枯草芽孢杆菌048对雪山草鸡抗肠炎沙门氏菌感染能力的影响

朱沛霁徐 歆齐玉凯王洪荣

（1.扬州大学动物科技学院，扬州 225000；2.江苏立华牧业股份有限公司，常州 213100）

枯草芽孢杆菌048对雪山草鸡抗肠炎沙门氏菌感染能力的影响

朱沛霁1，2徐 歆2齐玉凯2王洪荣1∗

（1.扬州大学动物科技学院，扬州 225000；2.江苏立华牧业股份有限公司，常州 213100）

本试验旨在研究枯草芽孢杆菌（BS）048对雪山草鸡抗肠炎沙门氏菌（SE）感染能力的影响。选择240只体重（61.5±0.5）g的1日龄雪山草鸡公鸡（SE阴性），随机分为4组，每组设3个重复，每个重复20只鸡。对照组和对照感染组饲喂基础饲粮，BS组和BS感染组饲喂添加0.1%（质量分数）BS048的基础饲粮。对照感染组和BS感染组在5～7日龄时每天以1×108CFU的SE感染试验鸡只，试验期14 d。测定BS048对正常和SE感染雪山草鸡盲肠黏膜、肝脏、肾脏SE载菌量，血清免疫球蛋白（Ig）和回肠分泌型免疫球蛋白A（sIgA）含量，空肠黏膜碱性磷酸酶（ALP）、髓过氧化物酶（MPO）、总超氧化物歧化酶（T-SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性与总抗氧化能力（T-AOC）以及丙二醛（MDA）含量的影响。结果表明：1）与对照组相比，BS组显著提高了雪山草鸡8、10、14日龄回肠sIgA含量（P＜0.05），显著提高了10、14日龄空肠黏膜ALP活性（P＜0.05），极显著提高了10、14日龄的空肠黏膜T-AOC及T-SOD、GSH-Px活性（P＜0.01），显著降低了8、14日龄的空肠黏膜MDA含量（P＜0.05）。2）与对照感染组相比，BS感染组极显著减少了 SE感染雪山草鸡盲肠黏膜、肝脏和肾脏SE载菌量（P＜0.01），显著提高了10、14日龄的血清IgA、IgG、IgM 及8、10、14日龄的回肠 sIgA含量（P＜0.05），显著提高了8、10、14日龄的空肠黏膜ALP活性P＜0.05），极显著降低了8、10、14日龄的空肠黏膜MPO活性（P＜0.01），显著或极显著提高了8、10、14日龄的空肠黏膜 T-AOC及T-SOD、GSH-Px活性（P＜0.05或P＜0.01），显著或极显著降低了8、10、14日龄的空肠黏膜MDA含量（P＜0.05或P＜0.01）。由此可见，BS048能够增强雪山草鸡的抗SE感染能力。

枯草芽孢杆菌；雪山草鸡；肠炎沙门氏菌；抗感染

沙门氏菌属（Salmonella）是一种革兰氏阴性、兼性厌氧的胞内菌，广泛分布于自然界中，其成员可感染人和多种动物，大部分具有很强的致病性［1］。其中，肠炎沙门氏菌（Salmonella enteritis，SE）可使家禽出现肠炎、生产性能降低，甚至死亡，并且被该菌污染的家禽产品能够进一步导致人的急性胃肠炎，严重危害人类健康和公共卫生安全［2］。枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis，BS）是一种能够产生抗逆性内生孢子的需氧革兰氏阳性菌。作为一种优质、安全的益生菌，其具有提高动物生长性能、增强机体免疫、抗菌、改善肠道菌群、提高机体抗氧化功能等多种功能［3］。而目前关于 BS对黄羽肉鸡抗沙门氏菌感染能力的影响及其机理的研究鲜有报道。雪山草鸡为优质黄羽肉鸡品种之一，是由常州立华牧业股份有限公司科研人员以中国优质地方良种藏鸡、茶花鸡为主要素材，经多种杂交选育而成的草鸡新品种，具有肉质鲜美、抗病能力强、饲养简单、经济效益高等优点。本研究旨在明晰BS048对雪山草鸡抗SE感染能力的影响及其机理，从而为新型BS制剂的开发及其在优质黄羽肉鸡生产中的应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1日龄雪山草鸡公鸡，江苏立华牧业股份有限公司提供；BS048制剂，山东宝来利来生物工程股份有限公司制备，活菌含量为5×108CFU/g；SE ATCC13076菌株，江苏省家禽科学研究所提供；鸡免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白M（IgM）酶联免疫吸附试验（ELISA）试剂盒，美国 Life Diagnostics公司提供；碱性磷酸酶（ALP）、髓过氧化物酶（MPO）、总抗氧化能力（T-AOC）、总超氧化物歧化酶（T-SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、丙二醛（MDA）测定试剂盒由南京建成生物工程研究所提供，其他常规试剂均为分析纯，由生工生物工程（上海）股份有限公司提供。主要仪器包括 MK3酶标仪（美国Thermo公司）、UV-2100型紫外可见分光光度计［尤尼柯（上海）仪器有限公司］等。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计及饲养管理

