飼料中添加丁酸梭菌對日本鰻鱺腸道形態結構的影響

胡 兵

（福建省特種水產配合飼料重點實驗室，福建天馬科技集團股份有限公司，福建福州 350308）

日本鰻鱺（Anguilla japonica）又稱為河鰻、白鰻，屬硬骨魚綱鰻鱺目鰻鱺科鰻鱺屬（蔣天寶等，2012）。日本鰻鱺味道鮮美，肉質細嫩，營養豐富，含有多種維生素、蛋白質和不飽和脂肪酸，被譽為“水中人參”（王廣軍等，2009；婁甜甜等，2007）。腸道是日本鰻鱺消化飼料的主要場所，也是功能最重要的一段。而其他因素，如攝食、飼料組成、飼料添加劑及腸道微生物等，都會使腸道的結構和功能受到影響（Hamidoghli等，2019；Kume等，2019；Zheng等，2019）。

丁酸梭菌是一種益生菌，有很好的生化特性和生理特性，能有效促進生物的生長和提高存活率，具有廣闊的市場前景和應用前景 （蘇志星，2020）。近幾年來，丁酸梭菌被廣泛應用于治療人類的胃腸道等疾病，同時也用作飼料添加劑，促進動物生產及養殖，提高動物免疫力 （張自杰等，2021；蘭菲菲，2019），但其對日本鰻鱺腸道發育的影響鮮有報道。本試驗通過在日本鰻鱺商業飼料中添加丁酸梭菌，研究其對日本鰻鱺腸道形態結構的影響，探討丁酸梭菌的促生長作用機理，為其在日本鰻鱺養殖中的應用提供參考資料。

1 材料與方法

1.1 試驗飼料 本試驗所用飼料為市售鰻鱺黑仔配合飼料，以魚粉、魚油、α-淀粉、復合維生素、復合礦物質等為主要原料。商品飼料實測主要營養成分為粗蛋白質48.5%，粗脂肪6.5%，粗灰分12.1%，粗纖維0.8%，總磷1.8%，賴氨酸3.7%，水分6.0%。

1.2 試驗管理及樣品處理 飼養試驗在福建省福清市漁溪李金平養殖場進行，養殖對象為日本鰻鱺黑仔鰻，平均規格（4.46±0.82）g。 試驗分為對照組和試驗組，每組各2個水泥池，水泥池規格為15 m×15 m，水深0.7 m，水溫25～27℃，每口水泥池養殖6萬尾日本鰻鱺。試驗時各自投喂試驗組飼料（含1‰丁酸梭菌）和對照組飼料（商業飼料），試驗飼料添加1‰丁酸梭菌（丁酸梭菌從廣東大澤農生物科技股份有限公司購得，含量為5億cfu/g），先將丁酸梭菌倒入水中，充分攪拌均勻后，飼料與水按1：1.2的比例經打料機攪拌成團狀后投喂日本鰻鱺，每天投喂2次（5：00和17：00），試驗時間為30 d。試驗結束后從每口池隨機各取3尾鰻鱺，每組6尾，逐一稱重，取其前腸、中腸和后腸，固定在中性福爾馬林緩沖液中，通過石蠟包埋、切片和HE染色后觀察各腸道形態結構。

1.3 腸道切片觀察 腸道的石蠟包埋、切片、HE染色、拍照均在武漢博爾夫生物科技有限公司進行。采用nikon eclipse 80i顯微鏡觀察腸道組織的形態并拍照，每個切片隨機選取6個視野進行拍照，以明美顯微數碼測量分析系統（Mshot Image Analysis System）測量黏膜褶皺數量、黏膜褶皺高度、肌層厚度和杯狀細胞數量（孫媛等，2012；阮國良等，2004）（每張圖片隨機取10個點測定后取平均值）。

1.4 數據分析 數據使用 “平均值±標準差”表示，數據用SPSS 24.0統計軟件進行T檢驗，P＜0.05表示具有顯著差異。

2 結果與分析

2.1 丁酸梭菌對日本鰻鱺腸道形態結構的影響試驗結束后，對照組日本鰻鱺平均體重為（8.53±3.82）g，試驗組平均體重為（9.40±2.69）g，試驗組體重較對照組提高了10.59%（P＜0.05）。如圖1所示，添加丁酸梭菌的試驗組，在腸道形態上顯著好于對照組，其黏膜褶排列較對照組密集，紋狀緣完整，上皮細胞核排列整齊；添加丁酸梭菌后黏膜褶細且長，呈指狀，形狀較均一，數量增多。

