枯草芽孢杆菌对大肠杆菌K88感染仔猪小肠健康的影响

李海花，陈海明，吴崇义，朱琪，王文杰

（1.天津市畜牧兽医研究所，天津西青300381；2.天津市畜禽健康养殖技术工程中心，天津西青300381；3.天津惠康种猪育种有限公司，天津宁河301507；4.河北省内丘县农业局，河北邢台054200）

枯草芽孢杆菌对大肠杆菌K88感染仔猪小肠健康的影响

李海花1，2，陈海明3，吴崇义4，朱琪1，2，王文杰1，2

（1.天津市畜牧兽医研究所，天津西青300381；2.天津市畜禽健康养殖技术工程中心，天津西青300381；3.天津惠康种猪育种有限公司，天津宁河301507；4.河北省内丘县农业局，河北邢台054200）

试验主要探讨饲粮中添加枯草芽孢杆菌对大肠杆菌K88感染仔猪小肠发育和微生物区系的影响。选取体重（6.8±0.5）kg的杜长大三元杂种去势公仔猪8头，随机区组均分为2组，每组4个重复，每头猪单栏饲养，对照组饲喂基础饲粮，试验组饲喂基础饲粮+0.1%枯草芽孢杆菌制剂，饲养试验结束前每头猪灌服致病性大肠杆菌K88菌液（1×1011CFU）。试验结果表明，试验组仔猪比对照组显著提高空肠和回肠绒毛高度（P<0.05），显著降低回肠部位隐窝深度（P<0.05），极显著提高十二指肠、空肠和回肠绒毛高度/隐窝深度（P<0.01）；显著降低空肠和回肠大肠杆菌数量（P< 0.05），显著增加空肠和回肠乳酸杆菌数量（P<0.05）。结果提示，在仔猪感染致病性大肠杆菌K88时，饲粮添加枯草芽孢杆菌能有利于调节仔猪小肠发育和肠道微生物区系。

枯草芽孢杆菌；大肠杆菌；小肠绒毛；隐窝；乳酸杆菌

消化道上皮的单层细胞是肠腔与机体内部的一个选择性屏障，上皮细胞破坏会增加肠道通透性，细菌、毒素和抗原等进入皮下组织，诱导黏膜和系统性炎症反应，造成消化道功能紊乱[1]。大肠杆菌病是世界范围内引起断奶仔猪发病和死亡的主要原因之一，它能降低仔猪生长速度，其他因素如断奶应激、断乳引起的母源抗体不足以及食物的改变等都会加重病情，造成巨大的经济损失。枯草芽孢杆菌是农业部批准允许在饲料中添加的微生物。有研究表明，饲粮中添加枯草芽孢杆菌制剂能提高仔猪的生长性能，调节肠道微生态平衡，降低仔猪腹泻[2-3]。具体在使用时存在一个剂量应答效应，超过合适剂量时可能会对仔猪机体产生不利影响。本研究通过建立大肠杆菌K88致病模型，研究枯草芽孢杆菌对仔猪小肠发育和微生物区系的影响，为深入研究其增强仔猪抗病能力的作用机理提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验动物

选择体重（6.8±0.5）kg的杜长大商品杂种去势公仔猪8头，按完全随机区组设计均分为2个处理，每个处理4个重复，每个重复1头猪，单栏饲养于专用代谢笼中。对照组饲喂基础饲粮，试验组饲喂基础饲粮+0.1%枯草芽孢杆菌制剂，枯草芽孢杆菌为新筛选出的菌株，冻干粉中活菌含量为1×1012CFU/g。

1.2 试验饲粮

根据NRC（2012）配制玉米-豆粕-膨化大豆-鱼粉型饲粮，基础饲粮配方及营养水平如表1。

表1 基础饲粮配方及营养水平

1.3 饲养管理

2016年4月在天津市畜牧兽医研究所代谢室开展试验。所有猪只自由采食和饮水，猪舍温度控制在25～28℃。连续饲喂枯草芽孢杆菌7 d后攻毒。攻毒前12 h对所有仔猪断水、断料。试验组仔猪每头灌服5 mL大肠杆菌K88（菌液浓度为2×1010CFU/mL），对照组仔猪每头灌服5 mL生理盐水，攻毒后2 h开始供水，但仍然停止供料直至试验结束。攻毒后6 h屠宰全部仔猪。

1.4 指标测定

采集仔猪十二指肠、空肠和回肠样品，保存于4%甲醛溶液中，制作石蜡切片。采用H.E染色，测定空肠绒毛高度、隐窝深度和二者比例。

无菌取十二指肠、空肠和回肠内容物样品，测定大肠杆菌和乳酸杆菌数量。大肠杆菌的计数采用麦康凯琼脂培养基（MacConkey琼脂）（蛋白胨，20.0 g/L；乳糖，10.0 g/L；胆盐，5.0 g/L；氯化钠，5.0 g/L；中性红，0.075 g/L；琼脂，12.0 g/L；pH 7.4±0.2），10倍稀释液平板计数。