选取240只1日龄体重（61.5±0.5）g雪山草鸡公鸡（SE阴性），随机分为4组，每组设3个重复，每个重复20只鸡。对照组和对照感染组饲喂基础饲粮，BS组和BS感染组饲喂添加0.1%（质量分数）BS048的基础饲粮。对照感染组和BS感染组采用强饲法在5～7日龄时每天口服1 mL SE菌液（细菌浓度为1×108CFU/mL）攻毒，对照组和BS组口服相同剂量的无菌生理盐水。试验期14 d。

基础饲粮参照中华人民共和国农业行业标准《鸡饲养标准》（NY/T 33—2004）配制，其组成及营养水平见表1。饲养试验在江苏立华牧业股份有限公司实验鸡场完成。饲养方式为地面平养，自由采食，充足饮水，光照、免疫以及其他管理均按常规进行。试验期间，每日观察鸡只的健康状况，记录死淘情况。

1.2.2 样品收集与指标测定

肉仔鸡分别在8、10、14日龄（即SE攻毒结束后第1、3、7天）采集样品。每组分别选取6只体重相近的鸡只（每个重复2只）屠宰取样。心脏取血，断颈处死，打开腹腔，迅速分离并取出肝脏、肾脏和肠段（空肠、回肠和盲肠），4℃保存待用。

表1 基础饲粮组成及营养水平（风干基础）Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet（air-dry basis） %

组织SE载菌量：称取适量盲肠黏膜、肝脏、肾脏，加入3 mL无菌磷酸盐缓冲液（PBS），冰浴匀浆2 min并做10倍系列梯度稀释，取原液及其各浓度稀释液100 μL均匀涂布于XLT-4琼脂平板表面，置于生化培养箱，37℃培养24 h，计数SE典型菌落。

血清免疫球蛋白含量：促凝血37℃水浴1 h，1 000×g离心10 min，取适量上清液，以ELISA试剂盒检测其中的IgA、IgG、IgM含量，按使用说明书操作。

回肠分泌型免疫球蛋白 A（sIgA）含量：取10 cm回肠肠段，用2 mL无菌生理盐水冲洗肠管并收集冲洗液至无菌1.5 mL离心管，5 000×g、4℃离心15 min，取适量上清液，以ELISA试剂盒检测其中的sIgA含量，按使用说明书操作。

ALP、MPO活性及抗氧化指标：称取约0.1 g空肠黏膜按1∶9（质量体积分数）加入生理盐水，冰浴匀浆2 min，1 500×g离心10 min，取适量上清液，以南京建成试剂盒测定其中的 ALP、MPO、T-SOD、GSH-Px活性及T-AOC和MDA含量，按使用说明书操作。

1.3 统计分析

采用统计软件SPSS 22.0分析数据，以一般线性模型GLM进行单变量双因素方差分析，以单因素方差分析（one-way ANOVA）过程进行Duncan氏法多重比较，P＜0.05为差异显著，P＜0.01为差异极显著，P＞0.05为差异不显著，0.05≤P＜0.10表示有变化趋势。试验数据用平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 BS048对SE感染雪山草鸡盲肠黏膜、肝脏、肾脏SE载菌量的影响

