优化饲喂空间与群体规模缓解高饲养密度肉鸡生长与健康损伤：行为、生理及肠道微生物机制

《Poultry Science》：Optimizing feeding space and group size ameliorates high stocking density-induced impairments in broilers

　　

本研究探讨了高饲养密度（HSD, high stocking density）条件下饲喂空间和群体规模影响肉鸡生长性能和健康状况的行为与生理机制。共390只21日龄Arbor Acres肉鸡随机分为四组，对应不同饲养条件：正常饲养密度（NSD, normal stocking density；15只/m²，每只肉鸡6.67 cm饲喂空间）、HSD（20只/m²，每只肉鸡5 cm饲喂空间）、HSD+增加饲喂空间（HSD+FS；20只/m²，每只肉鸡10 cm饲喂空间）和HSD+缩小群体规模（HSD+GS；20只/m²，每只肉鸡5 cm饲喂空间）。比较各组生长性能、行为变化、血清生化、抗氧化、免疫及盲肠微生物群丰度。与NSD组相比，HSD组采食量显著降低（P < 0.05），攻击行为频率增加（P < 0.01）。此外，HSD组抗氧化能力降低，claudin-1（CLDN1）mRNA表达下调（P < 0.05）。同时，HSD组应激和炎症水平升高，并出现Turicibacter和Helicobacter等细菌类群的差异富集。相反，HSD+FS和HSD+GS组缓解了HSD对生长性能、攻击行为表现以及应激和免疫应答的负面影响。HSD+FS和HSD+GS组occludin（OCLN）mRNA表达上调（P < 0.01），并富集Allobaculum、Bifidobacterium、Acinetobacter、Vogesella和Azohydromonas等细菌类群。增加饲喂空间和缩小群体规模可通过减轻氧化应激、调节免疫功能、上调紧密连接相关基因表达和改善肠道微生物群，改善HSD条件下肉鸡的健康状况。

研究背景与目的：高饲养密度（HSD, high stocking density）是限制肉鸡健康与福利的重要因素。HSD降低生活空间、活动频率、采食量和增重，加剧攻击行为，损害抗氧化状态，促进应激和炎症相关反应，并破坏肠道微生物群，使有益菌减少、有害菌增加。饲喂空间指每只肉鸡分配到的采食区域，不足会引发争抢饲槽和攻击行为，扰乱采食频率和持续时间并降低生产力；群体规模指共享空间资源并相互作用的动物总数，过大在有限空间和资源分配下会加速疾病传播、加剧攻击和应激，并可能造成关节损伤和羽毛质量下降。既往研究多关注饲养密度对肉鸡生长性能和健康的影响，本研究考察饲喂空间和群体规模调控HSD条件下肉鸡生长性能和健康状况的行为与生理机制。

研究设计与结论：研究人员将390只21日龄Arbor Acres雄性肉鸡随机分为四组，每组6个重复：NSD（15只/m²，每只6.67 cm饲喂空间）、HSD（20只/m²，每只5 cm饲喂空间）、HSD+FS（20只/m²，每只10 cm饲喂空间）和HSD+GS（20只/m²，每只5 cm饲喂空间）。标准笼架为1.0×1.0 m；HSD+GS组用从笼底到顶部的实心透光隔板将每笼分为两个0.5×1.0 m隔间，阻止相邻肉鸡移动和直接身体接触，每隔间配独立饲槽和饮水器并分别记录采食；HSD+FS组用双面连续饲槽，其他组用单面连续饲槽，饲喂深度和管理条件相同；试验21—41日龄，自由采食饮水。研究得出，HSD降低肉鸡生长性能与抗氧化能力、降低免疫并下调紧密连接相关基因表达；增加饲喂空间和缩小群体规模可减轻氧化应激、减少炎症反应、上调紧密连接相关基因表达并改变盲肠微生物群组成，从而改善HSD条件下肉鸡生长性能和健康状况。其意义在于为HSD条件下通过优化饲喂空间和群体规模改善肉鸡健康与生产性能提供行为和生理依据。

关键技术方法：样本队列为山西农业大学动物实验的390只21日龄Arbor Acres雄性肉鸡，四处理六重复，21—41日龄饲养。记录21和41日龄体重、采食量和饲料转化率（FCR, feed conversion ratio）。第37天每重复选5只接近平均体重个体标记，38—40日龄录像观察7 h/d行为。41日龄每重复1只共24只采样，采集翼下静脉血、空肠组织和盲肠内容物。检测血清生化、抗氧化和免疫指标；qRT-PCR（实时定量PCR）检测空肠紧密连接基因mRNA，以β-actin为内参、2^-△△CT法计算；16S rRNA V3-V4区测序分析盲肠微生物，QIIME聚类OTU（操作分类单元），计算α多样性，PLS-DA（偏最小二乘判别分析）分析β多样性，LEfSe（线性判别分析效应量）筛选差异类群，PICRUSt2预测功能；SPSS 26.0统计。

