植物精油對山麻鴨免疫功能、抗氧化能力和腸道微生物的影響

李紅英，賀 琴，黃恩福，梁 琦

(1.江西生物科技職業學院，南昌 330200；2.南昌師范學院生命科學學院，南昌 330032)

植物精油為植物提取物的核心，屬于植物源次生代謝物。常見植物精油包括牛至油、丁香油、茶樹油、肉桂、百里香精油等。植物精油不僅具有抗菌殺菌、促進家禽生產、維持消化道菌群平衡和提高機體免疫的功能[1-2]，而且天然、高效、安全[3-4]。目前的研究主要趨向于豬、蛋雞和肉雞。早前研究發現，植物精油能抑制飼料霉變[5]，改善畜禽生長性能并提高機體抗病力，對肉雞抗氧化性能也有一定的提高作用[6-7]。雖然不同植物精油在畜禽飼糧中的添加已有部分研究，但植物精油的作用結果不一，且對肉鴨和蛋鴨研究應用較少。山麻鴨籠養能夠有效地利用飼養空間，但由于飼養密度大，一定程度上會影響山麻鴨生產性能。因此，本研究旨在探討植物精油對山麻鴨機體免疫、抗氧化能力和腸道微生物的影響，為植物精油在山麻鴨飼糧上的應用提供指導和科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗設計與飼糧

試驗于江西天韻農業開發股份有限公司完成。試驗選取200只體重一致(1.28 kg±0.06 kg)、健康、產蛋性能接近的40周齡山麻鴨，隨機分為4組，每組5個重復，每個重復10只鴨。4個處理組分別飼喂基礎飼糧(對照組)、基礎飼糧+50 mg/kg植物精油(50 mg/kg植物精油組)、基礎飼糧+150 mg/kg植物精油(150 mg/kg植物精油組)和基礎飼糧+200 mg/kg植物精油(200 mg/kg植物精油組)，整個試驗期為30 d，試驗期間蛋鴨自由采食、飲水，保證鴨舍整潔且定期消毒，各組飼養管理條件一致。

試驗飼糧為玉米-豆粕型飼糧。基礎飼糧配置參照NRC(1994)家禽營養需要和《中國飼料成分及營養價值表(2017年第28版)》進行配制(表1)。其中基礎飼糧中不含抗生素。植物精油購自江西天佳生物工程股份有限公司，主要成分為13.5%百里香酚和4.5%肉桂醛。

表1 基礎飼糧組成及營養水平(風干基礎)

1.2 樣品采集及指標測定

1.2.1 鴨蛋成分 于試驗第28～30天，每組隨機選取10個鴨蛋(接近平均蛋重)，用于分析蛋成分。鴨蛋品質包括蛋重、縱徑、橫徑、蛋殼重量、蛋殼比例、蛋白重、蛋白比例、蛋黃重、蛋黃比例。

1.2.2 血清免疫球蛋白、補體蛋白和抗氧化指標 于試驗第30天上午，從每個重復中隨機取一只健康鴨翅靜脈采血，靜置待血清析出后，3 000 r/min離心分離血清。利用南京建成生物工程研究所有限公司試劑盒檢測血清中免疫球蛋白M(IgM，貨號：H109)、免疫球蛋白A(IgA，貨號：H108)、免疫球蛋白G(IgG，貨號：H106)、超氧化物歧化酶(SOD，貨號：A001-3-2)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px，貨號：A005-1-2)和丙二醛(MDA，貨號：A003-1-2)。利用免疫比濁法檢測血清中補體蛋白3(C3，貨號：E032-1-1)和補體蛋白4(C4，貨號：E033-1-1)含量。

1.2.3 盲腸微生物結構 于試驗第30天上午，從每個重復中隨機取1只健康鴨采血后，處死解剖，分離盲腸，將腸段兩端雙線結扎后置于凍存管中，液氮速凍，-80 ℃保存。提取盲腸基因組DNA后用于16S rDNA高通量測序。DNA樣本純化后，按指定測序區域，合成帶有Barcode的特異引物對樣本的16S rDNA V4區域進行擴增。文庫構建使用Illumina公司TruSeq DNA PCR-Free Sample Prep Kit(FC-121-3001/3003)，用PE250方式進行測序，測序得到的原始數據經過拼接，過濾得到可供后續分析的高質量目標序列，后續生物信息學操作使用Usearch(http:∥www.drive5.com/usearch)和QIIME5等完成。

