载锌蒙脱石对肉鸡生产性能、免疫功能及肠道组织形态的影响

王海波，周永明，王 静，张 瑞，康 鹏，马晓东，裴文刚，杨敏敏，史兆国，秦士贞

(甘肃农业大学动物科学技术学院，兰州 730070)

锌(Zn)是动物必需微量元素之一，不仅参与动物机体酶和功能蛋白的组成，并与养分、遗传物质代谢及激素的功能和活性相关，在稳定生物膜，介导肠道离子转运，增加消化酶活性，促进细胞増殖、分化和肠绒毛发育等方面发挥重要功能[1-2]。通常，家禽饲料常以ZnSO4作为饲料锌源，ZnSO4易吸潮结块从而破坏饲料中的维生素及其他活性营养物质，且吸收利用率低，过度排放到环境中易造成锌污染[3]。然而，通过离子交换对沸石、蒙脱石等黏土矿物富集微量矿物元素，可使微量元素在动物肠道内合理释放，持久被动物体吸收利用，提高微量元素的利用率，减少微量元素对环境的污染[4]。杨雪[5]的研究发现，载锌沸石相比ZnSO4和抗生素能提高肉鸡日增重、采食量；载钙蒙脱石可缓解黄曲霉毒素B1(AFB1)诱发的肉鸭肠黏膜损伤，促进肠绒毛发育[6]；同时，载铜蒙脱石可显著提高肉鸡小肠绒毛高度[7]。罗有文[8]研究发现，载锌凹土具有抑菌和调节免疫功能。但关于载锌蒙脱石(zinc-montmorillonite, Zn-MMT)作为锌源的研究鲜见报道，因此，本试验旨在研究Zn-MMT对肉鸡生产性能、免疫功能及肠道发育的影响，为Zn-MMT在肉鸡生产中的应用提供理论参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

载锌蒙脱石(赤峰和明化工有限公司)经兰州中检科测试技术有限公司检测，锌含量为10 408.80 mg·kg-1。

1.2 试验设计

采用单因子完全随机试验设计，对照组饲喂玉米-豆粕型基础日粮(CK)、正对照组饲喂基础日粮添加40 mg·kg-1ZnSO4、试验组分别在基础日粮中添加20、40、60和80 mg·kg-1Zn-MMT(均以Zn含量计算)。

1.3 试验动物及管理

选择1日龄健康科宝公雏288只，按体重随机分成6个处理组，每处理6个重复，每重复8只仔鸡。试验采用3层笼养，为期为42 d。饲养管理和常规免疫按照《科宝肉仔鸡饲养管理手册》进行。采用24 h恒定光照，鸡只自由采食、饮水。

1.4 试验日粮

基础日粮参照《鸡饲养标准》(NY/T 33—2004)及NRC(1994)配制玉米-豆粕型日粮。基础日粮及营养水平见表1。

1.5 指标测定与方法

1.5.1 生长性能 分别于第21和42天，自由饮水下禁食12 h后，以重复笼为单元，空腹称量体重，记录体重(BW)及饲料消耗量。并计算ADFI、ADG、F/G。

1.5.2 屠宰性能 在第42天，各重复随机选取1只 体重接近该重复平均值的肉仔鸡，自由饮水，禁食12 h，称重并屠宰，按《家禽生产性能名词术语和度量统计方法》[9]规定方法对屠宰性能测定。

1.5.3 免疫器官指数 分别于第21和42天，每重复选1只接近平均体重的仔鸡屠宰，去除表面结缔组织和脂肪，称重，计算免疫器官指数；免疫器官指数=器官重量(g)/体重(kg)。

1.5.4 小肠绒毛高度和隐窝深度的测定 在第42天， 各重复选1只接近平均体重的肉仔鸡进行屠宰，分离十二指肠、空肠、回肠，选取1～2 cm， 中段肠道用生理盐水清洗后迅速放入4%多聚甲醛中保存，送往武汉塞维尔生物科技有限公司制作切片，采用Motic-BA210Digital数码显微镜对VH、CD进行测量，计算V/C。

