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[养猪] 饲用益生芽孢杆菌在畜禽无抗养殖中的应用研究

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发表于 2019-8-16 14:18:37 | 显示全部楼层 |阅读模式

饲用芽孢杆菌是一类应用到动物养殖的产芽孢益生菌群,抗逆性强、稳定性好,具有调节动物的肠道菌群平衡、增强免疫力、提高饲料报酬和促进养殖生产性能提升等功能。本文结合国内外研究进展,从饲用益生芽孢杆菌生物学分类、应用功能机制、菌株安全标准、无抗养殖生产效果和前沿展望方面作以综述,以期为饲用益生芽孢杆菌的无抗养殖应用推广提供理论参考。
1、饲用益生芽孢杆菌应用分类

饲用益生芽孢杆菌是革兰氏阳性菌,好氧或兼性厌氧,内生芽孢,菌体芽孢具有很强的抗逆性,芽孢体可耐受胃酸屏障,并在小肠萌发,发挥益生菌功能。动物养殖中使用的益生菌芽孢杆菌通常分离于家禽、猪、反刍动物和水产动物的胃肠道黏膜或粪便,也有来源于发酵食品、海产品和土壤。

饲用益生芽孢杆菌的菌种或菌株对养殖的效果影响很大, 1989 年美国 FDA 与饲料控制官员协会发布直接饲喂动物的安全性芽孢杆菌类 5株。1996 年我国农业部批准饲用芽孢杆菌 2 株,1999 年批准公布芽孢杆菌 2 株, 2001 年又将地衣芽孢杆菌列入可直接使用的菌种。2008 年农业部公布的安全性动物饲喂的芽孢杆菌共有 2 株,2013 年农业部公布可直接饲用的芽孢杆菌共 6株, 2018 年农业农村部发布《饲料添加剂品种目录( 2013 )》增补(征求意见稿)中拟将凝结芽孢杆菌扩大适用范围。根据国内外饲用益生芽孢杆菌的应用可分为畜禽添加剂芽孢杆菌、养殖原料发酵剂芽孢杆菌、水产养殖添加剂芽孢杆菌和养殖废弃物处理类芽孢杆菌共四类,其中畜禽添加剂芽孢杆菌主要包括:枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、 Toyoi 芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、酪酸梭菌、液化淀粉芽孢杆菌等;养殖原料发酵剂芽孢杆菌主要包括:枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌等;水产养殖添加剂芽孢杆菌主要包括:枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、迟缓芽孢杆菌、侧胞芽孢杆菌等;养殖废弃物处理类芽孢杆菌主要包括:枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、侧胞芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌等。

2、饲用益生芽孢杆菌应用功能机制

2.1 增强动物机体免疫力

肠道是机体的最大免疫器官。益生芽孢杆菌进入动物机体肠道后可刺激和促进肠道相关淋巴组织( GALT )的免疫细胞应答及分化,如 CD8+/CD4+T 细胞、 IgA+ 浆细胞、 Treg 、 Th17 细胞,激发体液免疫和细胞免疫,使动物免疫力增强( Agace 等, 2017 )。Xu 等( 2012 )发现芽孢杆菌孢子可增强动物机体的先天免疫系统和巨噬细胞的吞噬作用;王美玲等( 2017 )报道饲用益生芽孢杆菌对缓解免疫应激也具有协同作用;王建超等( 2016 )证明混合型芽孢杆菌对靶动物的特异性和非特异性免疫机能方面均显著提高。

2.2 促进养殖动物肠道等器官发育

动物肠道等机体器官的正常生长、发育是健康养殖的基础。辛娜等( 2012 )报道在断奶仔猪日粮中添加不同比例的芽孢杆菌制剂可显著降低空肠前段、后段的隐窝深度,显著提高空肠中段、后段的绒毛高度与隐窝深度的比值,促进小肠形态发育,优化胃肠道结构环境。杨家军等( 2014 )研究地衣芽孢杆菌对肉鸡肠道菌群和小肠形态学的影响中发现,地衣芽孢杆菌可使小肠吸收面积增加、黏膜皱裂增加、肠绒毛高度增长等,显著促进肉鸡生长性能。研究发现肠道菌群通过神经内分泌、神经免疫和自主神经系统影响大脑发育和行为,肠道菌群异常与多种疾病直接相关( Li 等, 2017 )。刘飞飞等( 2015 )研究脑肠轴的正常发育对动物摄食调控中的作用,认为以含肠道芽孢杆菌在内的肠道微生态菌群在中枢神经系统( CNS )与胃肠道(脑肠轴)之间有双向作用,对促进或抑制动物摄食行为产生影响。

