《Poultry Science》:Wheat levels have minor effects on the progression of coccidiosis in turkey poults
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为解决艾美耳球虫(Eimeria)感染引起的火鸡肠道损伤和生产力下降问题,研究人员探讨了日粮中添加不同水平小麦对球虫感染火鸡生长性能、肠道形态、肠道通透性、炎症因子表达及盲肠菌群的影响。结果表明,在感染前,15%小麦添加改善了体重和FCR。尽管小麦添加对球虫感染进程影响有限,但改变了肠道菌群(如增加了Bacteroidota/Bacteroidaceae丰度),并减轻了部分肠道损伤。这为在非抗生素饲养模式下,利用日粮配方辅助管理球虫病提供了营养策略参考。
在火鸡养殖业中,一种名为球虫病(coccidiosis)的肠道寄生虫病是导致健康受损和生产效率低下的主要“元凶”。这种病由几种艾美耳球虫 (Eimeria) 引起,它们入侵并破坏火鸡的肠道黏膜,不仅导致营养物质吸收障碍、生长迟缓,还可能引发继发性感染,给养殖户带来严重的经济损失。传统的控制手段依赖于抗球虫药物和疫苗接种,但随着“无抗”养殖(无抗生素饲养)趋势的兴起,药物使用受到限制,而疫苗的保护效果有时又不稳定。因此,寻找能够辅助管理球虫病的营养策略,成为研究者和养殖业者共同关注的焦点。
在众多饲料原料中,小麦作为重要的能量来源被广泛应用于家禽日粮。它不仅是玉米的有效替代品,还可能通过促进肌胃发育、改变肠道环境等方式影响家禽的健康。然而,关于在球虫感染压力下,日粮中添加不同比例的小麦会对火鸡产生何种影响,科学界的研究还相当有限,且结果不一。有的研究认为,整粒小麦的物理刺激可能有助于破坏球虫卵囊,减轻感染;但也有相反的观点指出,小麦可能会改变消化液分泌,反而加剧了感染的严重程度。为了解开这个谜团,来自佐治亚大学的研究团队开展了一项研究,旨在系统评估日粮中不同小麦添加水平对感染艾美耳球虫的火鸡雏鸡生长性能、肠道特性、炎症反应以及盲肠微生物菌群的具体影响。这项研究的结果发表在《Poultry Science》期刊上。
为了开展这项研究,研究人员采用了几个关键的技术方法。首先,他们设计了动物实验,将240只一日龄雄性火鸡雏鸡随机分为四个处理组,分别饲喂含0%、15%和30%小麦的日粮,并在第16天用两种主要的火鸡艾美耳球虫(E. meleagrimitis 和 E. adenoeides)进行攻毒,设立不攻毒的阴性对照组。其次,在实验期间(第0、12、16、22天)系统监测了体重、采食量和饲料转化率 (FCR) 等生长性能指标。再者,在实验终点(第22天),他们运用了一系列检测技术:通过测量回肠食糜粘度评估消化物理特性,通过血清FITC-葡聚糖 (FITC-d) 浓度测定评估肠道通透性(肠道渗漏),对十二指肠和盲肠进行组织病变评分,并采集不同肠段样本进行组织形态学(如绒毛高度、隐窝深度)分析。最后,他们还利用实时定量PCR (qPCR) 检测了空肠中促炎细胞因子(如il6, il18)和紧密连接蛋白相关基因的表达水平,并通过16S rRNA基因测序分析了盲肠内容物的微生物菌群组成和多样性。
生长性能
研究结果显示,在攻毒前(第0-16天),饲喂含15%和30%小麦日粮的雏鸡,其体重和体重增重 (BWG) 就显著高于不添加小麦的攻毒组 (T1) 和不攻毒组 (NC),其中15%小麦组 (T2) 的表现最佳,饲料转化率 (FCR) 也得到改善。这表明,在感染发生前,适量添加小麦对火鸡雏鸡的早期生长有促进作用。攻毒后(第17-22天),所有感染组的生长性能均受到显著抑制,不攻毒的NC组在各项指标上均保持最优。尽管如此,在感染组内部比较,T2和T3组的最终体重仍显著高于不添加小麦的T1组。这表明,尽管球虫感染造成了普遍性的生长抑制,但攻毒前日粮中含有小麦(特别是15%)的雏鸡,在感染后仍表现出一定的生长优势。
食糜粘度、肠道通透性和骨骼特性
