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雏鸡白痢(Pullorum disease)由鸡白痢沙门氏菌(Salmonella pullorum,S. pullorum)引起,严重影响家禽业。研究人员探究艾草精油(Artemisia argyit essential oil)对雏鸡白痢的防治效果,发现其可缓解感染症状,或通过调节肠道菌群发挥作用,为防治雏鸡白痢提供新策略。
在现代家禽养殖产业中,雏鸡养殖规模不断扩大,但新孵化的雏鸡面临着诸多健康威胁,其中鸡白痢是一个极为棘手的问题。鸡白痢由鸡白痢沙门氏菌引发,这种病菌对雏鸡的杀伤力极大。感染后的雏鸡会变得无精打采、食欲不振,肠道也会受到严重损伤,死亡率居高不下。更为严重的是,鸡白痢沙门氏菌还能在雏鸡的巨噬细胞中潜伏,不仅影响雏鸡自身的生长发育,还可能在其后代中引发各种健康问题,给家禽养殖业带来巨大的经济损失。
长期以来,抗生素一直是防治雏鸡病菌感染的主要手段。然而,随着时间的推移,抗生素的弊端逐渐显现。长期使用抗生素会破坏雏鸡肠道内的菌群平衡,导致抗生素药物残留,还会促使耐药菌的产生,这不仅对公共卫生构成严重威胁,还会造成环境污染。在这样的背景下,寻找一种安全、有效的替代方案迫在眉睫。
传统中药因其丰富的资源、低毒性和多样的生物活性,逐渐成为研究的热点。艾草,作为我国传统中药的瑰宝,已经有上千年的应用历史。从艾草中提取的艾草精油含有多种具有药理活性的芳香化合物,具备抗炎、抗氧化等多种功效。此前的研究发现,一些中药提取物可以调节肠道菌群,改善动物的健康状况。那么,艾草精油是否也能通过调节雏鸡的肠道菌群,来对抗鸡白痢沙门氏菌的感染呢?这成为了亟待研究的重要课题。
吉林大学的研究人员针对这一问题展开了深入研究。他们通过一系列实验,发现艾草精油在防治雏鸡白痢方面具有显著效果,相关研究成果发表在《Veterinary Research》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在实验动物方面,选用了白羽毛雏鸡,将其随机分组进行不同处理。实验过程中,利用 16S rRNA 测序技术分析肠道微生物群落结构;通过粪便微生物群移植(FMT)实验,探究肠道菌群在艾草精油防治效果中的作用;运用 ELISA 试剂盒检测血清中的生长因子、炎症细胞因子和氧化应激因子水平;采用定量 RT-qPCR 技术测定基因表达水平;借助组织学分析观察肠道形态变化。
研究结果主要从以下几个方面展开:
- 艾草精油改善感染雏鸡健康状况:在雏鸡感染鸡白痢沙门氏菌后,艾草精油的补充能够显著提升雏鸡的体重、平均日增重(ADG)和平均日采食量(ADFI),降低料重比(F/G)。同时,感染组雏鸡血清中生长激素(GH)、胃饥饿素(Ghrelin)和胰岛素样生长因子 - 1(IGF-1)的分泌水平明显低于正常对照组,而补充艾草精油后,这些生长相关激素的水平有所回升。此外,艾草精油还能减少鸡白痢沙门氏菌在雏鸡肝脏、脾脏和回肠中的定植负担。
- 艾草精油抑制感染造成的损伤并防止炎症因子过度释放:感染鸡白痢沙门氏菌的雏鸡肠道出现肿胀、消化产物堆积等症状,而艾草精油处理后,这些症状得到缓解。艾草精油能够降低回肠隐窝深度,增加绒毛高度和绒毛高度与隐窝深度的比值(V/C),恢复肠道屏障完整性相关基因的表达。同时,它还能减轻炎症反应,改善抗氧化功能,降低促炎因子白细胞介素 - 1β(IL-1β)、白细胞介素 - 6(IL-6)和核因子 κB(NF-κB)的水平,提高抗炎因子白细胞介素 - 10(IL-10)的水平,增加抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)的活性,降低过氧化产物丙二醛(MDA)的含量。
- 艾草精油改变雏鸡肠道微生物群落结构:通过 16S rRNA 测序分析发现,艾草精油处理后,雏鸡肠道微生物群落结构发生显著变化。虽然各组之间的 α- 多样性指标没有显著差异,但主坐标分析(PCoA)显示,艾草精油处理组与感染组的肠道微生物组成存在明显差异。在属水平上,艾草精油处理组中乳酸杆菌(Lactobacillus)和副杆菌属(Parabacteroides)的丰度增加,丁酸球菌属(Butyricicoccus)的丰度降低。
- 艾草精油供体微生物群的 FMT 保护雏鸡免受感染:建立 FMT 模型后发现,接受 FMT 处理的雏鸡在生长性能、肠道损伤修复和炎症反应调节等方面都表现出明显的优势。与感染组相比,FMT 组雏鸡的体重、ADG 和 ADFI 增加,F/G 降低,肠道绒毛高度和 V/C 增加,隐窝深度减小,同时炎症因子水平降低,抗氧化酶活性增强。
- 口服艾草精油增加肠道益生菌积累:对连续 7 天补充艾草精油的雏鸡盲肠内容物进行 16S rRNA 测序,发现艾草精油处理组的 α- 多样性指数显著低于正常对照组,同时乳酸杆菌和副杆菌属的丰度增加。功能注释分析表明,艾草精油处理后,与细胞壁生物合成途径相关的糖基转移酶基因富集增加。
- 共生乳酸杆菌减轻雏鸡感染加重的肠道损伤:研究发现,乳酸杆菌在艾草精油调节肠道菌群、防治鸡白痢的过程中发挥着重要作用。建立乳酸杆菌保护模型后,发现乳酸杆菌能够减少细菌向雏鸡内脏器官的侵袭,减轻肠道损伤,增加回肠绒毛长度和 V/C,提高肠道屏障完整性相关基因的表达,降低炎症因子水平,增强抗氧化功能。
- 艾草精油激活 Wnt/β-catenin 通路修复感染诱导的肠道上皮损伤:研究表明,艾草精油和乳酸杆菌处理组对鸡白痢沙门氏菌的抵抗力增强,细菌负担降低。进一步研究发现,艾草精油和乳酸杆菌能够激活 Wnt/β-catenin 信号通路,促进肠道上皮细胞的增殖和分化,抑制 Notch 信号通路,同时上调肠道保护基因的表达,如热休克蛋白 70(HSP70)、钠依赖性葡萄糖转运蛋白 1(SGLT1)、脂肪酸结合蛋白 6(FABP-6)和胰高血糖素样肽 2(GLP-2)等。
研究结论和讨论部分指出,鸡白痢给家禽养殖业带来了严峻挑战,传统抗生素的使用问题突出。本研究首次揭示了艾草精油可以通过调节肠道菌群,尤其是促进乳酸杆菌的富集,激活 Wnt/β-catenin 通路,来减轻鸡白痢沙门氏菌感染引起的肠道黏膜屏障损伤和炎症反应,为雏鸡白痢的防治提供了新的策略和理论依据。然而,研究也存在一定的局限性,除了乳酸杆菌外,可能还有其他有益肠道微生物参与抵抗鸡白痢沙门氏菌的感染,其具体机制有待进一步探索。总体而言,该研究为家禽业防治鸡白痢开辟了新的方向,具有重要的理论和实践意义。