2.3 拮抗动物肠道致病菌

肠道致病菌是造成动物养殖损失的重要因素,临床多表现为细菌性痢疾、坏死性肠炎等。益生芽孢杆菌菌株的拮抗活性对于预防或减少养殖中致病菌至关重要,大量研究表明益生芽孢杆菌可分泌抑菌因子,如肽类、磷脂类、多烯类、脂肽类、核酸类细菌素等,可拮抗肠道致病细菌,维持和调节肠道微生态平衡,且部分核糖体途径合成的抗菌素可一定程度上克服病原菌对现有的抗生素抗性问题( Mingmongkolchai等, 2018 )。此外,益生芽孢杆菌还可通过有机酸降低 pH 和竞争性排斥行使致病菌的拮抗功能( Ye等, 2013 )。另外, Rahman 等( 2017 )从解淀粉芽孢杆菌中新分离出一种新颖的抗氧化肽 YD1 ( 1.0kDa ),具有良好的体内外抗菌活性,对革兰氏阳性菌、阴性菌以及多药耐药菌都有抑制作用。

2.4 生物夺氧与生物占位

动物养殖中的致病菌多为非严格厌氧菌且具备肠道上皮细胞的黏附能力,优良的饲用益生芽孢杆菌菌株和芽孢体能够进入机体小肠后快速生长或萌发,消耗掉大量的肠道内溶氧气,降低肠道内容物 Eh ,进而抑制好氧或兼性致病菌的繁殖,利于肠道内厌氧性益生菌的生长繁殖。另外,益生芽孢杆菌利用定植吸附在动物肠黏膜上皮细胞上,同病原菌争夺机体肠道内有限的结合位点,通过益生菌占位作用降低致病菌的肠道细胞黏附,促使致病菌减少甚至不能定植而排出动物体外( Thirabunyanon 等,2012 )。研究发现在枯草芽孢杆菌中存在的ComQXP 和 Rap-Phr 系统是该菌群的群体感应系统,在菌体定位后的群体感应可调控很多生理活动,也利于菌体在抗生素等胁迫压力下能够更好生存( Bareia 等, 2017 )。

2.5 分泌消化酶及产出营养物质

饲用益生芽孢杆菌能够分泌多种胞外消化酶,包括淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、糖化酶、纤维素酶、木聚糖酶和肌醇六磷酸酶等,能显著改善动物肠道消化内环境,提升饲料利用率,促进生长性能,提高养殖福利。此外,凝结芽孢杆菌和芽孢乳杆菌等可产生乳酸,促进动物机体对矿质元素的吸收利用;丁酸梭菌能够产生大量的丁酸,可直接为肠道上皮细胞提供能量,利于肠细胞的增殖和分化。同时,益生芽孢杆菌可产生多种参与机体新陈代谢的营养物质,如必需氨基酸、维生素( B 族等)、类胡萝卜素和促生长因子等,可促进养殖动物的生长发育。

2.6 改善动物机体内外生态环境

饲用益生芽孢杆菌直接饲喂养殖动物后,能够降低有害菌的数目,如致病性大肠杆菌、沙门氏菌、产气荚膜梭菌等,减少氨、硫化氢等腐败物质产生,同时利于机体肠道内益生菌的菌群恢复,因此动物排泄物或分泌物的有害菌或有害代谢产物降低,利于净化机体内外环境,提高养殖福利。丁文骏等( 2016 )研究巨大芽孢杆菌 1259 ( BM1259 )对产蛋鸡生产性能及排泄物的影响中发现,芽孢菌可提高蛋鸡生产性能并能够降低排泄物中氨氮含量。Upadhaya 等( 2015 )向猪的日粮中添加芽孢杆菌制剂可显著增加饲料利用率,猪粪中 NH3 和 H2S 等含量显著降低,具有猪舍除臭作用。另外,目前养殖发酵床除臭(李珊珊等, 2012 )和养殖粪便的堆肥除臭(胡晓宇等, 2015 )类芽孢杆菌也得到广泛应用,对保持养殖外部生态环境和减少环境污染意义重大。

