青贮构树对肉羊生长性能、养分表观消化率和肠道健康的影响

何幼宽 李鑫垚 凌 浩 胡志超 唐圣果 印遇龙 张佩华

(湖南农业大学动物科学技术学院，长沙 410128)

当前我国饲料原料资源短缺，耕地面积的减少使人畜争粮矛盾日益突出，而蛋白质饲料的紧缺是限制我国畜牧业快速发展的主要障碍。因此，开发非常规饲料资源代替蛋白质饲料尤为重要[1]。构树(Broussonetiapapyrifera)是桑科、构树属的多年生乔木植物，也是一种传统中草药，含有黄酮类化合物、生物碱、多糖、不饱和脂肪酸等生物活性物质，具有抗氧化、抗菌、抗炎、增强免疫力等多种功能[2]。研究发现，构树中还含有丰富的香豆素、木脂素、1,3-二苯基丙烷、黄酮类或黄酮醇，特别是含有戊烯基的生物活性酚类物质[3]。构树于2015年被国务院扶贫办列入十大精准扶贫工程之一。目前，我国种植构树的面积已达40万亩(1亩≈666.667 m2)，在资源分布上占有一定的优势[4-5]。构树幼叶青贮后的粗蛋白质含量增加，其叶片和全株嫩苗、细枝条是较好的饲料原料，可将其叶片、全株嫩苗、细枝条作为蛋白质饲料应用在饲粮中[6]。

据报道，青贮构树饲料替代饲粮中蛋白质饲料及部分青贮饲料对肉羊平均日采食量(ADFI)、平均日增重(ADG)没有显著影响[7]。有研究表明，饲粮中添加25%～50%的构树有利于促进肉羊瘤胃发酵，并提高生长性能和改善肉品质[8]。Tian等[9]研究表明，用一定比例的青贮构树替代全株玉米青贮有益于荷斯坦母牛的肠道健康。Chen等[10]研究表明，饲粮中添加构树叶提取物可以提高断奶仔猪生长性能、抗氧化能力和免疫功能。综上所述，作为一种非常规饲料原料，青贮构树已被广泛应用于家禽、家畜和反刍动物的生产中，但是目前缺乏青贮构树对反刍动物尤其是山羊肠道形态结构和肠黏膜功能的应用研究。因此，本试验拟在基础饲粮中用青贮构树替代12.5%的苜蓿干草，研究其对肉羊生长性能、养分表观消化率、肠道形态结构、肠黏膜抗氧化能力以及免疫功能的影响，旨为青贮构树替代部分蛋白质饲料在反刍动物中的应用提供一些数据支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

青贮构树由河南某公司公司提供，为全株青贮构树，青贮构树营养成分见表1。

表1 青贮构树营养成分(干物质基础)Table 1 Nutrient composition of Broussonetia papyrifera silage (DM basis)

1.2 试验设计

试验在岳阳市平江县梅仙镇芳草湾生态园有限公司开展。选取4月龄、体重为(23.9±3.3) kg的健康肉用川中黑山羊母羊24只，随机分为2组，每组12头。根据NRC(2007)肉羊营养需要标准配制试验饲粮，试验饲粮组成及营养水平见表2。2组分别饲喂基础饲粮(对照组)和用青贮构树替代基础饲粮中12.5%的苜蓿干草的试验饲粮(青贮构树组)。试验期84 d，其中预试期14 d，正试期70 d。

表2 试验饲粮组成及营养水平(干物质基础)Table 2 Composition and nutrient levels of experimental diets (DM basis) %

1.3 饲养管理

试验羊采用小栏饲养，每组12头试验羊分为6栏饲养，每栏2头。试验期间每日08:00和17:00饲喂各饲喂1次，山羊自由饮水，按照羊场常规程序进行消毒和饲养管理。

1.4 生长性能

正试期第1天和第70天对每只试验羊进行空腹称重，记录初重和末重，准确记录每次的喂料量和余料量，试验结束后计算ADG、ADFI和料重比(F/G)。

1.5 养分表观消化率

在正试期第49天，每组随机选择6头羊在代谢笼中进行消化代谢试验，采集4 d。每天08：00收集新鲜粪便，采用全收粪法收集粪样。粪样混匀后，收集每日粪样的1/10平均分成2份，一份加10%硫酸固氮，-20 ℃保存，用于粗蛋白质含量测定；另一份不加硫酸，用于其他养分含量的测定。粪样中干物质(DM)含量参照GB/T 6435—2014中方法测定，粗脂肪(EE)含量参照GB/T 6433—2006中方法测定，粗蛋白质含量参照GB/T 6432—2018中方法测定，中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量参照GB/T 6434—2006中方法测定。养分表观消化率计算公式如下：