圖1 丁酸梭菌對日本鰻鱺腸道形態結構的影響

2.2 丁酸梭菌對日本鰻鱺前腸腸道結構的影響由表1可知，飼料中添加丁酸梭菌，對日本鰻鱺前腸褶皺數量[（32.17±0.32） 個]、 高度[（669.56±54.32）μm]、肌層厚度[（47.91±4.15）μm]及杯狀細胞數量[（8.93±0.47）個]均有顯著影響，褶皺數量較對照組提高了22.23%（P＜0.05），黏膜褶皺高度較對照組提高了34.91%（P＜0.05），肌層厚度比對照組增加了76.79%（P＜0.05），杯狀細胞數量較對照組提高了54.77%（P＜0.05）。

表1 丁酸梭菌對日本鰻鱺前腸腸道結構的影響

2.3 丁酸梭菌對日本鰻鱺中腸腸道結構的影響由表2可知，飼料中添加丁酸梭菌，對日本鰻鱺中腸褶皺數量[（29.42±0.21） 個]、 高度[（639.60±19.20）μm]、肌層厚度[（37.13±1.88）μm]及杯狀細胞數量[（6.38±0.11）個]均有顯著影響，褶皺數量較對照組[（26.87±0.16） 個]提高了9.49%（P＜0.05）， 黏膜褶皺高度較對照組[（359.80±17.57）μm]提高了77.77%（P＜0.05），肌層厚度[（23.39±2.34）μm]比對照組增加了58.74%（P＜0.05），杯狀細胞數量較對照組[（3.84±0.24）個]提高了66.15%（P＜0.05）。

表2 丁酸梭菌對日本鰻鱺中腸腸道結構的影響

2.4 丁酸梭菌對日本鰻鱺后腸腸道結構的影響由表3可知，飼料中添加丁酸梭菌，對日本鰻鱺中腸褶皺數量[（37.50±0.21） 個]、 高度[（472.70±93.23）μm]、肌層厚度[（38.83±1.81）μm]及杯狀細胞數量[（5.94±0.19）個]均有顯著影響，褶皺數量較對照組[（31.25±0.45） 個]提 高了20%（P＜0.05），黏膜褶皺高度較對照組[（225.79±55）μm]提高了109.35%（P＜0.05），肌層厚度比對照組[（17.02±1.49）μm]增加了128.14%（P＜0.05），杯狀細胞數量較對照組[（3.43±0.22）個]提高了73.18%（P＜0.05）。

表3 丁酸梭菌對日本鰻鱺后腸腸道結構的影響

2.5 日本鰻鱺前腸、中腸和后腸結構對比 由表4可知，對照組和試驗組后腸[（31.25±0.45）、（37.50±0.21）個]的黏膜褶皺數量要顯著高于前腸[（26.32±0.26）、（32.17±0.32） 個]和 中 腸[（26.87±0.16）、（29.42±0.21） 個]， 分別提高了18.73%、16.30%；16.57%、27.46%（P＜0.05），且前腸、中腸和后腸黏膜褶皺數量有遞增趨勢；而黏膜褶皺高度，肌層厚度及杯狀細胞數量則有遞減趨勢，前腸的黏膜褶皺高度[（496.31±72.19）、（669.56±54.32）μm]，肌層厚度[（27.10±5.81）、（47.91±4.15）μm]及杯狀細胞數量[（5.77±0.32）、（8.93±0.47）個]顯著高于中腸和后腸，對照組和試驗組前腸黏膜褶皺高度比中腸和后腸分別提高了30.44%、4.68%；119.81%、50.26%（P＜0.05），前腸肌層厚度比中腸和后腸分別提高了15.86%、29.03%；59.22%、23.38%（P＜0.05），前腸杯狀細胞數量比中腸和后腸分別提高了50.26%、39.97%；68.22%、50.34%（P＜0.05）。

表4 日本鰻鱺前腸、中腸和后腸腸道結構變化

3 討論

3.1 丁酸梭菌對日本鰻鱺腸道形態的影響 研究指出，魚類腸道結構受多種因素的影響，如食性、腸道微生物、生長階段等。試驗發現，在動物體出現炎癥時，丁酸梭菌可以通過調節基因表達，從而抑制炎癥，丁酸梭菌能產抑菌蛋白，后研究證明起抑菌作用的是抗菌肽，丁酸梭菌可以降低動物血清中腎上腺皮質激素皮質酮的含量，顯著增強肝臟及結腸黏膜的抗氧化能力 （Luo等，2021；田召方等，2017；王騰浩等2015；廖秀冬等，2015）。

