《Poultry Science》：Interactive effects of dietary crude protein reduction and resistant starch inclusion on growth performance and cecal microbial fermentation in broiler chickens
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本研究针对低蛋白日粮影响肉鸡生长性能和盲肠健康的问题，探索了在降低日粮粗蛋白（CP）浓度的同时，补充抗性淀粉（RS）作为可发酵碳水化合物底物的干预策略。研究人员通过2×3因子设计，系统评估了CP水平和RS水平对肉鸡生长性能、盲肠短链脂肪酸（SCFA）和菌群结构的影响。结果表明，RS的添加能够调节肉鸡对低蛋白日粮的生长性能反应，并通过改变盲肠微生物组成和发酵模式发挥作用。这为开发改善肉鸡肠道健康和降低蛋白饲料成本的营养方案提供了新思路。
在肉鸡生产中，高蛋白饲料不仅成本高昂，其未被消化部分流入后肠还会引发蛋白质过度发酵，产生如氨和胺等有害物质，威胁肠道健康。与此同时，传统上被视为“抗营养因子”的膳食纤维，其部分成员——特别是抗性淀粉（RS）——正展现出作为益生元的潜力。它们能够逃逸小肠消化，为后肠微生物提供发酵底物，产生有益的短链脂肪酸（SCFA）。那么，能否将降低日粮粗蛋白（CP）以抑制有害蛋白质发酵，与补充抗性淀粉以促进有益碳水化合物发酵这两个策略结合起来，起到“扬长避短”的效果呢？这正是由June Hyeok Yoon、Jeferson Lourenco和Oluyinka A. Olukosi团队在《Poultry Science》上发表的最新研究所探讨的核心问题。他们的研究揭示，这两者之间并非简单的叠加，而是存在有趣的交互作用，高水平的抗性淀粉（40 g/kg）能够缓冲低蛋白日粮对肉鸡生长性能的部分负面影响，并通过重塑盲肠菌群和发酵代谢产物谱来实现这一效果。
为验证这一假设，研究人员开展了一项系统性的动物实验。他们采用了2×3因子设计，即两个抗性淀粉（以生马铃薯淀粉RPS形式添加）水平（20 g/kg和40 g/kg）与三个CP水平（标准CP、降低15 g/kg CP、降低30 g/kg CP）交叉，共形成六种育成期和育肥期日粮。研究使用了1,056只雄性肉鸡，从第7日龄开始分组饲喂，持续至第35日龄。期间，研究人员系统监测了肉鸡的生长性能（增重、采食量、饲料转化率FCR），并在第21天和第35天采样，分析了消化物pH值、营养物质的回肠表观消化率。最关键的分析集中在盲肠内容物，通过气相色谱测定了包括乙酸盐、丙酸盐、丁酸盐以及异丁酸盐、异戊酸盐等支链脂肪酸（BCFA）在内的SCFA谱；同时，利用16S rRNA基因测序技术解析了盲肠微生物群落结构。此外，研究还检测了与养分转运、紧密连接蛋白以及肝脏蛋白质代谢相关的基因表达。
研究结果在多方面揭示了日粮CP降低与RPS添加之间的复杂相互作用。
生长性能与消化物pH：在整个试验期（第7-35天），RPS水平与日粮CP水平的二次效应对增重和采食量存在显著的交互作用。具体而言，饲喂20 g/kg RPS日粮的肉鸡，其增重和采食量随着CP水平的降低呈线性下降；而饲喂40 g/kg RPS日粮的肉鸡，其生长性能则表现出二次曲线响应，在中等CP水平（降低15 g/kg）时表现最佳。这表明高水平的RPS在一定程度上能够缓解因蛋白质过度降低对生长造成的负面影响。饲料转化率（FCR）则随CP降低呈线性恶化，且不受RPS水平影响。在消化物pH方面，第21天盲肠pH随CP降低而线性升高；第35天，饲喂40 g/kg RPS的肉鸡空肠pH低于饲喂20 g/kg RPS的组，且空肠pH随CP降低呈线性下降。
