菊苣调控感染内寄生虫羔羊的瘤胃环境:瘤胃发酵、微生物群落与组织形态学的综合研究

【字体: 时间:2025年10月11日 来源:Scientific Reports 3.9

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  本研究针对放牧反刍动物易感染胃肠道线虫(GINs)导致生长性能下降的问题,探讨了菊苣(Cichorium intybus)对感染Haemonchus contortus的羔羊瘤胃环境的影响。通过对比传统草地放牧(CON组)与菊苣改良草地放牧(CHIC组),发现菊苣可显著提升羔羊体重、瘤胃氨氮浓度、淀粉酶与木聚糖酶活性,并促进Streptococcus bovis等有益菌增殖。研究为天然植物替代化学驱虫药提供了理论依据,对可持续畜牧业发展具有重要意义。

  
在广袤的自然草原上,放牧的反刍动物们本应享受多样植物提供的营养与天然“药房”。然而,胃肠道线虫(GINs)的感染却始终是悬在它们头顶的达摩克利斯之剑。其中,Haemonchus contortus(捻转血矛线虫)尤为凶险——这种寄生虫会附着在宿主的真胃壁上吸血,导致贫血、黏膜损伤甚至生长停滞。传统依赖化学驱虫药的方式不仅易引发耐药性,还可能残留于动物产品中。面对这一困境,科学家将目光投向了天然植物中的活性成分,希望通过“食药同源”的策略,为羔羊健康开辟新路径。
近期发表于《Scientific Reports》的一项研究,首次系统揭示了菊苣(Cichorium intybus)如何通过调控瘤胃环境,帮助感染内寄生虫的羔羊逆袭生长。团队将感染H. contortus的羔羊分为两组:一组在普通草场放牧(CON组),另一组则在播种菊苣的实验草场放牧(CHIC组)。经过144天的观察,菊苣组的羔羊不仅体重显著增加,瘤胃内的“微生物工厂”也更高效运转——氨氮浓度升高,淀粉酶和木聚糖酶活性增强,宛如为羔羊配备了一套内部营养优化系统。
关键技术方法
研究采用田间实验与实验室分析结合的策略。在斯洛伐克私人农场设立对照与菊苣改良草场,对16只Tsigai品种羔羊进行H. contortus人工感染(5000条幼虫/只),定期监测粪便虫卵数(EPG)和体重变化。屠宰后采集瘤胃样本,通过气相色谱分析短链脂肪酸(SCFA)、酚-次氯酸盐法测定氨氮、定量PCR(qPCR)检测微生物群落(如Streptococcus bovis、甲烷菌等),并利用组织切片(H&E染色)观察瘤胃乳头形态变化。植物活性成分通过UPLC-QTOF-MS技术鉴定。
研究结果
生长参数
感染初期(D62前),两组羔羊体重无显著差异;但从D89至D144,CHIC组体重和日增重(DWG)均显著超越CON组(P<0.05)。例如,D144时CHIC组平均体重达38.2 kg,而CON组仅为32.7 kg。这表明菊苣的补充有效缓解了寄生虫对生长的抑制。
瘤胃发酵特性
CHIC组瘤胃氨氮浓度显著更高(234 mg/L vs. 170 mg/L,P=0.007),提示蛋白质降解和微生物合成增强。尽管CON组丙酸和己酸摩尔比例更高,但CHIC组的淀粉酶和木聚糖酶活性显著提升(P<0.05),说明菊苣促进了碳水化合物降解效率。
瘤胃细菌种群
qPCR结果显示,CHIC组总细菌数量和Streptococcus bovis(一种淀粉分解菌)相对丰度显著高于CON组(P<0.05)。其他菌群(如纤维分解菌F. succinogenes)无显著差异,说明菊苣对微生物的影响具有选择性。
瘤胃组织学
组织切片显示,两组羔羊均出现瘤胃乳头结构损伤、结缔组织水肿和炎症细胞浸润。CON组可见上皮细胞空泡变性、过度角化及Balantidium coli形态的原生动物;CHIC组虽存在中性粒细胞浸润和乳头结构紊乱,但炎症程度较轻。这表明寄生虫感染本身引起瘤胃形态病变,而菊苣可能通过改善营养状态间接缓解损伤。
讨论与结论
本研究证实,菊苣通过其多酚类活性成分(如单宁、皂苷)调节瘤微生态,提升氨氮利用效率和酶活性,从而抵消寄生虫导致的能量损失。尽管瘤胃组织病变在两组中均存在,但CHIC组羔羊通过“自我药疗”行为(主动采食菊苣)实现了生长逆袭。这一发现为有机畜牧业提供了新思路:多样化草场种植不仅是生态需求,更是动物健康的保障。未来研究可进一步解析菊苣中特定化合物与瘤胃微生物互作的分子机制,为开发植物源抗寄生虫制剂奠定基础。
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