1.3 數據統計分析

采用Excel 2013簡單處理數據后，用SPSS 20.0軟件進行單因素方差分析(One-Way ANOVA),差異顯著后用Duncan氏法進行多重比較分析，各組數據以平均值±標準差表示。以P<0.05為差異顯著性判斷標準。

2 結 果

2.1 植物精油對產蛋期山麻鴨蛋品質的影響

由表2可知，與對照組相比，50和150 mg/kg植物精油組山麻鴨鴨蛋縱徑顯著提高(P<0.05)；飼糧添加植物精油能顯著提高山麻鴨鴨蛋蛋重、蛋殼重、蛋白重、蛋黃重和鴨蛋橫徑(P<0.05)，且150 mg/kg植物精油組均顯著高于其他各組(P<0.05)。

表2 各組山麻鴨蛋品質測定結果

2.2 植物精油對產蛋期山麻鴨血清免疫球蛋白的影響

由表3可知，與對照組相比，150和200 mg/kg植物精油組山麻鴨血清IgA、IgG和IgM含量均顯著提高(P<0.05)，且150 mg/kg植物精油組IgM含量顯著高于50和200 mg/kg植物精油組(P<0.05)。50 mg/kg植物精油組山麻鴨3種血清免疫球蛋白相對于對照組均無顯著變化(P>0.05)。

表3 各組山麻鴨血清免疫球蛋白含量

2.3 植物精油對產蛋期山麻鴨血清補體蛋白的影響

由表4可知，與對照組相比，150和200 mg/kg植物精油組山麻鴨血清C3和C4含量均顯著提高(P<0.05)，且兩組之間差異不顯著(P>0.05)。而與對照組相比，50 mg/kg植物精油組山麻鴨血清補體蛋白無顯著變化(P>0.05)。

表4 各組山麻鴨血清補體蛋白含量

2.4 植物精油對產蛋期山麻鴨血清抗氧化能力的影響

由表5可知，與對照組相比，飼糧中添加植物精油對山麻鴨血清SOD活性均無顯著影響(P>0.05)，但飼糧添加150和200 mg/kg植物精油能顯著提高山麻鴨血清GSH-Px活性(P<0.05)。與對照組相比，3個植物精油添加組山麻鴨血清MDA含量均顯著降低(P<0.05)。

表5 各組山麻鴨血清抗氧化能力測定結果

2.5 植物精油對產蛋期山麻鴨腸道微生物的影響

由表6可知，與對照組相比，飼糧中添加植物精油對山麻鴨盲腸微生物Alpha多樣性指數均無顯著影響(P>0.05)。但飼糧中添加150和200 mg/kg植物精油能提高山麻鴨盲腸擬桿菌門、Parabacteroides菌屬和PrevotellaceaeNK3B31group菌屬豐度，降低Ralstonia菌屬豐度(圖1)。

表6 各組山麻鴨腸道微生物Alpha多樣性測定結果

A，門水平；B，屬水平

3 討 論

3.1 植物精油對山麻鴨蛋品質的影響

蛋成分是衡量蛋品質的一項重要指標。研究發現，飼糧中添加植物精油混合物(主要成分為肉桂醛、香芹酚和百里香酚)能顯著提高蛋雞產蛋重[8]。在產蛋鵪鶉飼糧中添加1 g/kg黑種草精油(含百里香酚27.8%～57.0%，對異丙基甲苯7.1%～15.5%，香芹酚5.8%～11.6%，茴香腦0.25%～2.3%，松油醇2.0%～6.6%和芳樟醇3.5%～5.0%)可顯著提高產蛋率、料蛋比和蛋重[9]。香芹酚精油可通過促進卵黃前體物質從肝臟轉移，增加蛋黃比例[10]，與本試驗結果類似。雖然本研究結果顯示，植物精油組鴨蛋蛋殼、蛋白和蛋黃重量均顯著提高，且植物精油添加量為150 mg/kg時鴨蛋蛋黃最重，但飼糧中添加植物精油并未提高蛋黃比例。究其原因，在本研究中，蛋黃、蛋白和蛋殼重量增加主要取決于蛋重的增加。前期研究發現，植物精油能提高蛋鴨血鈣含量，且能改善胰蛋白酶和糜蛋白酶活性，從而促進蛋鴨飼料利用率，一定程度上改善了蛋鴨生產性能[11]。但與其他試驗相比，本試驗所添加的植物精油主要成分為13.5%百里香酚和4.5%肉桂醛，植物精油成分和添加劑量存在差異，因此試驗結果也存在一定差異。

