《Poultry Science》:Comparative Effects of Multi-strain Yeast, Bacterial, and Yeast–Bacterial Preparations on Growth, Antioxidant Status, Gene Expression, Meat Quality, and Cecal Microbiota in Broiler Chickens
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专业术语翻译:本研究评估了日粮中添加活酵母和细菌培养制剂对Arbor Acres肉鸡生长性能、屠宰及肉品质、血液生化指标、抗氧化相关基因表达及盲肠微生物群的影响。研究人员将336只1日龄肉鸡随机分为4组(每组n=84),分别饲喂基础日粮(F1,对照组)或在基础
专业术语翻译:本研究评估了日粮中添加活酵母和细菌培养制剂对Arbor Acres肉鸡生长性能、屠宰及肉品质、血液生化指标、抗氧化相关基因表达及盲肠微生物群的影响。研究人员将336只1日龄肉鸡随机分为4组(每组n=84),分别饲喂基础日粮(F1,对照组)或在基础日粮中添加2 mL/kg三菌株酵母制剂(F2)、2 mL/kg四菌株细菌制剂(F3)或1+1 mL/kg酵母-细菌复合制剂(F4)的日粮。试验持续31天。与对照组相比,日粮添加制剂改善了总体生长性能(P < 0.05),其中F2组最终体重、增重和生产指数最高,而F3组表现出较好的饲料利用率。F3组盲肠微生物群的调节作用最为显著,表现为乳杆菌(Lactobacillus)增加,大肠杆菌(Escherichia coli)、总细菌数和假单胞菌(Pseudomonas)减少。F3组肝脏SOD1和CAT1表达及GPx和GST活性升高,而丙二醛(MDA)降低(P < 0.05)。血清ALT、AST、尿素、肌酐、胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白(LDL)降低,而高密度脂蛋白(HDL)、IgG、IgM和总蛋白升高,通常在F3组观察到最显著的反应。F2和F4组屠宰率和相对胸肌产量最高,而F4组肉pH值降低,但对其他测定的肉品质性状无不良影响。总体而言,不同制剂间的反应存在差异,酵母制剂主要支持生长性能,而细菌制剂则产生更广泛的抗氧化、代谢、免疫和微生物群相关反应。
论文解读文章
一、研究背景与问题
全球动物蛋白需求持续增长,肉鸡产业面临以可负担价格供应营养并转向可持续生产方式的双重压力。过去抗生素生长促进剂(AGPs)被广泛用于提高家禽生产效率,但其非治疗性使用导致抗菌药物耐药基因传播、禽产品有害残留以及肠道有益微生物群落紊乱等严重后果。欧盟已实施禁令且全球监管日趋严格,因此迫切需要安全、高效且具有经济价值的替代产品。益生菌作为活微生物制剂,可通过产生有机酸、细菌素和过氧化氢等抗菌物质、诱导消化酶产生、增强肠黏膜屏障功能以及调节先天性和适应性免疫等机制发挥有益作用。多菌株或多界别制剂可结合交叉喂养、生态位排斥和免疫调节等不同机制,其保护效果可能超过单一菌株制剂。然而,以往研究多集中于单菌株益生菌,在同一实验条件下直接比较多菌株酵母、多菌株细菌及酵母-细菌复合制剂的研究仍然有限。因此,本研究旨在比较三种活酵母菌株(酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae、近平滑假丝酵母Candida parapsilosis和布拉迪酵母Saccharomyces boulardii)、四种活细菌菌株(乳酸乳球菌乳酸亚种Lactococcus lactis subsp. lactis、乳酸乳球菌乳脂亚种Lactococcus lactis subsp. cremoris、嗜热链球菌Streptococcus thermophilus和贝莱斯芽孢杆菌Bacillus velezensis)以及布拉迪酵母与嗜热链球菌组合对Arbor Acres肉鸡生产性能和健康参数的影响。
二、研究设计与技术方法
研究人员在埃及扎加齐格大学农业学院家禽养殖场开展实验,使用336只1日龄Arbor Acres商品肉鸡,随机分为4组(每组6个重复,每重复14只,雌雄比例相等),实验周期为31天。基础日粮参照NRC(1994)和Arbor Acres肉鸡营养指南配制,四种处理分别为:不添加微生物制剂的对照组(F1)、添加2 mL/kg三菌株酵母混合制剂组(F2)、添加2 mL/kg四菌株细菌混合制剂组(F3)以及添加1+1 mL/kg布拉迪酵母和嗜热链球菌复合制剂组(F4)。菌株均来源于扎加齐格大学农业学院农业微生物学系,酵母制剂中各菌株浓度分别为1.62×10?、1.37×10?和1.27×10? CFU/mL,细菌制剂中各菌株浓度分别为1.36×10?、1.32×10?、1.13×10?和1.26×10? CFU/mL,各菌株按等体积比例混合后喷洒于颗粒饲料表面。