1.5.5 脾基因(IL-2、TNF-α、IgG、IgA)表达检测 在试验42 d，从每个处理中选择3只接近平均体重的肉鸡，迅速屠宰取出脾，液氮速冻，在-80 ℃冰箱中保存直至分析。使用TRIzol(北京全式金生物技术有限公司)法提取脾组织总RNA，用微量紫外可见分光光度计(NanoDrop-2000)测定RNA浓度和纯度，参照反转录试剂盒(PrimeScriptTMRT reagent Kitwith gDNA Eraser)说明，对总RNA进行反转录合成cDNA，储存在-20 ℃冰箱中备用。并利用Light Cycler®480ⅡSystems荧光定量基因扩增仪，采用SYBR®GreenⅠ染料法，以β-actin为内参，参照荧光定量试剂盒说明书(SYBR®Green Pro Taq HS预混型qPCR试剂盒)进行实时荧光定量PCR扩增，用2-△△Ct法计算基因表达量。引物序列由苏州金唯智生物科技有限公司合成,详见表2。

1.6 数据统计分析

数据经Excel处理后，采用SPSS 26.0进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，用Duncan氏法进行多重比较，试验结果均以“平均值(Mean)±标准差(SD)”表示，P<0.05表示显著水平。

2 结 果

2.1 Zn-MMT对肉鸡生长性能的影响

Zn-MMT对肉鸡生长性能的影响见表3。由表3 可见，Zn-MMT对1～21、22～42及1～42日龄肉仔鸡的ADFI无显著影响(P>0.05)，但显著性影响ADG及1～42日龄的F/G(P<0.05)。与CK和ZnSO4组相比，添加60和80 mg·kg-1Zn-MMT 显著降低了1～21日龄肉仔鸡ADG(P<0.05)，且80 mg·kg-1Zn-MMT显著降低22～42及1～42日龄的仔鸡ADG(P<0.05)；Zn-MMT对1～21、22～42日龄肉仔鸡的ADFI与F/G及1～42日龄肉仔鸡的ADFI无显著影响(P>0.05)，但40 mg·kg-1的Zn-MMT显著降低了1～42日龄的F/G(P<0.05)。

表1 日粮组成及养分水平(风干基础)

2.2 Zn-MMT对肉鸡屠宰性能的影响

Zn-MMT对肉鸡屠宰性能的影响见表4。由表4可见， Zn-MMT对胸肌率有显著影响(P<0.05)，但对屠宰率、半净膛率、全净膛率、腹脂率、腿比率、腿肌率无显著影响(P>0.05)。相比CK组，添加 Zn-MMT对肉仔鸡42日龄的胸肌率无显著影响(P>0.05)，但与 ZnSO4组相比，添加40 mg·kg-1的 Zn-MMT显著提高了42日龄肉仔鸡的胸肌率(P<0.05)。

2.3 Zn-MMT对肉鸡免疫器官指数的影响

Zn-MMT对肉鸡免疫器官指数的影响见表5。由表5可见，Zn-MMT对21日龄肉仔鸡法氏囊指数和42日龄肉仔鸡法氏囊指数和胸腺指数有显著性影响(P<0.05)，对21日龄肉仔鸡胸腺和脾脏指数以及对42日龄肉仔鸡脾脏指数没有显著影响(P>0.05)。与CK组相比， 60 mg·kg-1Zn-MMT显著升高了21日龄 肉仔鸡法氏囊指数(P<0.05)，但与ZnSO4组相无显著差异(P>0.05)。与CK组相比， Zn-MMT对42日龄肉仔鸡胸腺指数无显著影响(P>0.05)； 但相比ZnSO4组， 40和80 mg·kg-1Zn-MMT显著提高了42日龄肉仔鸡胸腺指数(P<0.05)。与CK和ZnSO4组相比，60 mg·kg-1Zn-MMT显著增加了42日龄 肉仔鸡法氏囊指数(P<0.05)。

表2 目的基因及内参基因引物

表3 Zn-MMT对肉鸡生长性能的影响

2.4 Zn-MMT对肉鸡肠形态的影响

Zn-MMT对肉鸡肠形态的影响见表6。由表6可知，添加Zn-MMT可以显著影响十二指肠、空肠、回肠VH、CD及V/C(P<0.05)。相比CK与ZnSO4组，添加40 mg·kg-1的Zn-MMT可以显著提高十二指肠、空肠的VH和V/C(P<0.05)，且显著降低十二指肠的CD(P<0.05)，但对回肠的CD无显著影响(P>0.05)。同时，相比CK，40 mg·kg-1的Zn-MMT显著提高回肠的VH和V/C(P<0.05)，但与ZnSO4组无显著差异(P>0.05)。同时，相比CK，添加ZnSO4对肉仔鸡十二指肠、空肠VH、CD及V/C及回肠的VH、CD无显著影响(P>0.05)，但能显著提高回肠的V/C(P<0.05)。