由表2可知，与对照感染组相比，BS感染组雪山草鸡8、10、14日龄盲肠黏膜内的SE载菌量均极显著减少（P＜0.01）。同时，BS感染组8、10日龄肝脏和肾脏的SE载菌量较对照感染组均极显著下降（P＜0.01）。

上述结果表明，雪山草鸡在连续口服SE攻毒3 d后，其盲肠黏膜、肝脏和肾脏已被SE感染；在基础饲粮中添加BS048能够显著降低SE对雪山草鸡盲肠黏膜、肝脏和肾脏的感染程度。

表2 BS048对SE感染雪山草鸡盲肠黏膜、肝脏、肾脏SE载菌量的影响Table 2 Effects of BS048 on SE amount in cecal mucosa，liver and kidney of SE-infectedXueshanchickens lg（CFU/g）

2.2 BS048对SE感染雪山草鸡血清免疫球蛋白和回肠sIgA含量的影响

由表3可知，BS处理对10、14日龄的血清IgA、IgG、IgM和回肠 sIgA含量有显著影响（P＜0.05），SE感染对7、10、14日龄的血清IgA含量，7、14日龄的血清IgG含量，7日龄的血清IgM含量和7、10、14日龄的回肠sIgA含量有显著影响（P＜0.05），而BS处理和SE感染的交互作用对7、10、14日龄的血清IgA、IgG、IgM和回肠sIgA含量没有显著影响（P＞0.05）。

与对照组相比，BS组8、10、14日龄的血清IgA、IgG、IgM含量均无显著变化（P＞0.05）；对照感染组10、14日龄的血清IgA含量与8日龄的血清IgG含量分别显著或极显著减少了24.80%（P＜0.01）、41.68%（P＜0.01）和20.29%（P＜0.05），而14日龄的血清IgG含量和8日龄的血清IgM含量分别极显著增加了56.53%和21.34%（P＜0.01）；BS感染组8日龄血清IgG含量显著减少了17.55%（P＜0.05），而10、14日龄的血清IgG含量和8日龄的血清IgM含量分别显著或极显著增加了25.34%（P＜0.05）、96.16%（P＜0.01）和26.72%（P＜0.01）。同时，BS感染组10、14日龄的血清IgA、IgG、IgM含量较对照感染组分别显著增加了18.70%、47.61%、29.36%、25.32%、27.36%和19.11%（P＜0.05）。

与对照组相比，BS组10、14日龄的回肠sIgA含量分别显著增加了 28.41%和 29.24%（P＜0.05）；对照感染组8日龄的回肠sIgA含量显著减少了32.50%（P＜0.05），14日龄的回肠sIgA含量显著增加了33.24%（P＜0.05）。同时，BS感染组8、10、14日龄的回肠sIgA含量较对照感染组分别显著增加了 41.97%、40.22%和 27.24%（P＜0.05）。

上述结果表明，基础饲粮中添加BS048对正常雪山草鸡血清免疫球蛋白分泌并没有显著影响，却能够显著促进其肠道sIgA的分泌；而SE感染会导致血清免疫球蛋白和肠道sIgA的消耗与产生；基础饲粮中添加BS048则能够显著促进SE感染雪山草鸡的血清免疫球蛋白和肠道sIgA分泌。

2.3 BS048对SE感染雪山草鸡空肠黏膜ALP和MPO活性的影响

由表4可知，BS处理和SE感染对8、10、14日龄空肠黏膜的ALP和MPO活性均有显著的影响（P＜0.05），而BS处理和SE感染的交互作用对7、10、14日龄空肠黏膜的ALP活性没有显著影响（P＞0.05），对7、10、14日龄空肠黏膜的MPO活性有显著的影响（P＜0.05）。