3、饲用益生芽孢杆菌菌株安全标准

饲用益生芽孢杆菌要求对饲喂动物具备安全性,且对产出的养殖动物源食品也是安全的,这是“无抗”养殖的质量要求。目前以饲用芽孢杆菌益生作用的报道为主,芽孢杆菌内生孢子,产生大量蛋白、酶、抗菌化合物、维生素及类胡萝卜素等,可弱化致病菌在肠道中的定殖,促进不同免疫细胞分泌抗炎症细胞因子等,在欧美已有 10 余种益生芽孢杆菌制剂上市,但研究发现蜡状芽孢杆菌( Kim 等, 2015 ;Taylor 等, 2005 )可能是潜在致病菌,可产生磷脂酶、肠毒素、呕吐毒素、溶血素、非溶血性毒素等,因此,饲用益生芽孢杆菌安全性应以菌株为单位正确鉴定和评估。

饲用益生芽孢杆菌菌株安全标准应包括六个方面:( 1 )菌株信息清晰;( 2 )菌株安全性评价;( 3 )菌株耐药性;( 4 )菌株抗性基因转移传递风险;( 5 )消费者安全性;( 6 )环境风险性。传统的微生物学经典方法对于菌株的表型鉴定和种属分类较为重要,但并非完全准确。在芽孢杆菌中,仅 16S rDNA序列分析结果并不能精确区分菌源关系紧密的菌种,如枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和短小芽孢杆菌就不能仅依据 16S rDNA 鉴定,研究发现还需将 gyrA 或 gyrB 基因分析同 16SrDNA 分析相结合( Mingmongkolchai 等, 2018 )。综合文献,饲用芽孢杆菌的菌株安全性评价测试途径可分为五种,即溶血试验、急性毒性试验、菌株毒力因子试验、有害代谢产物评价和机体指标评价试验,其中有害代谢产物评价包含 D- 乳酸、丙二醛、硝酸还原酶和氨基脱羧酶等,而饲用芽孢杆菌的菌株耐药性可进行药敏试验。另外,饲用芽孢杆菌菌株可能具有水平转移或传递抗生素抗性基因的行为,也可能在菌株细胞体存在毒力基因。Adimpong 等( 2012 )报道发现地衣芽孢杆菌内有红霉素抗性基因 ermD 和 ermK ;Dai 等( 2012 )发现金霉素抗性基因 tet ( K )存在于枯草芽孢杆菌的质粒上,并且抗性基因可由枯草芽孢杆菌转移到大肠杆菌菌体内。Hoa 等( 2000 )在蜡状芽孢杆菌菌株体内发现有β- 内酰胺、氯霉素和四环素抗性基因,并且转座子 Tn961 上的四环素抗性基因 tet( M )元件能够传递给枯草芽孢杆菌、肠球菌和金黄色葡萄球菌。因此,作为饲用的芽孢杆菌菌株必须进行抗性基因或毒力因子的检测和风险测评,检查对饲养靶动物、人类和生存环境的接触敏感性,避免将有害或潜在致害的芽孢菌菌株应用到养殖过程中去。