养分表观消化率(%)=[(食入该养分含量-粪中
该养分含量)/食入该养分含量]×100。

1.6 肠道健康指标

1.6.1 肠道组织样品采集

于试验期第84天，每组随机选取6只山羊进行屠宰，打开腹腔迅速分离肠段，取十二指肠、空肠、回肠组织中段，立即用生理盐水清洗外壁和内容物后，放入50 mL装有4%甲醛溶液的离心管中固定，用于肠道组织形态学观察。取十二指肠、空肠、回肠中段肠段黏膜，用锡箔纸包好写好标签，投入液氮罐进行速冻，之后放入-80 ℃冰箱进行保存。

1.6.2 肠道组织形态

参考田丽娜等[11]方法对肠道组织样品进行前处理，制成的切片利用Case Viewer 2.4软件对肠道绒毛高度和隐窝深度进行测量，每张切片选取5个视野，计算十二指肠、空肠和回肠绒毛高度、隐窝深度的平均值以及绒毛高度/隐窝深度(V/C)。

1.6.3 肠道抗氧化指标

各称取约0.1 g十二指肠、空肠、回肠黏膜组织，加入0.9 mL预冷的0.9%生理盐水，用匀浆机匀浆后制成10%的组织匀浆液，取0.5 mL组织匀浆液用离心机在4 ℃、2 000 r/min下离心10 min，将制备好的匀浆上清液置于-20 ℃冰箱保存待测。

十二指肠、空肠、回肠的总抗氧化能力(T-AOC)、丙二醛(MDA)含量以及总超氧化歧化酶(T-SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性采用南京建成生物工程研究所提供的试剂盒进行测定，测定过程按照试剂盒的操作说明进行。

1.6.4 回肠细胞因子含量

用上述制成的10%的回肠黏膜组织匀浆上清液测定回肠细胞因子[肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-2(IL-2)、白细胞介素-4(IL-4)、白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-8(IL-8)]含量，采用江苏雨桐生物科技有限公司提供的酶联免疫吸附剂测定(ELISA)试剂盒进行测定，测定过程按照试剂盒的操作说明进行。

1.6.5 回肠免疫球蛋白含量

用上述制成10%回肠黏膜组织匀浆上清液测定回肠免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)、免疫球蛋白G(IgG)含量。采用江苏雨桐生物科技有限公司提供的ELISA试剂盒进行测定，测定过程按照试剂盒的操作说明进行。

1.7 数据统计与分析

试验数据用Excel 2016进行初步统计，再利用SPSS 23.0统计软件进行独立样本t检验，结果以“平均值±标准差”进行表示，P<0.01为差异极显著，P<0.05为差异显著。

2 结 果

2.1 青贮构树对肉羊生长性能的影响

由表3可知，对照组的ADFI显著高于青贮构树组(P<0.05)。对照组和青贮构树组之间末重、F/G和ADG均无显著差异(P>0.05)。

表3 青贮构树对肉羊生长性能的影响Table 3 Effects of Broussonetia papyrifera silage on growth performance of mutton goats

2.2 青贮构树对肉羊养分表观消化率的影响

由表4可知，对照组和青贮构树组之间各养分表观消化率均无显著差异(P>0.05)。

表4 青贮构树对肉羊养分表观消化率的影响Table 4 Effects of Broussonetia papyrifera silage on nutrient apparent digestibility of mutton goats %

2.3 青贮构树对肉羊肠道组织形态的影响

由图1和表5可知，青贮构树组的十二指肠隐窝深度显著低于对照组(P<0.05)，空肠和回肠V/C显著高于对照组(P<0.05)，空肠隐窝深度极显著低于对照组(P<0.01)。对照组和青贮构树组之间十二指肠、空肠和回肠绒毛高度，十二指肠V/C以及回肠隐窝深度均无显著差异(P>0.05)。

表5 青贮构树对肉羊肠道组织形态的影响 Table 5 Effects of Broussonetia papyrifera silage on intestinal morphology of mutton goats

2.4 青贮构树对肉羊肠道抗氧化指标的影响

由表6可知，对照组和青贮构树组之间空肠和回肠MDA含量、T-AOC以及T-SOD、GSH-Px活性均无显著差异(P>0.05)。

表6 青贮构树对肉羊肠道抗氧化指标的影响Table 6 Effects of Broussonetia papyrifera silage on intestinal antioxidant indexes of mutton goats