营养物质消化率：在第21天，随着日粮CP水平的降低，空肠干物质消化率呈二次增加，而空肠和回肠淀粉消化率则线性提高。特别值得注意的是，对于蛋氨酸（Met）的回肠表观消化率，存在RPS水平与CP线性效应的交互作用：在40 g/kg RPS组中，Met消化率随CP降低而线性增加，而在20 g/kg RPS组中则无变化。这表明高剂量RPS可能通过影响肠道生理或菌群活动，改善了低蛋白日粮中特定氨基酸的消化利用率。
基因表达：第21天时，日粮CP降低线性下调了空肠葡萄糖转运蛋白1（GLUT1）以及紧密连接蛋白基因occludin（OCLDN）和claudin 1（CLDN1）的表达。饲喂20 g/kg RPS日粮的肉鸡，其肝脏哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）表达高于40 g/kg组。第35天时，空肠肽转运蛋白1（PEPT1）和b(0,+)-型氨基酸转运蛋白1（B0,+AT）的表达随CP降低线性增加，而紧密连接蛋白基因OCLDN、CLDN1和JAM2的表达同样随CP降低而增加。此外，紧密连接蛋白基因zonula occludens 1（ZO1）的表达存在显著的交互作用：仅在40 g/kg RPS组中，其表达随CP降低而线性增加。
盲肠短链脂肪酸与微生物：这是本研究揭示交互作用的核心。在第35天，乙酸盐、丁酸盐、直链脂肪酸（UBCFA，主要是由碳水化合物发酵产生）和总SCFA的浓度，均显示出RPS水平与CP二次效应的显著交互。其变化趋势与生长性能类似：在20 g/kg RPS组中，这些有益脂肪酸随CP降低而线性下降；而在40 g/kg RPS组中，则在中等CP水平时达到峰值。更重要的是，与蛋白质发酵相关的代谢物——异丁酸盐和总支链脂肪酸（BCFA）——也表现出RPS水平与CP线性效应的交互：在40 g/kg RPS组中，它们随CP降低而线性下降，但在20 g/kg RPS组中无变化。相关性分析进一步证实，直链脂肪酸与增重正相关，与饲料转化率负相关；而支链脂肪酸则与增重和采食量均呈负相关。在微生物层面，无论RPS水平如何，降低日粮CP均显著减少了蛋白质发酵菌（如Bacteroides、Clostridium sensu stricto 1）的丰度，同时富集了纤维发酵菌（如Christensenellaceae R-7 group、Ruminococcus torques group）。这表明降低CP从源头上减少了可供蛋白质发酵的底物，而补充RPS则通过提供替代的碳水化合物底物，进一步引导菌群向碳水化合物发酵方向转变。
综合以上结果，本研究得出了清晰的结论：肉鸡对低蛋白日粮的生长反应受到日粮抗性淀粉（RPS）添加水平的调控。具体来说，当RPS添加量为40 g/kg时，能够在适度降低CP（例如降低15 g/kg）的情况下，帮助维持较好的生长性能；而当RPS添加量为20 g/kg时，则无法抵消CP降低带来的线性负面影响。这种调控作用的背后机制与盲肠微生物群落及其发酵模式的改变密切相关。降低CP减少了流向盲肠的未消化蛋白，从而抑制了有害的蛋白质发酵（表现为BCFA减少）；同时，补充RPS为肠道微生物提供了充足的可发酵碳水化合物底物，促进了有益SCFA（如乙酸盐、丁酸盐）的产生。二者协同，将微生物的代谢活动从蛋白质发酵转向更健康的碳水化合物发酵。
这项研究的重要意义在于，它超越了单独评估低蛋白日粮或功能性纤维添加剂的传统视角，首次系统阐明了二者在肉鸡生产中的交互效应及其微生物学机制。这为设计更精准、更高效的肉鸡低碳氮排放日粮提供了关键的理论依据和实践指导。通过在降低日粮粗蛋白的同时，策略性地搭配特定类型和剂量的可发酵碳水化合物（如抗性淀粉），不仅可以节约昂贵的蛋白质饲料资源、减少氮排放，还能通过优化肠道微生态来维护甚至改善肠道健康与生长性能，实现环境效益与生产效益的双赢。
