近年来,我国肉鸡的规模化养殖水平不断提升,产量持续提高[1-2]。但在肉鸡的集约化生产中,鸡坏死性肠炎和鸡球虫病等疾病高发,给肉鸡养殖带来了巨大的经济损失[3]。使用抗生素能够促进家禽生长,保护禽类免受致病性微生物的侵害[4],但抗生素存在药物残留和耐药性等问题,会严重影响人类与动物的健康[5]。《农业农村部公告第194号》指出,2020年7月1日起,除中草药外,饲料中禁止使用其他促生长类药物饲料添加剂[6]。因此,开发抗生素替代产品是肉鸡养殖发展的必然趋势。益生菌是“活的微生物饲料补充剂”,在适当范围内使用会给宿主健康带来益处[7]。益生菌具有调节肠道菌群结构、改善机体健康、促进动物生长等多种益生作用,在畜禽养殖中具有较高的应用价值[8]。地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)是一种具有重要商业价值的细菌,其生长代谢过程能够产生多种细菌素、抗菌肽和消化酶,可用于抑制病原体,改善肠道菌群稳态,提高饲料的营养价值,促进机体消化和吸收[9-11]。研究表明,在饲粮中添加地衣芽孢杆菌能够促进肉鸡生长,抗热应激,预防坏死性肠炎及球虫病[12-13]。地衣芽孢杆菌作为我国饲料添加剂目录中的微生物之一,具有替代抗生素的潜力[14]。本文综述了地衣芽孢杆菌对坏死性肠炎和球虫病的防治作用及其对肉鸡生产性能、免疫功能、抗氧化性能、肠道形态及微生物组成等指标的影响,总结地衣芽孢杆菌的适宜添加量,为其在肉鸡养殖生产中的合理使用及提高生产效率提供参考。1地衣芽孢杆菌的发展地衣芽孢杆菌最早于1986年由吴铁林分离和培养获得,之后被中国科学院微生物学研究所鉴定为地衣芽孢杆菌20386[15],随后地衣芽孢杆菌在欧洲被列入推荐生物制剂清单[10]。我国已将地衣芽孢杆菌列入饲料添加剂品种目录(2013),在动物养殖中应用[14]。《饲料微生物添加剂地衣芽孢杆菌》行业标准T/ZZB 1406—2019也被实行[16]。目前,暂未在地衣芽孢杆菌中发现肠毒素基因,且地衣芽孢杆菌未在人类和动物中造成抗生素耐药性[17]。地衣芽孢杆菌已经在表达平台、生产酶和生物分子、防治疾病、制备畜禽饲料添加剂、食品工业和环境保护等领域得到广泛的应用[10]。2地衣芽孢杆菌的生物学特性地衣芽孢杆菌是一种兼性厌氧型革兰氏阳性细菌,属于杆菌科厚壁菌种,常见于土壤中,在老陈醋、窑泥中也曾被分离[17-18]。地衣芽孢杆菌细胞呈杆状,最适生长温度约为50 ℃,酶分泌的最适温度为37 ℃,最适pH值为5.7~8.3,高温制粒过程致死率小于10%,耐受0.3%胆盐、人工胃液和人工肠液。地衣芽孢杆菌芽孢呈椭圆形或柱状,在肉质培养基上形成扁平、边缘不整齐、表面皱褶的白色菌落[19-20]。芽孢杆菌孢子在恶劣条件下代谢休眠,被动物摄入后在胃肠道的有利环境中生长。地衣芽孢杆菌具有抵抗高酸度和高温度等环境胁迫的特性,已在畜禽生产中广泛应用[12]。3地衣芽孢杆菌在肉鸡养殖中的应用及作用机制3.1地衣芽孢杆菌对肉鸡坏死性肠炎的防治作用鸡坏死性肠炎主要是由产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)感染引起的肠道组织坏死性疾病,是家禽常见的肠道疾病[21-22]。鸡坏死性肠炎会因球虫感染、饮食、真菌毒素、免疫力下降、养殖密度、温度等因素导致[23]。益生菌可通过维持肠道结构和功能完整性、提高肠道抗氧化能力、改善肠道微生物区系平衡、增强宿主免疫力等方面对坏死性肠炎进行干预[21]。地衣芽孢杆菌作为有益微生物通过竞争肠道中的营养物质阻止致病菌在肠道中的定植[24]。微生物群通常可分泌具有杀菌特性的细菌素和抗菌肽进行竞争排斥[25]。