肠内容物和粪便球虫圆小囊数的影响

由表7可知,根据《动物球虫病诊断技术》(GB/T 18647—2020)[13],所有试验兔为球虫轻度感染。中药组的盲肠内容物球虫圆小囊数较对照组减少了24.5%,但差异不显著(P>0.05);中药组的粪便球虫圆小囊数较对照组减少了31.9%,有低于对照组的趋势(P=0.082)。这表明中药添加剂具有降低热应激生长兔肠道球虫数量的作用。

表7 中药添加剂对热应激生长兔盲肠内容物与粪便球虫圆小囊数的影响

2.7 中药添加剂对热应激生长兔血清生化指标的影响

由表8可知,对照组和中药组之间血清生化指标差异不显著(P>0.05)。

3 讨论

3.1 中药对添加剂热应激生长兔生长性能和成活率的影响

热应激是导致动物健康状况受损和对应激源耐受性下降的重要环境因素[14]。由于热应激对家兔福利、健康、发育等多重负面影响,在全世界范围内长期影响家兔养殖业健康高效发展[15]。本研究发现,生长兔夏季成活率较低,与Sirotkin等[16]的研究结果一致。我们剖检死亡兔,发现小肠胀气、盲肠内容物稀薄或硬实等症状,表明家兔肠道功能异常。Bai等[17]发现热应激显著提高家兔血清免疫球蛋白G含量和T-AOC,增加粪便细菌厚壁菌门、变形菌门、狭窄梭菌属相对丰度,表明肠道微生态失衡与肠道功能障碍和血液氧化应激相关。彭津津[9]由板蓝根、荷叶、甘草等制成“清热散”,对夏季兔瘟疫热毒尤有良效,降低了料重比,提高了饲料转化率。林家栋等[8]在饲粮中添加1%的黄连、金银花和茯苓中药,可降低伊拉肉兔死亡率、腹泻率和料重比,提高肉兔的生长性能。本研究发现,饲粮中添加中药添加剂可提高热应激生长兔成活率,对生长性能影响不显著,可能与试验兔品种、环境、饲粮、中药组方等饲养管理条件不同有关。

3.2 中药添加剂对热应激生长兔屠宰性能的影响

屠宰性能可反映肉兔不同部位的营养物质分布情况和沉积状态,体现屠宰前的活体品质。本研究发现,饲粮中添加中药添加剂可提高家兔屠宰率,中药组盲肠长度和盲肠重量略低于对照组,可能与中药组饲粮纤维水平较低有关。兔是草食性动物,依靠盲肠中存在大量的微生物和球囊组织协同作用,发酵粗纤维,将其分解为挥发性脂肪酸,并在盲肠被吸收利用。盲肠长度和盲肠重量是反映草食动物纤维消化能力强弱重要指标。研究发现,饲粮纤维水平升高导致肉兔胃肠道重量增加,而屠宰率略有降低[18]。此外,杜新瑜等[19]研究发现,伊拉肉兔饲粮中适量添加沙棘黄酮可提高屠宰率,表明中药活性成分可能与消化道发育和营养物质沉积有关,有待于进一步研究。

3.3 中药添加剂对热应激生长兔肠道微生态及肠道健康的影响

热应激会导致肠道菌群异常,特别是胃肠道功能紊乱时肠胃微生态系统受到严重的破坏,菌群失调又反过来影响机体对营养物质的吸收,降低机体免疫力,削弱肠道的屏障功能,进一步加重疾病[20]。本研究发现,生长兔盲肠内容物细菌以厚壁菌门和拟杆菌门为主,颤螺旋菌科NK4A214群、瘤胃球菌属、克里斯滕森菌科R-7群、毛螺菌科NK4A3164群等为优势菌属,与前人研究结果[21-22]一致。中药添加剂对热应激生长兔盲肠微生态有微调作用,盲肠内容物栖粪杆菌属、普氏栖粪杆菌相对丰度显著提高,阿克曼菌属和大肠杆菌相对丰度具有提高的趋势,产气荚膜梭菌和内脏异味杆菌相对丰度略有降低。栖粪杆菌属是主要的丁酸产生菌,丁酸是后段肠道上皮生长的主要能源物质,能促进肠系膜淋巴结发育,调节抗炎信号通路,改善肠道上皮屏障功能[23]。阿克曼菌属可以增强结肠屏障功能,减少血液中内毒素的浓度[24]。内脏异味杆菌是可转移响应菌的重要成员,与IgA生成有关,促进代谢和免疫细胞对结肠炎的保护[25],该菌属还与肥胖呈负相关[26]。球虫感染兔后,在肠道上皮细胞大量增殖并破坏肠道黏膜。本研究发现,中药组盲肠内容物和粪便球虫圆小囊数减少,表明中药添加剂可通过改善肠道微生态和屏障功能,抑制球虫增生。大肠杆菌通常被认为是肠道有害菌,本研究发现,饲粮中添加中药添加剂可促进生长兔盲肠内大肠杆菌生长,其效应和机理有待进一步评估。

3.4 中药添加剂对热应激生长兔血清生化指标的影响

许多中药因含有多酚、黄酮等天然抗氧化物质,被广泛用于缓解家兔热胁迫所致氧化应激。Helal等[4]研究发现,在热应激家兔饲粮中添加辣木和迷迭香叶各0.5%,可以提高血浆CAT、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和SOD活性,降低血浆MDA含量。研究发现,生姜、姜黄素等也具有类似的效果[5,27]。饲粮中添加百里香酚和甘草提取物,还可以提高兔肉氧化稳定性,延长货架寿命[28]。荷叶具有清暑化湿、升发清阳、凉血止血的功效,有效成分为荷叶碱和槲皮素。大青叶是一种具有抗菌、抗病毒、抗氧化作用的清热解毒类中药,主要含有生物碱、黄酮和酚酸类有效成分。本研究发现,由大青叶、荷叶、甘草复方组成的中药添加剂对家兔血清氧化代谢物、氧化应激指标等影响不显著,可能与试验兔个体差异较大以及环境、饲粮、中药组方、饲养管理条件不同有关。除中药或天然植物药物外,维生素、微量元素、益生菌和益生元广泛用于拮抗家兔热应激的负面效应[29-30]。未来多种营养策略联合应用,可能更利于缓解家兔热应激,提高家兔抗病免疫力,改善生长性能和动物福利。