续表6项目Items对照组Control group青贮构树组Broussonetia papyrifera silage groupP值 P-value丙二醛 MDA/(nmol/mg prot)0.45±0.150.52±0.080.336总超氧化物歧化酶 T-SOD/(U/mg prot)8.98±1.219.53±0.890.332谷胱甘肽过氧化物酶 GSH-Px/(U/mg prot)134.69±24.16142.20±43.550.712回肠 Ileum总抗氧化能力 T-AOC/(U/mg prot)0.14±0.090.10±0.050.268丙二醛 MDA/(nmol/mg prot)0.65±0.170.46±0.220.097总超氧化物歧化酶 T-SOD/(U/mg prot)7.18±0.616.94±0.500.498谷胱甘肽过氧化物酶 GSH-Px/(U/mg prot)120.16±17.37128.80±28.510.540

2.5 青贮构树对肉羊回肠细胞因子含量的影响

由表7可知，对照组回肠TNF-α含量显著低于青贮构树组(P<0.05)。对照组和青贮构树组之间回肠IL-2、IL-4、IL-6、IL-8含量均无显著差异(P>0.05)。

表7 青贮构树对肉羊回肠细胞因子含量的影响Table 7 Effects of Broussonetia papyrifera silage on ileum cytokine contents of mutton goats pg/mL

2.6 青贮构树对肉羊回肠免疫球蛋白含量的影响

由表8可知，青贮构树组回肠IgA含量显著低于对照组(P<0.05)。对照组和青贮构树组之间回肠IgM和IgG含量均无显著差异(P>0.05)。

表8 青贮构树对肉羊回肠免疫球蛋白含量的影响Table 8 Effects of Broussonetia papyrifera silage on ileum immunoglobulin contents of mutton goats μg/mL

3 讨 论

3.1 青贮构树对肉羊生长性能的影响

由于构树是木本饲料，粗纤维含量较高，大量的植物纤维不仅影响饲用的适口性，而且还会影响畜禽的消化吸收[4]。本试验结果表明，饲粮中添加青贮构树显著降低了肉羊ADFI，ADG、F/G均有一定程度的上升，这表明青贮构树饲料对肉羊生长性能无显著影响，虽然青贮构树组的肉羊ADFI显著低于对照组，但是其ADG并未下降。本试验结果与林萌萌等[7]用10%青贮构树替代青贮玉米饲喂肉羊的研究结果一样。这可能是因为青贮构树中单宁等抗营养因子未被降解成葡萄糖[12]，导致适口性差，影响了肉羊采食量，其中品质优良的青贮饲粮的pH在3.8～4.2[13]，不同留茬高度的构树单宁含量在1.38%～1.94%[14]。

A：对照组十二指肠 duodenum of control group；B：对照组空肠 jejunum of control group；C：对照组回肠 ileum of Control group；D：青贮构树组十二指肠 duodenum of Broussonetia papyrifera silage group；E：青贮构树组空肠 jejunum of Broussonetia papyrifera silage group；F：青贮构树组回肠 ileum of Broussonetia papyrifera silage group。

3.2 青贮构树对肉羊养分表观消化率的影响

养分表观消化率是评价饲粮营养价值最基本的指标[15]。梁春宇等[16]在泌乳奶牛饲粮中添加不同比例的构树，发现构树添加比例超过14%会显著降低养分表观消化率。邓铭等[17]研究发现，断奶仔猪饲粮中添加发酵构树能显著降低其养分表观消化率，并推测这可能是构树中含有的抗营养成分影响了养分吸收，导致养分表观消化率降低。在本研究中，饲粮中添加青贮构树对各养分表观消化率均无显著影响，表明本试验中用青贮构树替代基础饲粮中12.5%的苜蓿干草不会对肉羊养分吸收产生负面影响。

3.3 青贮构树对肉羊肠道组织形态的影响

小肠绒毛高度和隐窝深度与肠道的消化吸收功能密切相关。小肠的绒毛高度代表着该段肠道接触食糜的多少，与食糜接触越多，对营养物质的摄入就越充分[18]。隐窝变深说明绒毛萎缩，吸收能力下降。V/C可以反映小肠的功能状态，V/C越大说明肠上皮吸收表面积越大，肠道的消化吸收能力越强[19]。本试验结果表明，饲粮中添加青贮构树可降低十二指肠和空肠的隐窝深度，提高空肠和回肠V/C，与从光雷等[20]报道的饲料中添加植物多酚能够改善肉鸡小肠组织形态的结果一致，因为构树中富含黄酮类的植物多酚[5]。这说明构树可以改善小肠上皮形态，有利于营养物质的吸收和消化，从而促进肠道健康。