2.5 Zn-MMT对肉鸡脾基因(IL-2、TNF-α、IgG、IgA)表达的影响

Zn-MMT对肉鸡脾IL-2、TNF-α、IgG、IgA基因表达的影响见表7。由表7可知，Zn-MMT显著影响肉鸡脾IL-2、TNF-α、IgG、IgA基因的表达(P<0.05)。 相比CK和ZnSO4组，20 mg·kg-1的Zn-MMT显著提高脾TNF-α表达，且40、60和80 mg·kg-1的显著提高脾IL-2的表达(P<0.05)，而ZnSO4组与CK差异不显著(P>0.05)。同时，相比CK，添加ZnSO4和20与40 mg·kg-1的Zn-MMT 显著提高脾IgG的表达(P<0.05)，相比CK和Zn-MMT组，ZnSO4显著提高脾IgA的表达(P>0.05)。

表4 Zn-MMT对肉鸡屠宰性能的影响

表5 Zn-MMT对肉鸡免疫器官指数的影响

表6 Zn-MMT对肉鸡肠形态的影响

表7 Zn-MMT对肉鸡脾IL-2、TNF-α、IgG、IgA mRNA表达水平的影响

3 讨 论

3.1 Zn-MMT对肉鸡生产性能的影响

天然硅酸盐矿土具有无害、无污染的特性，常作饲料添加剂的载体或粘结剂应用在动物生产中，其品质易受种类、产地、等级和理化结构的影响[6,14]。国内外关于硅酸盐黏土在反刍动物、家禽及鱼饲料的研究中发现，其具有抗腹泻、抗炎、促生长、提高饲料转化率的优点[15-17]。研究发现，Cu-MMT[18]可显著降低肥育猪料重及全程料重比，且双季铵盐改性蒙脱石与Cu-MMT均能促进肉鸡生产[19]。Ke等[20]在饲料中添加改性蒙脱石替代金霉素可显著提高断奶仔猪的生长性能；Hu等[21]在仔猪日粮中添加蒙脱石和ZnO，均能改善猪生长性能。本研究发现，40 mg·kg-1Zn-MMT可显著降低肉鸡的料重比，提高饲料转化率，这与在肉鸡日粮中添加ZnO-MMT[22]和Ca-MMT[23]降低料重比的结果一致。Zn-MMT提高饲料转化率可能与硅酸盐黏土载体富集锌,使锌在动物肠道内能合理释放,减少日粮中植酸、纤维等成分对锌的螯合,降低抗营养因子对锌的干扰，降低肠道内食糜通过率，增加肠道消化酶活性，促进营养物质的消化吸收[24-25]及肠道发育有关。同时，本研究还发现，80 mg·kg-1Zn-MMT可降低肉鸡ADG。这与罗有文[8]在肉鸡饲粮中添加40或80 mg·kg-1载锌凹凸棒石后显著提高肉鸡的增重结果不一致。这可能与载锌蒙脱石特殊的结构和理化特性有关，且添加超过一定剂量时，可能在肠道中黏结聚合大型复合离子、在动物体内和其他动物体所需要的阳离子发生交换吸附, 影响其他矿物元素及有机分子的利用[19，26],且载锌蒙脱石锌的生物学活性受其锌负载量、制备工艺影响。

3.2 Zn-MMT对肉鸡屠宰性能的影响

相关研究显示[27-28]，在饲料中添加斜发沸石对生长猪、育肥猪、肉鸡的胴体品质和净胴体重无显著影响，但能够增加肉的产量,提高其腿肌质量。王芳等[29]与Qin等[1]研究表明，天然和改性蒙脱石及不同浓度的ZnSO4对肉鸡屠宰性能无显著影响。也有研究发现，载锌凹凸棒石可以提高肉鸡全净膛率、胸肌率和腿肌率,改善屠宰性能[30]，然而，本研究发现，相比CK，添加Zn-MMT与ZnSO4对肉鸡屠宰率、半净膛率、全净膛率、腹脂率、腿比率及腿肌率无显著影响，这可能与试验中所用载锌蒙脱石的种类、载锌蒙脱石的制备工艺、肉鸡的饲养环境有关。此外，黏土矿物在动物生产中主要用来吸附霉菌毒素、重金属、细菌、病毒，预防腹泻和动物疾病产生，对胴体重的促进效果不显著[27]。但相比ZnSO4与60和 80 mg·kg-1Zn-MMT组，添加40 mg·kg-1的Zn-MMT显著提高了42日龄的胸肌率，与不同剂量的载锌蒙脱石影响肠道发育，及ZnSO4与Zn-MMT吸收机制存在差异有关，有待进一步研究。