与对照组相比，BS组 10日龄空肠黏膜的ALP活性有升高的趋势（0.05≤P＜0.10），14日龄空肠黏膜的ALP活性显著升高了37.26%（P＜0.05），而8、10、14日龄空肠黏膜的MPO活性均无显著变化（P＞0.05）；对照感染组8、10、14日龄空肠黏膜的ALP活性分别显著或极显著降低了61.71%（P＜0.01）、55.07%（P＜0.01）和42.22%（P＜0.05），8、10、14日龄空肠黏膜的MPO活性分别极显著升高了291.92%、294.24%和234.23%（P＜0.01）；BS感染组8日龄空肠黏膜的ALP活性显著降低了25.61%（P＜0.05），而8、10、14日龄空肠黏膜的MPO活性分别显著或极显著升高了98.28%（P＜0.01）、77.58%（P＜0.01）、41.92%（P＜0.05）。同时，BS感染组8、10、14日龄空肠黏膜的ALP活性较对照感染组分别显著升高了94.29%、101.32%和74.45%（P＜0.05），而8、10、14日龄空肠黏膜的MPO活性则较对照感染组分别极显著降低了49.41%、54.96%、57.54%（P＜0.01）。

上述结果表明，在基础饲粮中添加BS048能够显著提高正常雪山草鸡空肠黏膜的ALP活性，而对空肠黏膜的MPO活性没有影响；而SE感染会显著降低雪山草鸡空肠黏膜ALP活性并提高MPO活性；在基础饲粮中添加BS048则能够显著提高SE感染雪山草鸡空肠黏膜的ALP活性并降低MPO活性。

表4 BS048对SE感染雪山草鸡空肠黏膜ALP和MPO活性的影响Table 4 Effects of BS048 on activities of ALP and MPO in jejunum mucosal of SE-infectedXueshanchickens

续表4

2.4 BS048对SE感染雪山草鸡空肠黏膜抗氧化功能的影响

由表5可知，BS处理对8、10、14日龄空肠黏膜的T-AOC、T-SOD活性、MDA含量和10、14日龄空肠黏膜的 GSH-Px活性有显著影响（P＜0.05），SE感染对 7、10、14日龄空肠黏膜的T-AOC、T-SOD活性、GSH-Px活性、MDA含量有显著影响（P＜0.05），而BS处理和SE感染的交互作用对7、10、14日龄空肠黏膜的T-AOC、T-SOD活性、GSH-Px活性、MDA含量没有显著影响（P＞0.05）。

与对照组相比，BS组10、14日龄空肠黏膜的T-AOC及T-SOD、GSH-Px活性分别显著或极显著提高了37.20%（P＜0.01）、43.00%（P＜0.01）、35.83%（P＜0.05）、72.52%（P＜0.01）、43.81%（P＜0.01）和74.52%（P＜0.01），8、14日龄空肠黏膜的MDA含量分别显著减少了38.28%和40.47%（P＜0.05），10日龄空肠黏膜的MDA含量有减少的趋势（0.05≤P＜0.10）；对照感染组8、10、14日龄空肠黏膜的T-AOC及T-SOD、GSH-Px活性分别显著或极显著降低了48.60%（P＜0.01）、20.55%（P＜0.05）、28.31%（P＜0.05）、28.08%（P＜0.05）、34.07%（P＜0.05）、33.04%（P＜0.05）、48.96%（P＜0.05）、35.79%（P＜0.01）和36.00%（P＜0.05），8、10、14日龄空肠黏膜的MDA含量分别显著或极显著增加了33.95%（P＜0.05）、88.02%（P＜0.01）和33.63%（P＜0.05）；BS感染组14日龄空肠黏膜的T-SOD活性显著提高了35.68%（P＜0.05）。同时，BS感染组8、10、14日龄空肠黏膜的T-AOC及T-SOD、GSH-Px活性较对照感染组分别显著或极显著提高了 62.91%（P＜0.01）、22.63%（P＜0.05）、51.09%（P＜0.05）、32.56%（P＜0.05）、64.60%（P＜0.01）、102.63%（P＜0.01）、81.96%（P＜0.05）、49.68%（P＜0.05）和 85.33%（P＜0.01），而8、10、14日龄空肠黏膜的MDA含量较对照感染组分别显著或极显著减少了28.88%（P＜0.05）、38.64%（P＜0.01）和27.73%（P＜0.05）。

上述结果表明，在基础饲粮中添加BS048能够显著增强正常雪山草鸡的小肠抗氧化功能；而SE感染会显著削弱小肠抗氧化功能；在基础饲粮中添加BS048则能够显著提高SE感染雪山草鸡的小肠抗氧化功能。

