嗜酸乳桿菌和氧化鋅對斷奶仔豬生長性能、空腸形態和免疫功能的影響

李清豐，楊成迎，楊錦濤，支霄剛，周天英

（1.隆昌市農業農村局，四川 隆昌 642150；2.西南大學榮昌校區動物科學院，重慶 402460；3.北京偉嘉飼料集團，北京 100089；4.隆昌市農業農村局，四川 隆昌 642150）

仔豬斷奶時可能導致腸道形態改變以及功能受損。大腸桿菌產腸毒素可導致仔豬斷奶生長產性能降低，病死率升高[1]。抗生素的濫用導致藥物在畜產品中法人殘留，并產生多重耐藥性。因此，尋找安全的抗生素替代品成為亟待解決的難題。研究表明，日糧中添加乳桿菌和ZnO可顯著改善斷奶仔豬的生長性能及健康狀況[2-3]。鋅屬于重金屬，易在土壤中累積，因此，短期內鋅在斷奶仔豬日糧中的添加量應≤3 000 mg/kg[4]。目前，日糧中同時添加ZnO和益生菌對斷奶仔豬的影響機制尚不明確。本研究旨在探究嗜酸乳桿菌（Lactobacillus acidophilus，LA）和ZnO 對斷奶仔豬的生長性能以及對口服大腸桿菌K88 仔豬空腸形態和免疫功能的影響，為LA 和ZnO 在斷奶仔豬養殖中的應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

ZnO、LA 均購自南京邦諾生物科技有限公司，嗜酸乳桿菌活菌量約為5×1010CFU/g。

反轉錄試劑盒（Takara 公司）、熒光定量PCR 試劑盒（Thermo Fisher Scientific）、熒光定量PCR 儀器（7900HT，ABI公司）、ELISA試劑盒（南京建成生物工程研究所）。

1.2 試驗設計

試驗于重慶市某規模化養殖場進行。選取平均體重為（7.24±0.21）kg 的28 日齡三元雜交斷奶仔豬120 頭，隨機分為4組，每組6個重復，每個重復5頭豬。采用2×2試驗設計，包括2 水平的LA（0、4×1010CFU/kg）及2 水平的ZnO（0、0.1%）。日糧中未添加LA 和ZnO 為對照組，僅添加LA、ZnO 的組分別為LA 組和ZnO 組，同時添加LA 和ZnO組為LA×ZnO組。試驗期30 d，期間仔豬自由采食和飲水，基礎日糧組成及營養水平見表1。

表1 基礎日糧組成及營養水平（風干基礎）Tab.1 Basal diet composition and nutritional level(air-dry basis)

1.3 樣品采集

試驗第30 d，8：00對仔豬進行稱重。每個重復挑選一頭與平均體重接近的仔豬，灌服1×1010CFU/mL大腸桿菌K88 稀釋液10 mL；對照組每個重復中挑選1 頭仔豬為空白對照組，灌服等體積的生理鹽水。6 h后注射戊巴比妥，解剖仔豬，沿腸系膜附件縱向切開3 cm 的上行空腸段，0.9%NaCl溶液沖洗，10%中性福爾馬林固定，采集約10 g空腸樣本，液氮冷凍，-80 ℃保存。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 生長性能

試驗第0 d 和第30 d 時稱量所有仔豬的體重，記錄飼料消耗情況，計算平均日增重（ADG）、平均日采食量（ADFI）以及料重比（F/G）。

1.4.2 空腸形態

截取約5 μm固定的空腸樣本，石蠟包埋，使用蘇木精和伊紅亞甲藍染色進行組織學分析。每張切片隨機選擇10個絨毛及相應隱窩，顯微鏡觀察黏膜結構，利用Motic軟件測量絨毛高度（VH）、絨毛寬度（VW）以及隱窩深度（CD），計算絨毛高度和隱窩深度比（VH/CD）。

1.4.3 免疫功能

采用TRIzol法提取冷凍空腸樣本總RNA，采用反轉錄試劑盒進行反轉錄，進行實時熒光定量PCR，檢測黏蛋白2（MUC2）和β 防御素3（DEFB3）的mRNA 表達量。以βactin 為內參，采用2-ΔΔCt 法對實時定量PCR 數據進行分析。檢測豬空腸中免疫球蛋白A（IgA）的含量。試驗操作均按照試劑盒說明書進行，試驗所用引物序列見表2。

表2 引物序列Tab.2 Primersequences

1.5 數據統計與分析

采用Excel 2019 軟件對數據進行初步整理，采用SAS 9.2軟件進行單因素方差分析（One-way ANOVA），采用Tukey's法進行多重比較。結果以“平均值±標準差”表示，P＜0.05表示差異顯著，P＜0.01表示差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 LA和ZnO對仔豬生長性能的影響（見表3）

由表3 可知，與對照組相比，LA 組、LA×ZnO 組的仔豬ADG 均顯著升高（P＜0.05）；ZnO 組的仔豬ADG 有升高趨勢，但差異不顯著（P＞0.05）；LA 組、ZnO 組以及LA×ZnO組仔豬料重比均顯著降低（P＜0.05）。

表3 LA和ZnO對仔豬生長性能的影響（n=30）Tab.3 Effect of LA and ZnO on the growth performance of piglets(n=30)