3.4 青贮构树对肉羊肠道抗氧化指标的影响

构树叶中含有丰富的黄酮类化合物[5]，黄酮类化合物具有抗炎和调节免疫的作用[21]。青贮构树中产生抗氧化活性作用的主要成分可能是多酚和黄酮类化合物[22]。GSH-Px、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)是机体内重要的抗氧化酶，它们协同作用共同清除机体超氧阴离子自由基(O2-)，从而清除过氧化氢(H2O2)，防止细胞脂质过氧化，延缓生命衰老[23]。机体内部氧自由基过多时，脂质氧化反应表现强烈，最终会形成MDA，其含量可反映机体内脂质过氧化的程度及在此过程中细胞的受损状况，MDA含量降低可对机体抗氧化产生积极作用[24]。而青贮构树中生物活性物质可显著增强奶牛抗氧化能力和免疫力[25]、提高断奶仔猪生长性能和抗氧化能力[10]。Tao等[22]研究发现，饲粮中添加青贮构树可以有效提高肉牛血清GSH-Px活性，降低血清MDA含量，从而提高自身抗氧化能力。本试验结果表明，饲粮中添加青贮构树对空肠、回肠黏膜抗氧化指标无显著影响，这与前人的研究结果[10-22]不一致，可能是由于试验品种和青贮构树的添加量不一致所造成的差异，但各项指标均在正常范围内，说明肉羊肠道处于健康状态。

3.5 青贮构树对肉羊回肠免疫因子含量的影响

肠道黏膜的免疫系统是机体的第一道防线，肠黏膜中细胞因子发挥主要作用，其中白细胞介素参与机体免疫反应的表达和调节，介导T、B淋巴细胞活化。IL-2是一种T淋巴细胞生长因子，具有刺激B淋巴细胞增殖并产生抗体和激活T淋巴细胞分化和增殖的功能，同时参与炎症或自身免疫性反应，具有双向免疫调节作用[26-27]。IL-4是一种抗炎因子，能够通过下调炎性介质[TNF-α和白细胞介素-1(IL-1)]来促进体液免疫反应[28]。IL-6是一种多功能炎性细胞因子，在细菌内毒素诱导的试验性肺损伤中通过抑制巨噬细胞产生IL-1和TNF-α，发挥细胞保护和抗炎作用[29]。IL-8是一种宿主防御细胞因子，作为对有害或感染性物质反应的一部分而分泌[30]。TNF-α是一种促炎细胞因子，具有双重调节功能，在最初的感染中是致炎作用，而在炎症后期是具有抗炎或免疫调节的作用[31]。细胞因子参与机体炎症反应，与机体免疫调节密切相关[32]，适量的TNF-α能够增强机体抗感染能力[33]。本研究中，在饲粮中添加青贮构树，由于青贮构树中含有多种活性物质，这些活性物质通过改善肠道形态来增强肠道健康，因此青贮构树组回肠TNF-α含量显著高于对照组。

3.6 青贮构树对肉羊回肠免疫球蛋白含量的影响

肠道不仅是消化、吸收营养物质的场所，而且其黏膜还具有重要的免疫功能[34]。免疫球蛋白是机体内重要的物质，对机体的免疫保护起着重要作用。尤其是由固有层和浆细胞分泌的IgA与分泌片段结合后形成的分泌型免疫球蛋白A(sIgA)，它是肠道黏膜免疫屏障重要功能分子，在预防肠道感染中起着至关重要的作用[35]。sIgA被认为是抵御许多病原体入侵的第一道重要防线[36]。IgM是首次免疫应答最主要的抗体[37]。IgG是由浆细胞分泌的动物体内含量最丰富的抗体，主要参与体液免疫反应[38]。本试验中，饲粮中添加青贮构树后，回肠IgA含量显著减少，回肠IgG含量有上升的趋势。这与前人在犊牛[9]和奶牛[39]饲粮中添加青贮构树的结论不一致，他们得出饲粮中添加青贮构树后血清中IgA含量显著提高的结论。可能是青贮构树饲料中含有多种抗营养因子[40]，对肉羊肠道产生了应激；也有可能是构树添加量不一致产生了不同的结果。本研究结果表明，青贮构树对肉羊肠道免疫系统的激活影响不大。

4 结 论

使用青贮构树替换基础饲粮中12.5%的苜蓿干草能降低十二指肠、空肠隐窝深度，提高空肠和回肠V/C，在一定程度上改善肠道形态，促进肠道健康。青贮构树对肉羊养分表观消化率和肠道抗氧化能力无不利影响。