研究人员采用的主要技术方法包括:生长性能测定(分别于1、7、14、21、28和31日龄称重,计算平均活体重、日增重、采食量和饲料转化率);屠宰性能和肉品质评定(测定屠宰率、各部位重量、pH值、解冻损失、烹饪损失和持水力WHC);血液生化分析(使用商业试剂盒检测肝功能指标ALT和AST、肾功能指标尿素和肌酐、蛋白质组分、脂质谱、抗氧化指标MDA、GSH、GPx和GST以及免疫球蛋白IgG和IgM);肝脏抗氧化基因表达分析(提取肝脏总RNA,通过定量实时PCR检测超氧化物歧化酶1 SOD1和过氧化氢酶CAT1的mRNA表达水平,以β-肌动蛋白为内参,采用2?ΔΔCT法计算相对表达量);盲肠微生物计数(采集每只鸟的盲肠内容物,系列十倍稀释后使用选择性培养基对总细菌数、乳杆菌属、大肠杆菌和假单胞菌属进行计数,结果以log?? CFU/g表示)。统计分析采用完全随机设计的GLM程序进行方差分析,Tukey事后检验确定处理间差异显著性(P < 0.05)。
三、研究结果
(一)盲肠微生物群
与F1组相比,F3组乳杆菌数量最高,总细菌数和大肠杆菌数量最低,假单胞菌数量也最低。饮食中添加活酵母和细菌制剂正向改变了盲肠微生物群落结构,其中F3组对盲肠微生物群的调节作用最为显著。
(二)基因表达
肝脏SOD1 mRNA表达在F3组显著升高(4.506倍,P = 0.011),CAT1基因表达在F3组也表现出最大幅度的升高(6.653倍,P < 0.0001),F2(2.548倍)和F4(2.899倍)组亦有数值上的增加。
(三)血液生化指标
肝功能指标ALT和AST在所有处理组均显著降低(P < 0.0001),F3组数值最小。肾功能指标尿素和肌酐在添加组显著降低(P < 0.0001),F3组浓度最低。蛋白质组分方面,F3和F4组总蛋白、白蛋白和球蛋白水平升高,F4组白蛋白/球蛋白比值显著升高(P = 0.025)。脂质谱显示所有添加组胆固醇、甘油三酯和LDL水平显著降低(P < 0.0001),F3组最低,而HDL水平在F3(65.429 mg/dL)和F4(64.212 mg/dL)组显著高于对照组。抗氧化酶GPx和GST活性在F3组最高,MDA水平在F3组显著降低。免疫球蛋白方面,IgG水平在F4组最高(440.752 mg/dL),F3组次之(427.478 mg/dL),IgM水平在所有添加组均显著升高(P < 0.0001),F3组最高。
(四)生长性能
与对照组相比,所有添加组的总体平均活体重、增重、采食量、饲料转化率和生产指数均显著改善(P < 0.05)。F2组展现出最高的总体平均活体重、增重和生产指数,而F3组展现出最佳的采食量和饲料转化率值。
(五)屠宰性能
F2(74.448%)和F4(74.498%)组的屠宰率显著高于F1和F3组(P < 0.05)。F2组翅膀和腿部的绝对及相对重量均显著高于其他处理。F4组胸肌相对重量最高(26.770%),肠道长度最长(226.693 cm,P < 0.05)。F4组腹部脂肪重量呈现数值性降低。
(六)肉品质
F4组肉pH值显著降低(5.932,P = 0.001),而各组间解冻损失、持水力和烹饪损失均无显著差异(P > 0.05),但F2和F3组持水力在数值上优于对照组。
四、讨论与结论
讨论部分指出,活酵母和细菌制剂对盲肠微生物群结构的改变可能通过竞争性排斥机制实现,包括类甘露寡糖益生元作用、有机酸(乳酸和短链脂肪酸SCFAs)降低肠道pH值、细菌素产生以及宿主免疫应答调节等多种途径。F3组更优的效果强调了多菌株细菌制剂在塑造盲肠微生物群向更有利组成方面的生态稳健性。抗氧化效应方面,F3组GPx和GST活性最高而MDA水平最低,与肝脏SOD1和CAT1 mRNA表达上调一致,可能涉及Nrf2/ARE信号通路的激活。肝脏保护作用表现为ALT、AST、尿素和肌酐水平降低,可能与SCFAs、细菌素和胞外多糖等生物活性代谢物的抗炎作用有关。脂质谱的改善源于SCFAs调节肝脏脂质合成和分解代谢的能力。生长性能方面,F2组最优的增重可能与三菌株间的协同效应有关,酿酒酵母产生β-葡聚糖和甘露寡糖发挥免疫调节作用,布拉迪酵母增强肠道屏障功能;F3组最佳的饲料转化率则归因于乳酸菌改善肠道形态和贝莱斯芽孢杆菌产生蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶等胞外酶提高养分消化率。多菌株或多界别制剂相比单一菌株提供增强的分子协同效应,包括交叉喂养、生态位排斥和免疫调节。
研究结论指出,基于活酵母和细菌的日粮添加显著改善了Arbor Acres肉鸡的生长性能参数、代谢健康指标、全身抗氧化能力和代谢健康。F2酵母制剂在增加活体重、增重以及翅膀和腿部产量方面效果最佳,而F3组在改善饲料转化效率、增加肝脏抗氧化基因(SOD1和CAT1)表达、降低组织氧化应激、增加有益乳杆菌定植以及降低盲肠条件致病菌水平方面表现出最高效力。此外,酵母和细菌特定菌株组合后其有益的免疫调节作用得到增强,表现为血清免疫球蛋白水平升高和胸肌产量改善。因此,活酵母和细菌培养物或双界别(组合)制剂是现代肉鸡生产系统中的有用工具,可能代表一种有前景的非抗生素饲料策略。