3.2 植物精油對山麻鴨血清免疫指標的影響

血清免疫球蛋白經淋巴細胞產生，是體液免疫應答反應中發揮重要功能的免疫分子。通過對血清中免疫球蛋白的檢測，可衡量機體免疫水平。本試驗結果發現，與對照組相比，150和200 mg/kg植物精油組山麻鴨血清IgA、IgG和IgM含量均顯著提高，且添加150 mg/kg植物精油組效果較優，這與前人研究結果[12-13]相似。在大腸桿菌攻毒作用下，肉鴨飼糧中添加植物精油可提高血清IgG和IgM含量，提高機體免疫功能[12]。添加50 mg/kg混合精油(主要成分為百里香酚、香芹酚和肉桂醛)，能提高肉雞血清IgG含量[13]。酚類物質可提高淋巴細胞轉化率和白細胞吞噬率，提高免疫球蛋白釋放量，從而增強畜禽機體免疫能力[14]。IgG具有活化補體作用，因此，本試驗檢測了血清C3和C4含量，結果顯示，150和200 mg/kg植物精油組血清C3和C4含量均顯著提高。說明植物精油能通過提高機體體液免疫來增加機體免疫功能，但并非添加量越高效果越好。

3.3 植物精油對山麻鴨血清抗氧化能力的影響

抗氧化性能與機體的健康狀況密切相關，正常生物過程產生的活性氧可被機體內的抗氧化酶清除[15]，當機體處于應激狀態時，過量的自由基無法被及時清除，會損害機體健康。研究發現，蛋雞飼糧中添加八角茴香油提高了蛋黃T-SOD活性，降低了MDA含量[16]。Botsoglou等[17]研究發現牛至油能延遲脂類氧化，其效果與α-生育酚醋酸鹽的效果類似。然而，本試驗結果發現，與對照組相比，飼糧中添加植物精油對籠養山麻鴨血清SOD活性無顯著影響，但能顯著降低血清MDA含量。當植物精油添加量為150和200 mg/kg時，山麻鴨血清GSH-Px活性顯著提高，這與其他研究結果相似[18]。本試驗中使用的植物精油主要成分是百里香酚和肉桂醛，百里香氛對1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)的清除率較高[19]。并能有效抑制或清除細胞中多余的自由基[20]，因此山麻鴨抗氧化能力得以改善。

3.4 植物精油對山麻鴨盲腸微生物結構的影響

腸道是機體最密集的細菌定植器官，是一個代謝旺盛的場所，與機體健康有著重要的聯系。Alpha多樣性指數反映了腸道微生物的豐富度和均勻度。研究發現，植物精油可降低腸道有害微生物含量，改善腸道菌群[21]。但本試驗中，植物精油對腸道菌群豐富度和均勻度無顯著影響，而飼糧中添加150和200 mg/kg植物精油顯著提高了山麻鴨盲腸擬桿菌門豐度，并能提高盲腸Parabacteroides菌屬和PrevotellaceaeNK3B31 group菌屬豐度，降低Ralstonia菌屬豐度。已有研究表明，PrevotellaceaeNK3B31 group菌屬與白細胞介素-10(IL-10)呈正相關[22]，而Ralstonia菌屬可引起感染或機體免疫力下降[23]。說明植物精油可通過調節腸道菌群結構，改善宿主健康。

4 結 論

山麻鴨飼糧中添加植物精油可改善機體體液免疫，提高血清抗氧化性能，并能在一定程度上改善山麻鴨盲腸微生物結構，提高蛋鴨生產性能。綜合考慮，植物精油的適宜添加量為150 mg/kg。