酵母细胞壁多糖加速肉鸡肠道发育,抗生素却拖后腿:肠道微生物组的关键作用

【字体: 时间:2025年02月10日 来源:Journal of Animal Science and Biotechnology 6.3

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  为解决抗生素在养鸡业使用带来的诸多问题,研究人员开展了酵母细胞壁多糖(YCWP)对鸡肠道发育和成熟影响的研究。结果发现 YCWP 可促进肠道发育,抗生素 BMD 则延迟发育,该研究为非抗生素策略提供了依据。

  在养鸡的世界里,肠道健康对于小鸡的成长至关重要。肠道就像一个复杂的 “小宇宙”,由肠道上皮层、肠道微生物和黏膜免疫系统组成,它们相互交织,共同影响着肠道的生长、发育、成熟以及健康状况。刚孵化的小鸡,肠道免疫系统还未发育成熟,这使得它们在成长过程中极易受到病原微生物的侵袭,不仅会降低生长性能,还会给养鸡产业带来严重的经济损失。为了控制肠道病原菌感染,抗生素曾被广泛应用于养鸡业。然而,长期使用抗生素却带来了一系列棘手的问题,比如阻碍肠道干细胞(ISC)的活性和肠道发育,损害肠道屏障功能,破坏肠道微生物群落的平衡,甚至还会导致动物产品中出现抗生素残留,威胁人类健康。因此,寻找非抗生素策略来促进早期小鸡肠道形态、微生物群和免疫功能的发育与成熟,成为了养鸡业亟待解决的重要课题。
中国农业大学的研究人员针对这一问题展开了深入研究。他们将 180 只 1 日龄健康雄性爱拔益加肉鸡随机分为 3 组,分别喂食基础日粮(对照组)、添加 50mg/kg 杆菌肽锌(BMD)的日粮以及添加 100mg/kg 酵母细胞壁多糖(YCWP)的日粮,实验持续 42 天。研究结果表明,YCWP 能够加速肠道发育和成熟,而抗生素 BMD 则起到了延迟作用。该研究成果发表在《Journal of Animal Science and Biotechnology》上,为养鸡业的健康发展提供了新的思路和方向。

研究人员主要采用了以下几种关键技术方法:一是样本采集,在实验第 21 天和第 42 天,从每组中随机选取一只鸡,采集回肠中段、回肠黏膜和盲肠内容物样本;二是酶活性测量,检测回肠黏膜中麦芽糖酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶(ALP)的活性;三是肠道形态分析,测量回肠绒毛高度、隐窝深度和绒毛宽度等指标;四是通过定量实时 PCR(RT-qPCR)技术检测相关基因的表达水平;五是对盲肠微生物组进行 16S rRNA 基因测序分析。

1. 体重和肠道形态:通过测量不同阶段鸡的体重和肠道形态指标发现,抗生素 BMD 在第 21 天增加了鸡的体重,但在第 42 天显著降低了绒毛高度。相比之下,YCWP 在第 21 天显著增加了绒毛高度和绒毛表面积,提高了绒毛高度与隐窝深度的比值,促进了肠道发育。
2. 回肠双糖酶和 ALP 活性:检测回肠中相关酶的活性显示,BMD 在第 42 天显著降低了麦芽糖酶活性,表明其延迟了肠道成熟。而 YCWP 在第 21 天显著增加了 ALP 活性,在第 21 天和第 42 天的麦芽糖酶活性也更高,说明 YCWP 对肠道发育和成熟有明显的促进作用。
3. Lgr5 和 Wnt/β -catenin 信号通路相关基因表达:利用 RT-qPCR 技术检测基因表达发现,BMD 在第 21 天显著降低了回肠黏膜 β -catenin 的 mRNA 水平,在第 42 天则显著上调了 ISC 标记基因 Lgr5 以及 Wnt/β -catenin 信号通路相关基因的表达。YCWP 在第 21 天显著上调了 Wnt3 和 β -catenin 的基因表达水平,在第 42 天也上调了 β -catenin 的 mRNA 水平,表明 YCWP 可通过刺激该信号通路促进肠道发育。
4. 肠道细胞生物标志物和肠道紧密连接蛋白基因表达:研究肠道细胞相关基因表达情况表明,BMD 在第 21 天抑制了潘氏细胞标记基因溶菌酶、紧密连接蛋白 occludin 和脂肪酸结合蛋白 2(FABP - 2)的表达,在第 42 天降低了杯状细胞标记基因 Mucin - 2 等的表达。而 YCWP 在第 21 天和第 42 天分别上调了相关基因的表达,增强了肠道屏障功能。
5. 杯状细胞计数:通过染色观察杯状细胞数量发现,BMD 在第 21 天和第 42 天显著减少了回肠中产生酸性和中性黏液的杯状细胞数量,YCWP 则显著增加了杯状细胞数量,促进了肠道干细胞向成熟杯状细胞的分化。
6. 肠道黏膜免疫功能:检测肠道免疫相关基因表达和 IgA 阳性细胞数量显示,BMD 降低了抗原呈递细胞标记基因和 IgA 阳性浆细胞数量,损害了肠道先天免疫。YCWP 则显著上调了相关免疫细胞标记基因和 IgA 阳性浆细胞数量,增强了肠道免疫功能。
7. 盲肠微生物组:对盲肠微生物组进行测序分析发现,BMD 改变了盲肠微生物群落结构,增加了潜在有害菌的相对丰度,降低了微生物多样性。YCWP 则增加了有益菌的相对丰度,改善了微生物群落结构,促进了肠道健康。
8. 相关性分析:进行 Spearman 相关性分析表明,不同菌群与肠道发育相关指标之间存在显著相关性,进一步说明了微生物群落对肠道发育的重要影响。

综上所述,该研究表明日粮中添加 YCWP 能够加速肉鸡肠道发育和成熟,其作用机制可能是通过促进肠道干细胞分化为成熟的肠道上皮细胞,增强肠道先天免疫和屏障防御功能。这一过程可能涉及改善肠道微生物组以及激活肠道干细胞的 Wnt/β -catenin 信号通路。而抗生素 BMD 则会延迟肠道发育,破坏肠道微生物群落平衡。该研究为养鸡业合理使用添加剂、促进鸡肠道健康发育提供了重要的理论依据,有助于推动养鸡业向更加绿色、健康的方向发展,对保障动物健康和食品安全具有重要意义。
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