LA和ZnO對仔豬生長性能的影響無顯著的交互作用（P＞0.05）。

2.2 LA和ZnO對仔豬空腸形態的影響（見表4）

由表4可知，與空白對照組相比，對照組空腸VH、VW及VH/CD 均 顯 著 降 低（P＜0.05），空 腸CD 顯 著 升 高（P＜0.05）。與對照組相比，LA、LA×ZnO 組仔豬的空腸VH、VW 以及VH/CD 均顯著升高（P＜0.05），CD 顯著降低（P＜0.05）；ZnO組仔豬空腸VH/CD顯著升高（P＜0.05）。但LA 與ZnO 對斷奶仔豬的空腸形態無顯著的交互作用（P＞0.05）。

表4 LA和ZnO對仔豬空腸形態的影響（n=6）Tab.4 Effect of LA and ZnO on the morphometric characteristics of the jejunal mucosa of piglets(n=6)

2.3 LA和ZnO對仔豬免疫功能的影響（見表5）

由表5 可知，對照組仔豬空腸中MUC2、DEFB3 mRNA 相對表達量及IgA 含量均顯著低于空白對照組（P＜0.05）。與對照組相比，LA 處理組、ZnO 處理組、LA×ZnO處理組均仔豬空腸中MUC2和DEFB3 mRNA表達量均極顯著提高（P＜0.01），LA處理組空腸組織中IgA的含量顯著增加（P＜0.05）。LA和ZnO對空腸中基因表達和IgA含量的影響無顯著交互作用（P＞0.05）。

表5 LA和ZnO對仔豬免疫功能的影響（n=6）Tab.5 Effect of LA and ZnO supplementation on the immune function of piglets(n=6)

3 討論

3.1 LA和ZnO對仔豬生長性能的影響

斷奶應激損害仔豬腸道黏膜屏障，增加腸道通透性，導致胃腸易發生疾病，影響生長性能。LA 通過定植于宿主腸上皮細胞，并代謝產生有機酸等物質，抑制有害菌生長，維持宿主腸道菌群平衡，促進動物的生長發育[5]。ZnO可維持腸道細胞氧化還原狀態，減緩斷奶仔豬腸道通透性增加，緩解腸道功能紊亂[6]，促進機體吸收利用養分。

本研究發現，日糧中添加4×1010CFU/kg 的LA 或0.1%的ZnO均可顯著提高仔豬ADG，顯著降低F/G。Qiao等[2]研究發現，添加乳酸桿菌或ZnO可顯著提高仔豬ADFI和ADG，與本試驗結果一致。因此，可推測LA 和ZnO 均具有促進斷奶仔豬生長的功能，并具有減弱斷奶應激的影響。

3.2 LA和ZnO對仔豬空腸形態的影響

大腸桿菌促進腸道分泌腸毒素，引起機體內電解質紊亂，導致動物腹瀉，破壞腸道內部免疫防護屏障[7]。本研究發現，LA 組的仔豬空腸VH、VW 和VH/CD 顯著高于對照組仔豬，CD 則顯著降低；ZnO 組的斷奶仔豬空腸VH/CD較對照組顯著提高；LA 和ZnO 單獨或同時添加均可改善大腸桿菌感染的仔豬空腸黏膜的形態學特征。

仔豬斷奶期間，仔豬抵御外來病原菌最有效的物質是益生菌。乳酸桿菌通過改善腸道內部的pH 值、促進胞外多糖分泌等途徑抑制病原菌生長，維持腸道內部微生物群平衡、保持腸道上皮完整，改善機體健康狀況[8]。ZnO能夠維持腸上皮細胞的生長發育，促進腸道內部有益菌群繁殖，維持機體免疫防護功能[6]。祁鳳華等[8]研究表明，日糧中添加0.1%的LA 可顯著增加肉雞小腸VH、VH/CD。呂航[9]研究發現，日糧中添加氧化鋅能夠顯著提高斷奶仔豬空腸VH和VH/CD。上述研究結果與本試驗結果類似，表明日糧中添加LA 和ZnO 可顯著改善仔豬空腸形態，但兩者間無顯著的交互作用。

3.3 LA和ZnO對仔豬免疫功能的影響

消化道及相關免疫防御機制的發育，對優化飼養方式非常重要。黏液層由高度糖基化的黏液蛋白組成，MUC2是此類黏蛋白的一種，因此，MUC2 的合成可能是影響腸道屏障的潛在因素[10]。DEFB通過破壞病原菌的生物膜或病毒外殼蛋白消滅病原微生物，激活機體獲得性免疫系統，提高機體免疫水平[11]。Liu等[12]研究發現，隨著鋅添加量的升高，空腸中MUC2的mRNA表達量隨之增加。李云燕等[13]研究發現，經過LA 處理的小鼠腸道MUC2 表達量不斷提高，表明LA 具有機體免疫調節的功能。Yoshida等[14]研究表明，仔豬口服植物乳桿菌Lq80 可提高斷奶仔豬腸道中IgA 含量。本試驗發現，對照組仔豬空腸中MUC2、DEFB3 的mRNA 相對表達量及IgA 含量顯著低于空白對照組，表明經過大腸桿菌處理后仔豬腸道內部免疫屏障及功能可能被損害；各處理組仔豬在灌服大腸桿菌后空腸中MUC2、DEFB3的mRNA相對表達量均顯著低于對照組，LA組空腸中IgA含量顯著低于對照組。日糧中添加LA、ZnO影響了仔豬的免疫反應，并且能夠減弱大腸桿菌K88的影響，提高仔豬的生長性能。

4 結論

日糧中添加LA 和ZnO 均可提高斷奶仔豬的生長性能，且對大腸桿菌K88攻毒后的仔豬空腸發育和免疫功能具有調節作用，但LA和ZnO之間無顯著的交互作用。