研究结果：
生长性能：通过记录21—41日龄体重和采食量发现，与NSD组比，HSD组21—41日龄采食量（FI, feed intake）显著降低（P < 0.05）；与HSD组比，HSD+FS和HSD+GS组41日龄体重和体重增重（BWG, body weight gain）显著增加（P < 0.05），HSD+FS组FI显著增加（P < 0.05）。
行为观察：通过第38—40日龄录像行为观察发现，与NSD组比，HSD组行走和理毛频率显著降低（P < 0.05）、攻击行为频率显著增加（P < 0.01）；与HSD组比，HSD+GS组坐卧时间显著增加（P < 0.01），HSD+FS和HSD+GS组攻击行为频率显著降低（P < 0.01）。
血清生化参数：通过自动生化分析仪检测血清发现，与NSD组比，HSD组尿酸（UA, uric acid）、皮质酮（CORT, corticosterone）和葡萄糖（Glu, glucose）水平显著升高（P < 0.05）；与HSD组比，HSD+FS和HSD+GS组UA和CORT显著降低（P < 0.01）、高密度脂蛋白（HDL, high-density lipoprotein）显著升高（P < 0.01），HSD+FS组总胆固醇（TC, total cholesterol）显著降低（P < 0.01）。
血清抗氧化参数：通过商品试剂盒检测发现，与NSD组比，HSD组超氧化物歧化酶（SOD, superoxide dismutase）和过氧化氢酶（CAT, catalase）活性显著降低（P < 0.05），总抗氧化能力（T-AOC, total antioxidant capacity）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px, glutathione peroxidase）活性显著降低（P < 0.01）；与HSD组比，HSD+GS组GSH-Px活性显著升高（P < 0.01），HSD+FS和HSD+GS组T-AOC、SOD和CAT无显著差异。
血清免疫参数：通过ELISA检测发现，与NSD组比，HSD组免疫球蛋白A（IgA, immunoglobulin A）、IgG和白细胞介素-10（IL-10, interleukin-10）水平显著降低（P < 0.05），白细胞介素-1β（IL-1β, interleukin-1β）水平显著升高（P < 0.01）；HSD所致IL-10降低在HSD+FS和HSD+GS组被逆转。
空肠紧密连接基因表达：通过qRT-PCR检测空肠组织发现，与NSD组比，HSD组claudin-1（CLDN1）mRNA表达显著下调（P < 0.05）；与HSD组比，HSD+FS和HSD+GS组occludin（OCLN）mRNA表达显著上调（P < 0.01）。
盲肠微生物群：通过16S rRNA测序和PICRUSt2功能预测发现，Chao指数显示HSD组盲肠细菌群落物种丰富度低于NSD组；HSD+FS和HSD+GS组与HSD组α多样性指数无显著差异；PLS-DA可区分各组微生物群落。LEfSe显示NSD组富集Acinetobacter和Stenotrophomonas，HSD组富集Corynebacterium、Desulfovibrio、Turicibacter和Helicobacter，HSD+GS组显著富集Allobaculum和Bifidobacterium，HSD+FS组富集Acinetobacter、Vogesella和Azohydromonas。PICRUSt2预测功能在NSD与HSD间涉及凋亡、自噬-动物、生物膜形成、细胞周期、溶酶体、过氧化物酶体、吞噬体、群体感应和紧密连接等差异；HSD+FS和HSD+GS组富集流体剪切应力、动脉粥样硬化和硒化合物代谢，HSD+FS组还富集细菌分泌系统。

讨论总结：讨论指出，HSD影响生产性能主要反映在体重和采食量，行为是评价健康和福利的重要指标；HSD减少理毛等舒适行为并增加攻击，增加饲喂空间和缩小群体规模可减少攻击；但HSD+GS伴随笼尺寸和空间配置改变，其行为改善可能是群体规模减少和空间配置改变的联合效应，而非仅群体规模减少。血清生化反映代谢和健康，CORT是评估应激的敏感指标，HSD组CORT升高提示慢性应激，增加饲喂空间和缩小群体规模可降低CORT。HSD降低CAT、GSH-Px和SOD活性支持其降低抗氧化能力，HSD+GS组GSH-Px升高提示小群体饲养可缓解氧化应激。讨论认为HSD组IL-1β和TNF-α（tumor necrosis factor-α, 肿瘤坏死因子-α）升高提示触发免疫反应，IL-10在HSD+FS和HSD+GS组升高提示炎症损伤减轻和免疫稳态恢复。HSD组CLDN1 mRNA下调与既往一致，HSD+FS和HSD+GS组OCLN mRNA上调提示增强肠道屏障功能。盲肠微生物群参与消化和免疫调节，NSD组丰富度高于HSD组，HSD改变微生物群；Desulfovibrio、Turicibacter和Helicobacter高丰度可能与胃肠炎症有关，HSD+GS富集Allobaculum和Bifidobacterium可能有益，PICRUSt2预测硒化合物代谢富集与GSH-Px变化趋势一致。研究限制为未测短链脂肪酸、内毒素、氨浓度、肠道组织病理、宏基因组和代谢组，不同富集类群、预测微生物功能与宿主生理的关联仍需进一步研究。

结论翻译：高饲养密度通过降低抗氧化能力、降低免疫和下调紧密连接相关基因表达降低肉鸡生长性能。增加饲喂空间和缩小群体规模可通过减轻氧化应激、减少炎症反应、上调紧密连接相关基因表达和改变肠道微生物群组成，改善HSD条件下肉鸡的生长性能和健康状况。