《Research in Veterinary Science》：Modulation of intestinal morphology and microbial ecosystem by Bacillus-based biotics and enzyme cocktails in broilers
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申海灿（Hae-Chan Shin）| 库成民（Seong-Min Koo）| 李在赫（Jae-Hyeok Lee）| 吴相贤（Sang-Hyon Oh）| 张在喆（Jae-Cheol Jang）
庆尚国立大学农业与生命科学学院动物科学系，韩国庆尚南道珍珠市珍珠大道501号，邮编
申海灿（Hae-Chan Shin）| 库成民（Seong-Min Koo）| 李在赫（Jae-Hyeok Lee）| 吴相贤（Sang-Hyon Oh）| 张在喆（Jae-Cheol Jang）
庆尚国立大学农业与生命科学学院动物科学系，韩国庆尚南道珍珠市珍珠大道501号，邮编52828
摘要
本研究探讨了基于芽孢杆菌的生物制剂和酶混合物对饲喂标准化日粮的肉鸡生长性能、生理稳态及肠道生态系统的影响。共有105只1日龄雄性肉鸡被分为五组：（1）对照组（CON，基础日粮）；（2）A组（0.05%益生菌）；（3）B组（0.1%合生元，1种菌株）；（4）C组（0.1%合生元，2种菌株）；（5）D组（0.1%酶混合物）。各组之间的体重或日增重无显著差异，但日采食量存在阶段性差异（p < 0.05）。血清生化指标和总胆汁酸浓度保持稳定，表明生理稳态良好。在发酵微环境中，C组回肠丁酸盐浓度高于对照组（p = 0.10）。此外，C组显著提高了十二指肠绒毛高度与隐窝深度的比例（p < 0.05）。使用Jaccard距离和Bray-Curtis相似性分析的β多样性分析显示盲肠微生物群落发生了显著重组（p < 0.05），其中C组和D组的聚类模式最为明显。尽管这些生物制剂和酶混合物改变了肠道形态和微生物β多样性，并对发酵微环境有一定调节作用，但并未转化为整体生长促进效应。
引言
随着抗生素生长促进剂（AGPs）使用的限制，现代家禽产业致力于寻找既能保障动物福利又能提高生产力的饲料添加剂（Kirchhelle, 2018）。在各种替代品中，基于芽孢杆菌的生物制剂和酶混合物因能平衡肠道微生物群并改善养分利用而受到广泛关注（Adeola和Cowieson, 2011）。具体而言，生物制剂通过竞争排斥和产生抗菌化合物发挥作用，而酶混合物主要通过降解非淀粉多糖（NSPs）来降低食糜粘度并提高能量代谢率（Amerah等, 2017）。
这些添加剂的效果与日粮成分密切相关，如复杂碳水化合物和膳食纤维的浓度（Bedford和Cowieson, 2012）。最新研究表明，饲料成分的理化性质可调节下游生物反应（Gasparini等, 2024; Gasparini等, 2025）。对于肉鸡而言，膳食纤维的特性（如发酵性和持水能力）会影响盲肠发酵和微生物添加剂的效果（Jansseune等, 2024; Rybicka等, 2024）。对于基于芽孢杆菌的生物制剂，日粮环境决定了孢子萌发为功能性营养细胞的能力（Latorre等, 2014）；而对于酶混合物，则影响底物的可利用性和消除抗营养因子的效率（Abudabos, 2010; Slominski, 2011）。因此，研究这些添加剂从生理稳态、胃肠道微环境到结构完整性和微生物重组的连锁效应至关重要。
然而，许多研究仅考察了单一类别的添加剂，难以确定它们对生长性能、生理稳态、肠道形态、发酵代谢物和微生物群落结构的效应是否相似或不同。此外，关于基于芽孢杆菌的生物制剂和酶混合物在含有较高水平中性洗涤纤维日粮中的作用机制信息有限。因此，需要更全面的评估以明确这些添加剂是促进整体生长还是主要支持高纤维条件下的肠道适应。
我们假设，在标准化膳食纤维条件下，补充基于芽孢杆菌的生物制剂和酶混合物会显著重组肠道微生物结构并增强肠道黏膜完整性。进一步推测，这些添加剂能在维持生理稳态的同时，调节特定代谢物（如短链脂肪酸SCFAs）的生成。因此，本研究旨在评估各种生物制剂和酶混合物对以下方面的影响：（1）生长性能；（2）血清生化指标和胆汁酸浓度（作为代谢稳态的指标）；（3）砂囊pH值和回肠SCFA谱（用于监测发酵微环境）；（4）小肠组织形态（评估结构完整性）；（5）盲肠微生物群落结构（评估微生物重组）。虽然以往研究分别评估了基于芽孢杆菌的生物制剂或酶的单独效果，但本研究是在高中性洗涤纤维（NDF）（>10%）日粮条件下进行的综合评估。
节选
伦理声明
本研究涉及动物的所有实验方案均获得了庆尚国立大学机构动物护理和使用委员会（IACUC）的批准（GNU-231030-C0206）。实验在韩国庆尚南道珍珠市的庆尚国立大学实验农场进行。
饲料添加剂
本研究中使用的饲料添加剂成分如下：益生菌（PRO）= 枯草芽孢杆菌 1.0 × 108 cfu/g，凝结芽孢杆菌
生长性能
表2展示了基于芽孢杆菌的生物制剂和酶混合物对肉鸡生长性能的影响。整个实验期间未观察到死亡现象。在0–35天期间，各组之间的体重（BW）、日增重（ADG）和饲料转化率（G:F）无显著差异（p > 0.05）。在D组（EC）中，0–14天的平均日采食量（ADFI）显著增加，而在A组（PRO）和D组（EC）中，14–35天的ADFI显著降低（p < 0.05）。
生长性能和生理稳态
本研究发现，基于芽孢杆菌的生物制剂和酶混合物的添加导致ADFI出现阶段性差异，但这并未转化为体重或日增重的显著改善。这表明这些添加剂可能影响了采食模式，但在当前条件下并未显著促进生长。
多项研究表明，约翰逊乳杆菌（Mountzouris等, 2007; Olnood等, 2015）和枯草芽孢杆菌（
结论
总之，基于芽孢杆菌的生物制剂和酶混合物的添加改变了肉鸡的肠道形态和盲肠微生物群落结构，即使在没有整体生长促进效应的情况下也是如此。虽然观察到ADFI的阶段性变化，但这些变化并未转化为整体生长改善。这些发现表明，这些添加剂主要影响肠道水平，而非整体生长反应。
CRediT作者贡献声明
申海灿（Hae-Chan Shin）：撰写——初稿。库成民（Seong-Min Koo）：撰写——审稿与编辑、验证、软件使用、资源准备、方法学设计、数据分析。李在赫（Jae-Hyeok Lee）：资源准备、方法学设计。吴相贤（Sang-Hyon Oh）：验证、软件使用、数据管理。张在喆（Jae-Cheol Jang）：撰写——审稿与编辑、项目监督、研究实施、资金筹集。
资助
本研究得到了韩国政府（MSIT）资助的韩国国家研究基金会（NRF）（项目编号：RS-2023-00214200）的支持。
致谢
作者感谢WOOGENE B&G提供的饲料添加剂。