3 讨 论

本试验中，雪山草鸡在SE连续口服攻毒3d后，其盲肠黏膜、肝脏和肾脏中均存在大量SE，且盲肠黏膜SE载菌量远高于肝脏和肾脏，说明SE首先入侵并感染盲肠黏膜，随后继续感染肝脏和肾脏。该试验结果也证明了雪山草鸡SE攻毒模型的成功建立，可用于后续研究。同时，组织SE载菌量试验还发现，在基础饲粮中添加BS048能够显著降低SE对雪山草鸡盲肠黏膜、肝脏和肾脏的感染程度，表明BS048在雪山草鸡感染SE的过程中发挥了较好的保护作用。该结论可与王爱萍等［4］和向贵友等［5］的研究结果相验证。

血清IgG和肠道sIgA是机体特异性免疫的重要组成部分，二者分别在体液免疫和肠道黏膜免疫中起关键作用。本试验中，基础饲粮中添加BS048可显著促进雪山草鸡肠道sIgA的分泌，这说明BS048能够增强其肠道黏膜免疫，从而提高其肠道黏膜的抗感染能力；而SE感染导致了雪山草鸡血清免疫球蛋白和肠道sIgA的消耗与产生，这说明SE感染同时启动了其体液免疫和肠道黏膜免疫；基础饲粮中添加BS048则能够显著促进SE感染雪山草鸡的血清免疫球蛋白和肠道sIgA分泌，这说明BS048能够在雪山草鸡感染SE的过程中增强其体液免疫和肠道黏膜免疫，从而增强机体对SE的特异性免疫，提高机体对SE的清除和杀灭能力。该结论与之前组织SE载菌量试验的结果相符。

ALP是一种在动物体内普遍存在的磷酸单脂水解酶，根据其表达的组织部位可分为4种同工酶，即肠ALP、胎盘ALP、生殖细胞ALP和组织非特异性ALP（包括肝脏、骨骼、肾脏 ALP）［6］。其中，肠ALP在肠黏膜屏障的维护中发挥着重要作用，包括调节十二指肠表面pH、解除脂多糖（LPS）和游离核苷酸的毒性、抑制肠道炎症反应、调节肠道菌群等［7］。MPO存在于髓系细胞（主要是中性粒细胞和单核细胞）的嗜苯胺蓝颗粒中，是髓系细胞的特异性标志。作为中性粒细胞的功能标志和激活标志，MPO的活性可用于衡量组织的中性粒细胞浸润情况。本试验中，在基础饲粮中添加BS048能够显著增加正常雪山草鸡空肠黏膜的ALP活性，而对 MPO活性没有影响，这说明BS048不仅不会导致小肠黏膜的损伤和局部炎症，还能够增强小肠黏膜屏障；而SE感染会显著降低雪山草鸡空肠黏膜ALP活性并提高MPO活性，这说明SE不仅入侵了其小肠黏膜屏障，损伤小肠黏膜，而且引起其小肠黏膜的局部炎症，导致中性粒细胞浸润；在基础饲粮中添加BS048则能够显著提高SE感染雪山草鸡空肠黏膜的ALP活性并降低MPO活性，这说明BS048能够在雪山草鸡感染SE的过程中对其小肠黏膜起到一定的保护作用，降低了其小肠黏膜的损伤和炎症程度。本研究中，BS048对SE感染雪山草鸡小肠MPO活性的影响，与Li等［8］的研究结果类似。

动物机体内存在着完善的抗氧化系统，防止自由基的过度累积，避免机体遭受氧化损伤。本试验中，在基础饲粮中添加BS048能够显著增强正常雪山草鸡的小肠抗氧化功能，这与李卫芬等［9］的研究结果相近。当病原微生物（细菌、病毒等）入侵机体时，动物机体处于应激状态，其产生大量的活性氧（ROS）和活性氮（RNS）等自由基和炎症因子，用于杀灭病原微生物。但该抗感染机制的副作用为组织的氧化和炎症损伤，从而影响其正常生理功能（如新陈代谢、免疫、抗氧化等）。宫秀燕等［10］发现，SE感染可降低肉鸡抗氧化功能，而饲粮添加凝结芽孢杆菌能够通过提高肉鸡的抗氧化能力而缓解因SE感染所造成的氧化应激。这与本研究结果一致。