4、饲用益生芽孢杆菌无抗养殖生产应用效果

4.1 家禽

鸡胚胎中盐单胞菌属处于优势地位( 79% ),胚胎的部分细菌来源于母体,并在以后的发展中受到各种因素的影响( Ding 等, 2017 )。Slawinska 等( 2016 )的研究已实现卵内递送益生元或合生元,让小鸡的肠道菌群在孵化之前即可开始发育,这些均表明肠道菌群是家禽正常生长发育的必要条件。齐博等( 2016 )研究枯草芽孢杆菌对肉仔鸡生长性能、屠宰性能、肠道形态和菌群数量的影响,发现在与抗生素酸黏杆菌素对照条件下枯草芽孢杆菌组可显著提高肉仔鸡十二指肠绒毛高度和十二指肠绒毛高度/隐窝深度( P <0.05 ),显著提高肉仔鸡 42 日龄时盲肠乳酸杆菌数量( P < 0.05 ),改善肉仔鸡肠道形态,增加肠道中乳酸杆菌数量,促进肉仔鸡生长,效果优于硫酸黏杆菌素。杨家军等( 2014 )报道在无抗生素条件下仅向青脚麻鸡日粮(日粮组为对照)中添加地衣芽孢杆菌,试验组的十二指肠、空肠和回肠的肠绒毛显著高于对照组( P < 0.05 ),十二指肠和回肠的隐窝深度显著低于对照组,肉鸡小肠绒毛高度与隐窝深度的比值( V/C 值)显著高于对照组( P < 0.05 ),给肉鸡饲喂地衣芽孢杆菌可以显著改善肠道菌群和促进小肠绒毛的发育,促进物质吸收。同时, Knap 等( 2011 )和 Vilà等( 2009 )分别报道了枯草芽孢杆菌和蜡状芽孢杆菌在肉鸡养殖中显著降低肠道内沙门氏菌的定植和感染,且肉鸡日粮中补充枯草芽孢杆菌还能有效降低肠道产气荚膜梭菌的数量,实现无抗下的芽孢菌抑制致病菌的功效。汤江武等( 2011 )考察枯草芽孢杆菌在无抗生素基础日粮条件下完成 AA 肉鸡试验发现,试验组较对照组鸡粪中的细菌群落结构存在较大差异,试验组中肠道有益菌乳杆菌属含量明显提高,同时十二指肠内淀粉酶、胰蛋白酶和总蛋白酶活性、空肠内的脂肪酶活性和盲肠内的总蛋白酶活性均得到提高。

另外,家禽养殖中添加芽孢杆菌还能够提高蛋鸡产蛋性能,改善蛋品品质及蛋品营养,提高家禽应激耐受能力及减少粪便 NH3 等作用。张旭等( 2010 )报道芽孢杆菌制剂对蛋鸡生产性能显著提高,合格蛋率提高 11.47% ( P < 0.05 ),料蛋比降低3.17% ,营养蛋黄比率提高 4.0% ( P < 0.05 );潘宝海等( 2015 )发现在无抗养殖中枯草芽孢杆菌与地衣芽孢杆菌的添加可提高蛋鸡平均蛋质量,改善蛋壳物理性质;而辛娜等( 2012 )在蛋鸡日粮中添加芽孢杆菌制剂的试验表明,芽孢杆菌制剂能提高动物的抗氧化作用,增强家禽缓解应激的能力。Jeong 等( 2014 )报道在家禽养殖中通过向无抗日粮中添加饲用芽孢杆菌,可显著降低粪便中 NH3 含量。

4.2 家畜

家畜健康养殖的重要环节就是保持动物肠道健康,然而,抗生素的滥用不仅损伤肠道上皮细胞结构与功能,还可导致肠道微生态内环境发生紊乱、免疫力下降、诱导噬菌体基因转录( Johnson 等, 2017 )、疾病产生及耐药基因传播等。

