纳米封装枯草芽孢杆菌和酿酒酵母后生元:缓解家兔热应激、提升繁殖性能的新希望

【字体: 时间:2025年04月26日 来源:BMC Veterinary Research 2.3

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  在养兔业中,热应激严重影响兔子生理和繁殖功能。研究人员用棕榈枣籽发酵生成后生元(BYP 和 NBYP)开展研究。结果显示,BYP 和 NBYP 能提高采食量等,NBYP 效果更佳。这为缓解热应激、提升家兔繁殖效率提供新途径。

  在全球变暖的大背景下,养兔业正面临着严峻的挑战。兔子对高温环境极为敏感,当环境温度超过 30°C 时,就会引发热应激反应。这不仅会打乱兔子正常的生理节奏,导致它们的行为和代谢出现异常,还会严重损害成年母兔的生殖功能,比如降低生育能力、影响雌激素和孕酮的分泌,甚至会让卵子的完整性受损,使得受精和受孕率大打折扣,最终影响到幼崽的数量和体重。在这样的困境下,如何帮助兔子抵抗热应激,提高繁殖效率,成为了科研人员亟待攻克的难题。
来自埃及亚历山大大学等机构的研究人员挺身而出,决心探索出有效的解决办法。他们将目光聚焦在了微生物衍生的活性代谢产物 —— 后生元(Postbiotic)上。研究人员利用枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)发酵棕榈枣籽,得到了富含多种次生代谢物的后生元,并将其制成了游离形式(BYP)和纳米封装形式(NBYP),添加到兔子的饮食中进行研究。最终,他们发现无论是 BYP 还是 NBYP,都能显著提高热应激下母兔的采食量,降低直肠温度和呼吸频率,增强血液学、免疫学和氧化还原参数,提升孕期孕酮水平,还能增加产仔率、窝产仔数和初生窝重。而且,纳米封装的 NBYP 在大多数指标上都表现得更为出色。这一研究成果发表在《BMC Veterinary Research》上,为养兔业缓解热应激、提高繁殖性能提供了新的方向和方法,意义重大。

研究人员开展此项研究时,用到了以下几个主要关键技术方法:首先是发酵技术,利用枯草芽孢杆菌和酿酒酵母发酵棕榈枣籽制备后生元;其次是气相色谱 - 质谱联用(GC - MS)技术,用于鉴定后生元的活性成分;然后是纳米封装技术,制备纳米封装后生元;最后通过对实验动物的分组饲养、监测和各项指标检测,对比分析不同处理组的效果。

研究结果如下:

  • 后生元成分分析:通过 GC - MS 分析发现,非发酵枣籽提取物主要含有油酸等次生代谢物,枯草芽孢杆菌或酿酒酵母发酵产生的后生元富含碳水化合物,而两者共发酵产生了如三亚麻酸甘油酯(Trilinolein)和脱硫芥子苷(Desulphosinigrin)等新的次生代谢物。这表明两种微生物共发酵存在协同代谢作用,能增加生物活性化合物的多样性和功能有效性。
  • 热耐受指标变化:给处于严重热应激(温度 - 湿度指数 = 28.91 ± 0.113)的母兔补充 BYP 或 NBYP 后,它们的采食量增加,直肠温度和呼吸频率降低。这说明补充后生元可以提高母兔的热耐受能力。
  • 血液生化指标改善:补充 BYP 和 NBYP 的母兔,红细胞(RBCs)计数、血红蛋白水平、红细胞压积(PCV)、血浆代谢物(总蛋白、白蛋白、葡萄糖、胰岛素样生长因子 - l ,IGF - l)浓度、总抗氧化能力(TAC)和还原型谷胱甘肽酶(GSH - Px)活性显著增加,丙二醛(MDA)含量降低,白细胞(WBCs)计数、淋巴细胞、单核细胞、血浆免疫球蛋白(IgG、IgA、IgM)浓度和溶菌酶活性升高,白细胞介素 - 1β(IL - 1β)水平降低。这些变化表明后生元有助于维持热应激下母兔的生理平衡,增强免疫力和抗氧化能力。
  • 生殖性能提升:补充 BYP 和 NBYP 的母兔,孕酮浓度显著提高,产仔率和活仔数增加,死胎数减少。这说明后生元对母兔的生殖性能有积极影响,纳米封装的 NBYP 效果更优。

研究结论和讨论部分指出,该研究表明微生物种类会影响后生元的次生代谢物组成,枯草芽孢杆菌和酿酒酵母共发酵枣籽产生的后生元能增强热应激下母兔的健康状况和生殖性能,纳米封装技术进一步提升了后生元的生物学功能。研究中发现的多种次生代谢物,如三亚麻酸甘油酯、脱硫芥子苷、油酸、D - 甘露糖等,分别具有抗氧化、抗炎、抗菌等多种生物活性,这些特性可能是后生元发挥作用的重要原因。这一研究为养兔业提供了一种新的饲料添加剂选择,有望有效缓解热应激对母兔的影响,同时也为后续研究利用不同发酵材料和微生物开发更多适用于畜牧业的后生元产品奠定了基础,对推动畜牧业的健康发展具有重要意义。

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