本試驗中，添加丁酸梭菌組的日本鰻鱺，腸黏膜長且細，紋狀緣完整，形狀均一，上皮細胞核整齊排列在細胞基部，且杯狀細胞的數量增多，黏膜褶數量增多，肌層厚度增厚；說明丁酸梭菌能夠有效的改善日本鰻鱺腸道的結構形態：促進黏膜褶高度增高，杯狀細胞的數量增多，以及微絨毛生長密集，均勻分布，使得腸道的吸收面積增加，能夠提高飼料的消化吸收率；杯狀細胞增多，增強了腸道細胞的自我保護及修復能力 （Bondia-Pons等，2015；Eias等，2013）。丁酸梭菌可影響日本鰻鱺腸道分泌消化液和黏液，使飼料潤滑，減少腸黏膜因食物而造成的機械性損傷；縱肌層厚度增加，更利于腸蠕動，并與飼料混合充分，使得飼料的轉化率提高，進而促進日本鰻鱺的生長。這些結果也與蘭菲菲（2019）在飼料中添加丁酸梭菌對歐洲鰻鱺生長與健康的影響及范晨薇（2020）在丁酸梭菌對克氏原螯蝦腸道健康的影響等研究結果相一致。

在本試驗中，添加1‰的丁酸梭菌對日本鰻鱺腸道整體影響都是有益的，但其對日本鰻鱺的前、中、后腸不同結構的有益影響卻各有差異。與對照組相比，添加1‰的丁酸梭菌，日本鰻鱺后腸和前腸黏膜褶數目增加最多，較中腸黏膜褶的增加數目差異也更顯著，而其黏膜褶高度和杯狀體數量則為中腸和后腸最高且增加最多，較前腸差異更顯著，這可能是丁酸梭菌和腸道結構功能雙重影響的結果。在腸道中，丁酸、乙酸等短鏈脂肪酸是丁酸梭菌的主要產物（趙必遷等，2020；桂國弘等，2016），短鏈脂肪酸由飲食中纖維多糖、非消化性淀粉等在腸腔中通過厭氧菌，酵解生成，其能增進鈉吸收，提高結腸黏膜生長速度，加快上皮細胞增殖速率（劉松珍等，2013；宋增福等，2006；耿珊珊等，2004）。這可能是本試驗中，添加1‰的丁酸梭菌組鰻鱺黏膜褶數目和高度增加的主要原因，而杯狀體數量的增加則可能是黏膜褶數目和高度增加而出現的適應性變化，Ling等（2015）的研究結果也證實了這一點。同時丁酸梭菌在腸道中還可產生淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶、脂肪酶等酶制劑（桂國弘等，2016），而多數魚類的腸道前、中、后腸三段因消化酶活力大小而存在不同的差異，部分魚類如白鰱、團頭魴、胡子鯰等，其主要消化酶如淀粉酶、蛋白酶的活性沿前腸向后腸逐漸降低（姚一琳等，2010；涂永鋒等，2004）。另有潘曉東等（2010）在丁酸梭菌對鮸魚腸黏膜結構及腸內短鏈脂肪酸的影響試驗中，也出現了后腸絨毛高度較中腸增加更顯著這一結果，這也從側面證明了本試驗結果。但具體影響因素仍需進一步驗證。

另外，添加1‰的丁酸梭菌后，日本鰻鱺前腸肌層厚度增加最多，較中腸和后腸差異更為顯著；這可能是因為在腸道中，丁酸梭菌代謝產生了丁酸。而腸道上皮組織細胞修復和再生的主要能量來源于丁酸（徐亞飛等，2018；劉婷婷等，2011），從而促進了肌層厚度的增厚。另外，本試驗結果與徐亞飛等（2018）研究結果，在飼料中添加丁酸梭菌后，凡納濱對蝦的腸道肌層厚度增加顯著相一致。

3.2 腸道的結構對日本鰻鱺生長的影響 腸道是魚類運輸、食物消化和營養物質吸收的主要場所，并有免疫的功能，是魚類的免疫器官和消化器官 （涂永鋒等，2004）。腸道的功能和結構密切相連，營養物質被消化吸收的前提是要有完善的腸道結構和正常的腸道功能。動物機體的發育和生長也受營養物質吸收程度的直接影響。有研究表明，魚類腸道的功能和結構不僅受生長階段和食性等因素的影響，還受飼料種類和微生物菌群的影響；這也直接影響魚類吸收飼料中的營養物質，進一步導致生長出現差異（Lee等，2018；劉軍等，2009；張錦華，2003）。

本試驗結果表明，腸道的發育與日本鰻鱺的生長性能關系緊密，丁酸梭菌添加組鰻鱺終末均重顯著高于對照組。這可能是丁酸梭菌對腸道的微生物平衡有調節作用，可維持日本鰻鱺穩定的腸道環境，同時，丁酸梭菌在日本鰻鱺腸道內可產生淀粉酶、蛋白酶等消化酶，促進了鰻鱺腸道對飼料中營養物質的消化和吸收。這也與Meng等（2020）、Chen等（2021）的研究結果相似。

4 結論

在本試驗條件下，飼料中添加1‰的丁酸梭菌 （含量為5億cfu/g），能顯著提高日本鰻鱺前腸、中腸和后腸的黏膜褶皺數量、高度、肌層厚度和杯狀細胞數量，改善日本鰻鱺的腸道結構。