饲用益生芽孢杆菌作为微生态制剂已用于断奶仔猪的抗应激、增免抗病、提升生长性能等方面。仔猪处于哺乳期间其肠道菌群主要由梭杆菌属、乳杆菌属、拟杆菌属、埃希氏菌属、志贺氏菌属、巨型球菌属组成,断奶后肠道菌群快速改变,并在十天内达到相对稳定水平,断奶后的仔猪肠道菌群主要由 Blautia 、梭菌属、 Paraprevotella 等组成,随着仔猪日龄增长,α多样性显著增加, 24 个细菌属的相对丰度显著下降( Chen 等, 2017 ;Hu等, 2016 ),易引起仔猪断奶后免疫力下降,加之因营养改变和肠道菌群变迁等因素极易产生应激反应或疫病。辛娜等( 2012 )在断奶仔猪日粮中添加不同比例的芽孢杆菌制剂, 0.75% 的芽孢杆菌添加可显著提高十二指肠、空肠中段的绒毛高度( P <0.05 ),显著降低空肠前段、后段的隐窝深度( P <0.05 ),且可显著提高空肠中段、后段的绒毛高度与隐窝深度的比值( P < 0.05 ),促进小肠形态发育。李梓慕等( 2012 )在研究枯草芽孢杆菌( Bacil-lus subtilis ) Z-27 制剂对无抗养殖中断奶仔猪肠道消化酶活力、常规营养成分、生长性能的影响试验中发现,试验组仔猪的粪便中蛋白酶、α- 淀粉酶、纤维素酶的平均活力和脂肪酶水解液酸价分别提高 62.99% 、 34.56% 、 133.10% 和 66.57% ,仔猪肠道消化酶活力和饲料利用率显著提高,试验组平均日增重提高 9.38% ,料重比降低 4.94% ,仔猪生长性能提高。王向荣等( 2013 )报道凝结芽孢杆菌替代日粮中抗生素对断奶仔猪日增重、采食量和腹泻率均具有积极效果。Hu 等( 2014 )在仔猪无抗日粮中添加枯草芽孢杆菌 KN-42 能够显著增加乳酸菌属数量,降低大肠杆菌水平,降低仔猪腹泻率。梁明振等( 2013 )报道在断奶仔猪无抗饲粮中添加适量的丁酸梭状芽孢杆菌,可降低肠道酸度值,提高肠道内丁酸梭状芽孢杆菌和乳酸杆菌的含量,降低大肠杆菌的含量。

与仔猪相比,育肥猪的肠道菌群结构趋向成熟,肠道结构发育完善,但育肥阶段早期抗生素干预能够使猪胃肠菌群发生明显的特异性和区域性改变,可增加结肠中的密螺旋体属丰度,同时抗生素干预可显著改变前肠菌群及其功能,包括磷酸转移酶系统和抗药基因增加等( Mu 等, 2017 ),因此,无抗养殖同样是育肥阶段的关键。姜军坡等( 2015 )研究枯草芽孢杆菌 Z-27 制剂对无抗饲喂育肥猪的效果中发现试验组平均日增重提高9.84% ,料重比降低 7.05% ,粪便大肠杆菌数量降低34.23% ( P < 0.05 ),肠道有益菌乳酸菌、双歧杆菌、芽孢杆菌数量分别提高 40.05% 、 30.76% 、 52.79%,蛋白酶、α- 淀粉酶、纤维素酶、脂肪酶、β- 葡聚糖酶的平均活力分别提高 67.74% 、 51.19% 、 75.33% 、64.41% 和 2.59% , Z-27 制剂可抑制大肠杆菌等肠道病原菌,促进有益菌生长,维持育肥猪肠道微生态平衡,产生消化酶,利于提高饲料转化率,提高育肥猪生长性能。Ji 等( 2013 )报道解淀粉芽孢杆菌 SC06 在猪育肥阶段的添加通过 MAPKs 减轻ETEC 诱导的 IPEC-1 细胞炎症反应(抑制 IL-6 、IL-1α和 TNF-α炎症基因表达量),同时可有效介导巨噬细胞分型,发挥相关免疫功能,另外 SC06替代育肥阶段的抗生素(吉他霉素)后育肥猪肠道优势菌厚壁菌( Firmicutes )和拟杆菌( Bac-teroidetes )中的厚壁菌比例显著提高( P < 0.05 ),SC06 替代抗生素(吉他霉素)后对育肥猪可有效缓解或预防吉他霉素引起的肝脏损伤,利于肝脏保护。另外,屠宰的猪肉膻味主要源于雄烯酮、粪臭素和吲哚等化合物及背膘的粪臭素( Aluwe 等,2017 ),膻味过重直接影响肉质品质,盛清凯等( 2015 )报道纳豆芽孢杆菌可使猪肉 pH24 升高及脂肪中粪臭素含量降低,利于改善猪肉膻味。