乳酸杆菌计数采用Rogosa琼脂培养基（胰蛋白胨，10.0 g/mL；酵母膏，5.0 g/L；葡萄糖，20.0 g/L；吐温80，1.0 mL/L；磷酸二氢钾，6.0 g/L；柠檬酸铵，2.0 g/L；乙酸钠，17.0 g/L；硫酸镁，0.575 g/L；硫酸锰，0.12 g/L；硫酸亚铁，0.034 g/L；琼脂，20.0 g/L；pH 5.4 ±0.2），用厌氧管充氨气制成Hungates滚管计数。

1.5 统计分析

以每头猪为单位进行统计，试验数据用Excel 2007对数据进行初步处理；采用SAS统计软件下的Compare Means模块中的One-Way ANOVA进行方差分析，并采用T test进行组间差异显著性检验，结果以“平均值±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 对小肠发育的影响

由表2可知，大肠杆菌感染攻毒6 h后，饲粮添加枯草芽孢杆菌的试验组能显著提高仔猪空肠和回肠绒毛高度（P＜0.05），显著降低回肠隐窝深度（P＜0.05），极显著提高十二指肠、空肠和回肠绒毛高度与隐窝深度的比值（P＜0.01）。

表2 饲粮添加枯草芽孢杆菌对断奶仔猪小肠发育的影响

2.2 对小肠微生物的影响

由表3可知，饲粮添加枯草芽孢杆菌能显著降低空肠和回肠大肠杆菌数量（P＜0.05），显著增加空肠和回肠乳酸杆菌数量（P＜0.05）。

表3 饲粮添加枯草芽孢杆菌对断奶仔猪小肠微生物的影响

3 讨论

3.1 对仔猪小肠绒毛发育的影响

小肠绒毛可扩大小肠吸收的面积，也起到对外源物质过滤的作用，提高小肠的吸收效率。绒毛之间存在的隐窝是绒毛新细胞的来源，当绒毛脱落时，隐窝细胞向绒毛顶移行，形成新的绒毛。肠上皮的正常结构不仅是营养物质被充分消化吸收的基本保证，也是发挥屏障功能和黏膜免疫反应的结构基础[4-5]。隐窝深度反映细胞的生成率，深度变浅表明细胞成熟率上升，分泌功能增强。绒毛高度/隐窝深度在一定程度上综合反映了小肠的整体功能状态。

本试验中，在大肠杆菌K88感染模式下，饲喂枯草芽孢杆菌能显著提高仔猪空肠和回肠绒毛高度、显著降低回肠隐窝深度。有研究以新生仔猪为对象，研究口服枯草芽孢杆菌制剂对大肠杆菌K88感染仔猪的保护作用，结果表明，能显著增加回肠绒毛高度，显著降低空肠和回肠隐窝深度，提高绒毛高度/隐窝深度[6]，这和本试验结果相一致。但在此研究中，也发现添加枯草芽孢杆菌具有降低十二指肠和空肠绒毛高度的趋势，这与本试验结果存在差异。这可能与芽孢杆菌本身的特性、仔猪的生理状态等因素有一定的关系。本试验表明，饲粮添加枯草芽孢杆菌能极显著提高仔猪小肠绒毛高度/隐窝深度，说明在致病性大肠杆菌感染模式下，枯草芽孢杆菌能够改善仔猪小肠的整体发育情况。

3.2 对仔猪小肠微生物区系的影响

枯草芽孢杆菌进入消化道后，可迅速恢复活力，短时间内大量繁殖，消耗肠内大量氧气，创造厌氧环境，产生乙酸、丙酸和丁酸等有机酸、细菌素和过氧化氢，降低肠道pH，抑制大肠杆菌和沙门氏菌等有害细菌的生长，促进厌氧性的拟杆菌、双歧杆菌和乳酸杆菌等细菌的生长和繁殖[7]。

饲料中添加0.02%~0.03%的枯草芽孢杆菌（PB6株）制剂（含量≥2×1011CFU/kg）时，能增加仔猪粪便中乳酸杆菌和双歧杆菌数量、降低大肠杆菌和沙门氏菌数量[3]。本试验中，添加枯草芽孢杆菌制剂后，与对照组相比，能显著增加仔猪空肠和回肠乳酸杆菌数量、显著降低空肠和回肠大肠杆菌数量，这和前人的研究结果基本一致。枯草芽孢杆菌发挥作用主要是通过其与消化道内有害菌群之间对生存繁殖空间、定植部位及营养的竞争，限制了有害菌群的生存和繁殖。本研究结果表明，添加枯草芽孢杆菌制剂的仔猪小肠大肠杆菌数少于对照组，乳酸杆菌数高于对照组，说明该菌剂可显著改善仔猪肠道的微生态菌群，促进肠道的微生态系统平衡。

4 小结

仔猪饲粮中添加0.1%枯草芽孢杆菌制剂，能缓解致病性大肠杆菌K88造成的危害，促进小肠发育，调节小肠微生物区系，提高仔猪健康水平。

[1]Blikslager A T,Moeser A J,Gookin J L,et al.Restoration of barrier function in injured intestinal mucosa[J].Physiological Reviews,2007,87:545-564.