4 结 论

BS048能够增强雪山草鸡的抗SE感染能力，包括：

① 增强机体的体液免疫和肠道黏膜免疫，促进SE的清除和杀灭；

②增强肠道黏膜屏障，降低SE感染引起的损伤和炎症；

③ 增强肠道抗氧化功能，缓解因细菌感染引起的氧化应激，保护组织及其正常功能。

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Effects ofBacillus subtilis048 on Anti-Salmonella enteritisInfection Ability ofXueshanChickens

ZHU Peiji1，2XU Xin2QI Yukai2WANG Hongrong1∗
（1.Institute of Animal Science and Technology，Yangzhou Agricultural University，Yangzhou225000，China；2.Lihua Livestock Company of Jiangsu Province，Changzhou213100，China）

The aim of this study was conducted to investigate the effects of Bacillus subtilis 048（BS048）on the anti-Salmonella enteritis（SE）infection ability ofXueshanchickens.Two hundred and fourty 1-day-old SE-negativeXueshancocks with similar weight of（61.5±0.5）g were randomly divided into four groups with 3 replicates per group and 20 chickens per replicate.Chickens in the control group and control infected group were fed a basal diet，and the others in the BS group and BS infected group were fed the basal diet supplemented with 0.1% （mass fraction）BS048.The experiment lasted for 14 days.The control infected group and BS infected group were infected with 1×108CFU SE per cock each day for 3 days when they were 5-day-old，and to observe the effects of the BS048 on the SE amount in cecal mucosa，liver and kidney，serum immunoglobulin（Ig）and ileal secretory immunoglobulin A（sIgA）contents，and alkaline phosphatase（ALP），myeloperoxidase（MPO），total superoxide dismutase（T-SOD），glutathione peroxidase（GSH-Px）activities and total antioxidant capacity（T-AOC）and malonaldehyde（MDA）content in jejunum mucosa of normal and SE infectedXueshanchickens.The results showed as follows：1）compared with the control group，BS group significantly increased the ileal sIgA content ofXueshanchickens at 8，10 and 14 days of age（P＜0.05），and significantly increased the activity of ALP in jejunum mucosa at 10 and 14 days of age（P＜0.05），and significantly increased the T-AOC and activity of T-SOD and GSH-Px in jejunum mucosa at 10 and 14 days of age（P＜0.01），while significantly decreased the jejunum mucosa MDA content at 10 and 14 days of age（P＜0.05）.2）Compared with the control infected group，BS infected group significantly reduced the SE amount in cecal mucosa，liver and kidney of SE infectedXueshanchickens（P＜0.01），significantly increased the contents of IgA，IgG and IgM in saerum at 10 and 14 days of age and sIgA in ileum at 8，10 and 14 days of age（P＜0.05），significantly increased the jejunum mucosa ALP activity at 8，10 and 14 days of age（P＜0.05），significantly decreased the jejunum mucosa MPO activity at 8，10 and 14 days of age（P＜0.01），significantly increased the T-AOC and activity of T-SOD and GSH-Px in jejunum mucosa at 8，10 and 14 days of age（P＜0.05 orP＜0.01），while significantly decreased the jejunum mucosa MDA content at 8，10 and 14 days of age（P＜0.05 orP＜0.01）.It is concluded that S048 can enhance the anti-SE infection ability ofXueshanchickens.［Chinese Journal of Animal Nutrition，2017，29（2）：479-487］

Bacillus subtilis；Xueshanchickens；Salmonella enteritis；anti-infection

S831

A

1006-267X（2017）02-0479-09

10.3969/j.issn.1006-267x.2017.02.015

（责任编辑 武海龙）

2016-08-25

益生素在黄羽肉鸡养殖中的应用效果项目；Danisco Animal Nutrtion与扬州大学动物科技学院合作项目

朱沛霁（1977—），男，江苏南通人，博士研究生，研究方向为微生态制剂与黄羽肉鸡营养。E-mail：2568758585＠qq.com

∗通信作者：王洪荣，教授，博士生导师，E-mail：hrwang＠yzu.edu.cn

∗Corresponding author，professor，E-mail：hrwang＠yzu.edu.cn