5、饲用益生芽孢杆菌研究前沿

后抗生素时代,饲用益生芽孢杆菌在畜禽减抗或无抗养殖中的推广应用已成为热点,益生芽孢杆菌的遗传研究从 16S rDNA 扩增技术、 DNA探针技术、 Fish 技术到高通量测序技术不断深化与精准,目前可实现芽孢杆菌泛基因组分析识别菌群结构, Kim 等( 2017 )分析 5 个芽孢杆菌属物种的 238 个菌株,识别到各自物种的核心基因集和菌株特异基因集,这两组基因在功能和特征上差异显著,这一泛基因组研究深入揭示了靶对象基因组中的芽孢杆菌状况,提示了核心基因集在宏基因组研究中的强大功能。同时,枯草芽孢杆菌群体感应系统中的自体感知研究也取得了进展,Bareia 等( 2017 )报道 ComQXP 和 Rap-Phr 系统是枯草芽孢杆菌中的群体感应系统,由一个外膜受体、多肽类的自体诱导物和一个胞内受体等三部分组成,在这两个群体感应系统中,均可发现自体感应的现象,即能够分泌自体诱导物的细菌比不能分泌的细菌具有更强烈的群体感应活性,结果表明具有自体感应的枯草芽孢杆菌在抗生素等胁迫压力下能够更好生存,且群体感应调控很多生理活动,自体感应有助于菌体在肠道微生态环境内完成生命和代谢活动。

基于芽孢杆菌菌种资源库中筛选新型活性肽已成为饲用益生芽孢杆菌的研究热点,也是评选益生菌候选菌株的新特征。Rahman 等( 2017 )从解淀粉芽孢杆菌分离出一种新的生物活性肽 YD1 ,YD1 具有良好的体内外活性,对革兰氏阳性菌、阴性菌以及多药耐药菌都有抑制作用,研究还发现YD1 在 RAW264.7 细胞中可增加 Nrf-2 的转录和翻译,增强血红素加氧酶 -1 的水平, YD1 能够通过降低 NO 及活性氧发挥抗氧化作用,也是一种天然的抗氧化剂,未来如何实现饲用益生解淀粉芽孢杆菌胞内的 YD1 高效表达将会促进无抗养殖的进程。另外,饲用益生芽孢杆菌的抗菌作用目前主要集中在芽孢杆菌抗菌素、抗菌肽、产酸等方面,但对菌体抗菌效应的毒素蛋白的分泌系统研究的还不够清晰。Jamet 等( 2017 )首次报道了芽孢杆菌属的 7 型分泌系统( T7SS ),文章指出具有抗菌效应的 5 型( T5SS )及 6 型( T6SS )分泌系统仅存在于革兰氏阴性菌中, 7 型分泌系统( T7SS )可分泌约100 个氨基酸大小的毒力因子,属于 WXG100 蛋白家族。而芽孢杆菌属的 T7SS 可能分泌一类具有WXG100 蛋白结构域及 C 端延长部分的假定抗菌毒素,作为毒素蛋白来行使抗菌效应。

饲用芽孢杆菌遗传编辑实现有益物质的胞体表达已取得阶段性成果,王相生等( 2017 )已建立玉米赤霉烯酮( ZEN )降解酶基因 ZEN-jjm 在枯草芽孢杆菌中的表达体系,成功表达 ZEN 降解酶,表达的 ZEN-jjm 蛋白能显著缓解 ZEN 对繁殖母猪的毒害作用( P < 0.05 ),显著降低 ZEN 对母猪能繁殖性能的危害。Xu 等( 2016 )成功构建了表达猪β防御素 -2 ( pBD-2 )和抗菌肽 cecropin P1 的枯草芽孢杆菌,试验中先对β防御素 -2 和 ce-cropin P1 基因进行密码子优化,再插入到 pMK4原核表达载体 Lac 启动子下游,融合表达载体pMK-BD-2/CP1 ,经转化并筛选出表达融合抗菌肽的枯草芽孢杆菌工程菌。结果证实融合抗菌肽经肠激酶酶切处理后释放的 pBD-2 和 cecropinP1 对多种致病菌菌具有抗菌活力,在仔猪基础日粮中添加此工程菌可促进断奶仔猪的生长和提高仔猪抗病力。