[2]周映华，周小玲，吴胜莲，等.枯草芽孢杆菌对断奶仔猪生产性能的影响[J].饲料研究，2012（5）：71-73.

[3]刘江坤，芦春莲，李同洲，等.枯草芽孢杆菌（PB6株）制剂对断奶仔猪生产性能的影响[J].畜牧与兽医，2014，46（2）：37-39.

[4]Oswald I P.Role of intestinal epithelial cells in the innate immune defence of the pig intestine[J].Veterinary Research,2006, 37(3):359-368.

[5]Magalhaes J G,Tattoli I,Girardin S E.The intestinal epithelial barrier:How to distinguish between the microbial flora and pathogens[J].Seminars in Immunology,2007,19(2):106-115.

[6]邓军，李云峰，杨倩.枯草芽孢杆菌和猪源乳酸杆菌混合饲喂对仔猪肠绒毛发育的影响[J].畜牧兽医学报，2013，44（2）：295-301.

[7]于新友，李天芝，沈志强.枯草芽孢杆菌的生物学功能及其在养猪生产中的应用研究进展[J].猪业科学，2016，33（4）：44-46.

（编辑：柳青）

柑橘可预防肥胖相关疾病

【美国每日科学网站8月21日报道】橙子和其他柑橘属水果含有丰富的维生素和营养物质，比如抗氧化剂，能助人保持健康。一组研究人员称，这类水果也能帮助吃西式高脂肪饮食的实验鼠防范肥胖的有害影响。

这些研究人员今天向美国化学学会第252届全国大会提交了他们的报告。

该研究小组成员、研究生葆拉·S·费雷拉说：“我们的研究结果显示，未来我们可以利用柑橘属黄烷酮，即一种抗氧化剂，来预防或推迟人类肥胖引发的慢性病。”

费雷拉说，肥胖会增加罹患心脏病、肝病和糖尿病的风险，这很可能是氧化应激和炎症造成的。

柑橘属水果含有大量抗氧化剂，其中一类名为黄烷酮。过去的研究显示，柑橘属黄烷酮与体外模型或动物模型的氧化应激减少有关。本研究的研究人员想要首次观察柑橘属黄烷酮对未经基因改造、吃高脂肪饮食的实验鼠的影响。

巴西圣保罗州立大学的这个研究小组对50只实验鼠进行了试验，将在橙子、酸橙和柠檬中发现的黄烷酮加入它们的饮食中。他们重点关注的黄烷酮为橘皮苷、圣草枸橼苷和圣草酚。在一个月的时间里，研究人员给各组实验鼠喂食的分别为标准饮食、高脂肪饮食、高脂肪饮食加橘皮苷、高脂肪饮食加圣草枸橼苷和高脂肪饮食加圣草酚。

该研究小组带头人泰丝·B·塞萨尔说：“我们的研究未证明服用柑橘属黄烷酮可降低体重。但柑橘属黄烷酮也使氧化应激减少，从而使肝损伤减少、血脂降低、血糖降低，让实验鼠变得更健康。”

（转自参考消息[N]，2016-08-24）

Effects of Bacillus subtilis on the Small Intestine Healthy of Piglet Administered with Escherichia coli K88

LI Haihua1,2,CHEN Haiming3,WU Chongyi4,ZHU Qi1,2,WANG Wenjie1,2
(1.Tianjin Institute of Animal Science and Veterinary,Tianjin 300381,China;2.Tianjin Engineering Research Center for Livestock and Poultry Health Breeding,Tianjin 300381,China;3.Tianjin Huikang Pig Breeding Co., Ltd.,Tianjin 301507,China;4.Hebei Province Neiqiu County Agriculture Bureau,Xingtai054200,China)

The study was conducted to study the effects of Bacillus subtilis(B.subtilis)on small intestine development and microflora of piglet administered with Escherichia coli(E.coli)K88.All eight castrated"Duroc× Landrace×Yorkshire"male piglet used in this experiment had similar initial body weight(6.8±0.5)kg,they were divided into two groups(control group and test group)of 4 replicates of 1 pigs fed in single pen.Test group was fed the basal diet,and the test group was fed basal diet with 0.1%B.subtilis,and there were seven-day test period.All piglets were administered orally with E.coli K88.The result showed that piglet fed B.subtilis had greater villus height in jejunum and ileum(P<0.05),lower crypt depth(P<0.05)in ileum,and greater ratio of villus height and crypt depth(P<0.01)in duodenum,jejunum and ileum compared to piglets fed the unsupplemented diet.Feeding a Bacillus subtilis diet decreased the E.coli amount(P<0.05)and increased the Lactobacillus amount(P<0.05)in jejunum and ileum.The results indicated that feeding a Bacillus subtilis diet could modify the small intestine development and microflora.

B.subtilis;E.coli;small intestine villus;crypt;Lactobacillus

S816.7

A

1002-1957(2016)05-0039-03

2016-06-14

“十二五”农村领域国家科技计划课题（2012BAD39B01-3）

李海花（1981-），女，河南周口人，助理研究员，博士，研究方向为猪的免疫与营养.E-mail：lihaihuaok@126.com

王文杰，研究员.E-mail：anist@vip.163.com