酵母来源的益生元在减轻产蛋鸡中沙门氏菌的定植和粪便排泄以及改变其微生物群方面的作用——以沙门氏菌肠炎亚种（Salmonella Enteritidis）为挑战对象

《Journal of Applied Poultry Research》：The effect of yeast-derived prebiotics on mitigating colonization and fecal shedding of Salmonella and modifying the microbiome of laying hens in a Salmonella Enteritidis challenge

基于酵母的预生物可显著降低沙门氏菌 Enteritidis (SE) 感染蛋鸡的粪便及盲肠定植量，改善肠道菌群多样性和稳健性而不影响产蛋性能。

　　这项研究探讨了两种基于酵母的益生元对降低鸡只感染沙门氏菌（Salmonella Enteritidis，简称SE）的影响，以及其对鸡只肠道微生物群落的调节作用。研究的背景是，沙门氏菌感染在鸡蛋产业中是一个严重的问题，因为它不仅影响鸡只的健康，还可能导致消费者对鸡蛋产品的负面看法。SE感染常引起蛋产量下降，且在多个年份中被发现是导致鸡蛋、火鸡、家禽和活禽相关食源性疾病的主因。因此，采取有效的预防措施，如频繁检测、监控和生物安全措施，是养殖业的重要任务。同时，营养干预手段，如益生菌、益生元、合生元或有机酸等，也逐渐成为控制SE感染的潜在策略。其中，酵母相关产品因其在改善肠道健康、调节微生物群落和增强免疫反应方面的潜力而受到关注。

本研究假设通过在鸡只日粮中添加酵母培养物、水解酵母或酵母细胞壁等益生元成分，可以有效减少SE的肠道定植，从而降低其在鸡蛋中的传播风险。酵母来源的益生元被认为含有能够选择性促进有益菌群（如乳酸菌属）的生物活性分子，这些分子可能通过竞争排斥、调节肠道pH值、结合病原体或产生抗菌代谢物（如短链脂肪酸和雷特菌素）等机制来发挥抗病作用。研究设计为一个在体实验，旨在评估这两种益生元组合对SE感染的影响，以及它们在受感染鸡只肠道微生物群落中的作用。

研究中使用了72只45周龄的Hy-Line W-36蛋鸡，这些鸡在实验前均未感染SE。所有鸡只被分配到36个笼子中，每个笼子中有两只鸡。研究采用了随机区组设计，将笼子的层级作为区组因素，以减少实验中的干扰变量。在实验开始前，鸡只被给予四周的适应期，随后进行SE感染挑战。挑战剂量为每只鸡10^9 CFU的耐诺氟沙星SE菌株。实验组包括四个处理组：未受挑战的对照组（NC）、受挑战的对照组（PC）、受挑战组加水解酵母和酵母培养物（HY/YC）以及受挑战组加酵母细胞壁和水解酵母（YCW/HY），每组共九个重复笼子。实验过程中，所有鸡只均接受了相同的基底饲料，但实验组额外添加了相应的益生元。在感染后第0、3、7和14天，采集了粪便样本以检测SE的载量。此外，每只笼子中选择一只鸡在第7天和第14天被安乐死，以检测其肝脏、卵巢、脾脏和盲肠中的SE定植情况。同时，从每组中随机选取一只鸡，在第14天采集泄殖腔拭子进行16S rRNA测序，以分析肠道微生物的多样性、丰富度和稳定性。实验数据经过对数转换，并使用SAS 9.4的PROC GLIMMIX程序进行分析，组间差异通过Fisher’s LSD方法进行比较。

实验结果表明，添加HY/YC或YCW/HY益生元的鸡只在感染后第7天的粪便中表现出约1个对数单位的SE载量减少，且盲肠中的SE定植也显著降低，与未添加益生元的受挑战对照组相比，分别降低了0.718和0.897个对数单位（粪便中的SE载量为0.939和0.761 log CFU/gm，而对照组为1.657 log CFU/gm）。这一结果表明，这两种益生元能够有效减少SE的粪便排泄和肠道定植，从而降低其在环境中的传播风险。然而，研究并未发现益生元对SE在肝脏、卵巢和脾脏中的定植有显著影响，这可能与实验中SE的挑战剂量较高有关，或者益生元的作用主要集中在肠道层面。值得注意的是，尽管HY/YC组在适应期（第45至47周）的蛋产量出现短暂下降，但在感染后（第48至49周）蛋产量逐渐恢复，且所有处理组在实验期间的总体蛋产量差异不显著。这表明，虽然益生元可能在短期内对蛋产量有一定影响，但长期来看，它们并未对蛋鸡的生产性能造成明显损害。

此外，肠道微生物群落的分析显示，未受挑战的对照组（NC）和HY/YC组的微生物丰富度和多样性优于受挑战的对照组（PC）。然而，YCW/HY组虽然在微生物多样性方面表现良好，但其微生物稳定性（Robustness Index）较低，这可能意味着该组的微生物群落对SE感染的抵抗力较弱。这一结果表明，尽管YCW/HY组的微生物多样性较高，但其群落结构可能更加脆弱，容易受到外界病原体的影响。因此，益生元的组合方式可能对微生物群落的稳定性和功能有重要影响。

本研究的发现对于蛋鸡养殖业具有重要的实际意义。通过在日粮中添加酵母来源的益生元，可以有效减少SE的感染率和传播风险，同时改善鸡只的肠道微生物群落结构，从而促进肠道健康。这种自然的干预方式不仅有助于提高食品安全，还能减少对化学抗生素的依赖，符合当前畜牧业对可持续发展的需求。此外，研究中采用的16S rRNA测序技术结合人工智能分析平台，为评估益生元对微生物群落的影响提供了新的方法，能够更精确地识别对肠道健康和抗病能力有益的微生物特征。

然而，研究也存在一些局限性。首先，SE的挑战剂量较高（10^9 CFU/只），这可能与实际生产中沙门氏菌的低剂量感染情况不符。因此，未来的研究可以考虑在不同剂量条件下评估益生元的效果，以更全面地了解其在实际应用中的表现。其次，SE的定量方法依赖于富集培养，而不是直接平板计数。虽然这种方法在低载量情况下能够提高检测的敏感性，但其结果可能与直接计数方法存在一定的偏差。因此，未来的研究可以结合多种定量方法，以提高数据的准确性和可靠性。最后，微生物群落的分析仅在实验结束时进行，未能追踪微生物群落在整个实验期间的变化趋势。因此，进一步的研究可以采用更全面的宏基因组和宏转录组分析方法，以深入理解益生元对微生物群落动态和功能的影响。

综上所述，本研究提供了有力的证据，表明基于酵母的益生元能够有效减少SE感染，同时改善蛋鸡的肠道微生物群落结构。这些益生元不仅有助于降低SE的传播风险，还可能在提升鸡只整体健康和生产性能方面发挥积极作用。随着对食品安全和可持续农业的关注不断加深，基于益生元的营养干预策略有望成为控制沙门氏菌感染的重要手段。未来的研究可以进一步优化益生元的配方和剂量，以确保其在不同养殖条件下的有效性，并探索其在其他病原体控制中的应用潜力。