疫苗是用于畜禽养殖中控制抗生素耐药性的必要干预措施,疫苗可在五个层面影响抗生素耐药性的机制:( 1 )作用于耐药性细菌;( 2 )抑制耐药性细菌的传播;( 3 )控制细菌水平基因转移;( 4 )预防感染控制疾病;( 5 )减少抗生素使用( Atkins 等,2017 )。Collins 等( 2017 )研究发现肠道菌群可作为疫苗的内源性佐剂,在疫苗反应中,肠道菌群可作为佐剂,促进 B 细胞产生抗体,直接作用于适应性免疫系统,在对疫苗免疫反应达到峰值后,菌群可能提供一个环境,招募长效记忆性免疫细胞,影响免疫应答。卢胜明( 2002 )通过益生芽孢杆菌制剂与新城疫疫苗联用可显著提供新城疫血凝抑制效价( HI ),提高抗体水平。Inatomi 等( 2017 )在猪流行性腹泻( PED )的农场中将怀孕母猪分为益生菌组(含丁酸梭菌的复合菌剂)和对照组,从产前 6周持续使用至产后 7 d ,两组母猪均接种 PED 疫苗,益生菌组母猪分娩后 7 d 体重增加,产后泌乳量和初乳中蛋白质含量更高,且初乳中 IgA 、 IgG 及PED 特异抗体的含量显著提高( P < 0.05 )。

最后,饲用益生芽孢杆菌是畜禽肠道产芽孢细菌的一支,属于肠道菌群的特殊类别,肠道菌群中各种产芽孢细菌间都有着高抗性的内生孢子,根据其独特共性,可将所有的产芽孢细菌视为一个总体进行研究,且收集所有产芽孢细菌的基因信息,构成产芽孢基因组( Tetz 等, 2017 )。未来区分出产芽孢菌群及产芽孢基因组,将有助于研究产芽孢细菌与其它肠道菌群成员之间的互作关系。

6、小结与展望

后抗生素时代,无抗养殖的兴起。国内外诸多前沿研究报道饲用益生芽孢杆菌在畜禽养殖中“减抗”或“替抗”的应用趋于强劲,饲用益生芽孢杆菌因具有提高畜禽机体免疫力、促进畜禽肠道等器官发育、拮抗肠道致病菌、产酶益消化、提供营养物质、提升生长及繁殖性能和改善畜禽机体内外生态环境等良好效果,已成为绿色无抗养殖的一大研究热点。但鉴于目前人类对饲用芽孢杆菌的认识有限,未来仍需加强对饲用芽孢杆菌的作用机理和应用理论的研究,利用先进科技手段有效结合动物微生态学、微生物基因组学、动物营养学和预防兽医学较为全面的了解饲用芽孢杆菌基础性质、遗传信息、菌株毒力、功能机制和应用疗效等,同时建立一套饲用益生芽孢杆菌的安全评价与功能评价系统。另外,芽孢制剂还要充分考虑到饲用对象不同生长阶段和不同用途,做到区别对待、剂量适宜、精准施用的应用准则。而对于前沿技术,如饲用芽孢菌作为疫苗载体,当看到前景时还需通过疫苗设计及工程化改造确保疫苗的有效性及安全性,这是临床应用中需要解决的重要问题。综上,基于饲用芽孢杆菌的科学认识、系统评价和实际应用才能利于新型高效的畜禽芽孢杆菌制剂的创制,才能真正促进和推动饲用益生芽孢杆菌在现代畜禽无抗养殖中的推广和应用。

注:本文由生物饲料开发国家工程研究中心(BFC)小编整理发布,如有任何建议或意见及投稿等,请您加小编微信(18611366384)交流互动。参考文献略。
责编:穆图、小业;
来源:中国饲料;
作者:潘慧青、张炎达、肖建设;
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