3.3 Zn-MMT对肉鸡免疫器官指数的影响

锌是动物必需微量元素之一，与动物的免疫功能密切相关，并直接影响胸腺、法氏囊的发育和成熟，缺锌会引起免疫器官萎缩，补锌后免疫器官的机能有所恢复[8,25,31]。免疫器官参与畜禽全身的细胞免疫和体液免疫[32]，脾是机体最大的免疫器官，并作为机体细胞免疫和体液免疫的中心[33]，在免疫调节中发挥重要功能。硅酸盐黏土通过吸附和清除干扰机体免疫系统功能的激素、毒素、病毒、酵母菌、真菌等，增加巨噬细胞的数量，增强机体免疫功能[15,34]。本研究发现，添加60 mg·kg-1Zn-MMT可显著提高肉鸡法氏囊指数，这与罗有文[8]研究中日粮中添加载锌凹土促进肉鸡免疫器官发育，提高肉鸡法氏囊指数的结果相一致。同时，本试验还发现，40 mg·kg-1Zn-MMT相比ZnSO4显著提高了42日龄肉鸡胸腺指数。这可能与硅酸盐黏土独特的吸附性和解吸附性相关，载锌蒙脱石中锌离子的释放受机体消化道中锌离子浓度影响，当机体消化道中锌离子浓度较高时释放减缓，若锌离子浓度降低，则锌离子的释放速度增快，从而提高胸腺激素发挥功能必需依赖锌离子的利用率[8,35]，使Zn-MMT组中锌利用率高于ZnSO4组，促进胸腺发育，改善肉鸡免疫性能。

3.4 Zn-MMT对肉鸡小肠形态的影响

肠道是动物的主要消化器官，肠道绒毛高度、隐窝深度及其二者比值是反映肠道结构完整性的重要指标[36-37]，当内源性与外源性细菌、病毒入侵时，肠道屏障会保护机体免受外界损伤。锌参与多种酶的重要组成部分，与肠道发育密切相关。研究发现，ZnSO4和甘氨酸锌能显著增加肠道绒毛高度[38]；Cu-MMT能显著提高肉鸡空肠VH及V/C；Ca-MMT可缓解AFB1诱发的肉鸭肠黏膜损伤，提高绒毛高度及V/C[6]。本试验结果表明，添加40 mg·kg-1的Zn-MMT可以显著提高十二指肠、空肠的VH和V/C，且显著降低十二指肠的CD，这与Xia等[7]发现改性蒙脱石可提高空肠空肠的VH和V/C相一致。小肠绒毛高度、绒毛高度/隐窝深度增大，降低隐窝深度，可增强绒毛上皮细胞再生能力，增加小肠与营养物质的接触面积，促进营养物质的吸收，直接影响机体的生长发育与饲料转化率[39-40]。同时，载锌蒙脱石在肉鸡肠道内持续释放锌及硅酸盐黏土吸附或抑制肠道细菌、霉菌毒素等，缓解其对肠上皮细胞造成的损伤，增强肠黏膜上皮细胞的增殖及黏膜分泌，促进肠绒毛发育，维持肠道形态[16,25,41-42]。

3.5 Zn-MMT对肉鸡脾基因表达的影响

动物机体的特异性免疫反应包括体液免疫和细胞免疫,体液免疫主要由B淋巴细胞产生特异性抗体来介导,细胞免疫主要由T淋巴细胞及其分泌的细胞因子来介导，包括白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子等细胞因子[43-44]；其中IL-2被认为是T细胞依赖的免疫反应的关键细胞因子，并由激活的T细胞分泌[45]；TNF-α是由单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞等产生的单核因子，在炎症反应与免疫调节中发挥作用[46]。本研究发现，Zn-MMT能提高脾TNF-α、IL-2及IgG的表达，ZnSO4显著提高脾IgA的表达。这可能与铝硅酸盐促进脾中负责免疫球蛋白合成的B淋巴细胞分化，提高免疫球蛋白的含量[47]，刺激细胞因子释放，增强机体免疫力。

4 结 论

肉鸡玉米-豆粕型基础日粮中添加40 mg·kg-1的Zn-MMT促进脾IL-2、IgG基因的表达，并显著提高十二指肠、空肠、回肠的绒毛高度和绒毛高度/隐窝深度并降低十二指肠的隐窝深度，增强绒毛上皮细胞再生能力及营养接触面积，促进营养物质的吸收，提高饲料转化率。添加40 mg·kg-1ZnSO4可显著改善十二指肠、空肠的绒毛高度和绒毛高度/隐窝深度并降低十二指肠的隐窝深度，能够促进肠道发育。