研究人员发现,回肠食糜的粘度随着日粮小麦添加水平的升高而呈线性增加,30%小麦组 (T3) 的粘度最高。肠道通透性(通过血清FITC-d浓度反映)在感染后显著升高,表明肠道屏障功能受损。然而,与不添加小麦的攻毒组 (T1) 相比,添加了小麦的T2和T3组,其肠道通透性显著降低,其中T2组的效果最为明显。这表明小麦的添加,特别是15%的水平,可能有助于在感染期间减轻肠道渗漏。骨骼方面,矿物沉积率 (MAR)、骨矿物质密度 (BMD) 和骨矿物质含量 (BMC) 在各处理组间没有显著差异,说明小麦水平和本次球虫感染对雏鸡的骨骼发育未产生明显影响。
艾美耳球虫病变评分和卵囊排出
在肠道病变方面,不同处理组的十二指肠病变评分没有显著差异。然而,在盲肠部位,饲喂30%小麦的T3组,其病变评分显著低于不添加小麦的T1组,T2组处于中间水平。这表明较高的日粮小麦水平(30%)可能有助于减轻盲肠的寄生虫损伤。另一方面,两种艾美耳球虫的卵囊排出量在各感染组之间没有显著差异,说明日粮小麦水平并未影响寄生虫在宿主体内的繁殖和排出。
肠道组织学
组织学分析详细描绘了肠道结构的变化。球虫感染对十二指肠和空肠造成了严重损伤:与NC组相比,所有感染组的绒毛高度 (VH) 显著降低,隐窝深度 (CD) 显著加深,导致绒毛高度与隐窝深度比值 (VH:CD) 大幅下降,这是肠道功能受损的典型标志。有趣的是,在回肠部位,情况有所不同:感染组中饲喂小麦的T2和T3组,其回肠绒毛高度甚至显著高于不攻毒的NC组,VH:CD比值也更高。这提示小麦的添加可能特异性地改善了回肠的黏膜结构,这或许是T2组肠道通透性改善的结构基础。
mRNA相对丰度
基因表达分析显示,球虫感染显著上调了空肠组织中促炎细胞因子il18、il-1rn (白介素1受体拮抗剂) 和il6的表达,反映了感染引发的强烈炎症反应。紧密连接蛋白基因cldn1 (claudin-1) 的表达在感染组中也普遍上调,这可能是宿主应对感染、试图修复肠道屏障的一种代偿性反应。然而,日粮小麦水平对这些炎症和屏障相关基因的表达模式没有产生一致的、显著的改变趋势,说明感染本身是驱动这些基因变化的主要因素。
微生物菌群变化
对盲肠菌群的分析揭示了深刻的影响。首先,α多样性(包括Chao1丰富度指数、Faith’s系统发育多样性和Shannon指数)在所有感染组中均显著低于不感染的NC组,表明球虫感染大幅降低了盲肠微生物的物种丰富度和均匀度。在菌群组成上,感染引起了显著变化。在门(phylum)水平,占主导的两个菌门——Bacillota (原名厚壁菌门 Firmicutes) 和 Bacteroidota (原名拟杆菌门 Bacteroidetes) 的相对丰度因处理和感染状态而改变。与NC组相比,感染组的Bacillota丰度降低,而Bacteroidota丰度升高,且这种变化在30%小麦组 (T3) 中最为显著。在科(family)水平,Bacteroidaceae (拟杆菌科) 的丰度也随着小麦添加水平的增加而升高。这些变化表明,日粮小麦和球虫感染共同塑造了盲肠的微生物环境,更高的纤维(来自小麦)可能促进了以Bacteroidota/Bacteroidaceae为代表的可发酵纤维降解菌群的生长。
综合以上结果,研究人员在讨论和结论部分指出,本研究表明,在火鸡雏鸡日粮中适度添加小麦(特别是15%),可以在感染艾美耳球虫之前有效改善其生长性能和饲料效率,这为早期的营养管理提供了依据。然而,在球虫感染发生后,虽然观察到一些与小麦添加相关的积极变化,如较低的盲肠病变评分、改善的回肠黏膜结构、减轻的肠道渗漏以及改变的盲肠菌群(Bacteroidota增加),但这些差异需要谨慎解读。由于日粮处理在攻毒前就已开始,并且许多终点指标(如组织学、基因表达、菌群)仅在实验结束(第22天)时评估,因此很难严格区分这些效应是源于小麦对球虫感染反应的特异性调节,还是感染前已存在的生理状态差异与感染共同作用的结果。总体而言,研究发现,大多数测量到的反应(如炎症基因上调、肠道形态损伤、菌群多样性下降)与球虫感染本身有更强的关联,而梯度的小麦添加对球虫病的整体进程仅有有限的影响。这项研究的意义在于,它系统地评估了一种常见饲料原料在球虫病背景下的应用效果,提示在“无抗”养殖模式下,通过优化日粮配方(如使用适量小麦)可能作为一种辅助策略,在感染前夯实雏鸡的生长基础,并可能在感染期间对肠道特定部位(如回肠)的健康和屏障功能产生一定的保护作用,尽管其对抗球虫感染本身的效果可能有限。未来的研究可能需要更精细的设计,以剥离感染前与感染后的效应,并深入探索小麦影响宿主-寄生虫互作的潜在机制。