地衣芽孢杆菌在生长代谢过程能够产生短杆菌肽、枯草菌素、多黏菌素、制霉菌素和头孢菌素等物质[11],这些代谢产物可通过杀死和抑制致病菌,调节肠道微生物稳态,减少肠道疾病的发生。研究表明,地衣芽孢杆菌对肉鸡坏死性肠炎具有缓解作用(见表1)。由表1可知,饲粮中添加0.05%~1.00%的地衣芽孢杆菌菌液(菌液浓度约为1.0×109 CFU/mL)对坏死性肠炎具有缓解作用。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.05.026.T001表1地衣芽孢杆菌对鸡坏死性肠炎的缓解效应菌种剂量试验对象作用效果文献来源0.1%地衣芽孢杆菌H2全菌液(1.0×109 CFU/mL)1~28日龄科宝500肉鸡减轻鸡坏死性肠炎造成的回肠菌群结构紊乱,恢复回肠菌群平衡XU等[26]0.1%地衣芽孢杆菌H2全菌液(1.0×109 CFU/mL)1~28日龄科宝500肉鸡提高健康鸡的生长性能,减轻坏死性肠炎引起的鸡生长性能下降;减轻鸡坏死性肠炎造成的盲肠菌群结构紊乱,帮助肉鸡恢复盲肠菌群平衡WU等[27]0.1%地衣芽孢杆菌H2全菌液(1.0×109 CFU/mL)1~28日龄肉鸡提高肉鸡饲料转化率,降低氧化应激,调节肝脏脂质代谢相关基因表达ZHOU等[28]0.5 g/kg的地衣芽孢杆菌B26(2×109 CFU/g)1~21日龄AA肉鸡提高肉鸡日采食量,缓解病变,改善十二指肠和空肠结构发育;提高盲肠总短链脂肪酸含量MUSA等[29]3.20×109 CFU/kg地衣芽孢杆菌1~42日龄AA肉鸡改善肉鸡肠道病变程度,调节肠道黏膜免疫反应,减轻坏死性肠炎引起的肠道损伤KAN等[30]0.1%地衣芽孢杆菌H2全菌液(1.0×109 CFU/mL)1~22日龄科宝500肉鸡提高患坏死性肠炎肉鸡的体增重,调节由坏死性肠炎导致的菌群失调周梦佳等[31]0.05%、0.10%、0.20%和0.40%地衣芽孢杆菌H2全菌液(1.0×109 CFU/mL)1~28日龄铁脚麻鸡减少肉鸡外周血白细胞数量,降低肠道中干扰素-γ(IFN-γ)、白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)的表达量;抑制产气荚膜梭菌在肠道中的繁殖刘丽达[32]3.2地衣芽孢杆菌对肉鸡球虫病的防治作用鸡球虫病是由真核单细胞原生动物艾美耳球虫在鸡肠道的不同部位定植而引发的疾病,会引起出血性肠炎、营养不良和死亡[33]。球虫感染主要引起肠道损伤,因此益生菌可通过增强宿主肠道微生物屏障、肠黏膜屏障和免疫屏障的功能来抵抗球虫病带来的损害[33]。研究表明,地衣芽孢杆菌对鸡球虫病也具有积极的防治作用。在混合球虫感染肉鸡的饲粮中添加1.5×105 CFU/g的地衣芽孢杆菌可以改善肉鸡体重,降低肠道病变程度和粪便卵囊总数[13]。CHENG等[34]在被球虫感染的肉鸡饲粮中添加了1 g/kg的地衣芽孢杆菌发酵产物(衍生的抗菌环脂肽),发现与对照组相比,肉鸡的平均日增重、抗球虫指数上升,盲肠食糜中乳酸菌属的丰度增加。YU等[35]在肉鸡饲粮中分别添加1.25、5.00 g/kg地衣芽孢杆菌发酵产物,结果表明,1.25、5.00 g/kg的地衣芽孢杆菌发酵产物均可改善肉鸡盲肠形态,提高肉鸡的存活率;1.25 g/kg地衣芽孢杆菌发酵产物可降低肉鸡盲肠损伤,而添加5.00 g/kg地衣芽孢杆菌发酵产物可降低肉鸡卵囊指数。3.3地衣芽孢杆菌对肉鸡生长性能的影响益生菌通过操纵和修饰肠道微生物群表现出免疫调节特性,从而提高肉鸡的饲料转化率和生产性能[36]。研究表明,地衣芽孢杆菌及其发酵产物具有提高肉鸡生长性能的作用,其添加浓度在1.6×109~3.0×109 CFU/kg范围内[37-39]。地衣芽孢杆菌可以分泌蛋白酶、乳糖酶、脂肪酶和淀粉酶等消化酶,并提高消化酶活性[40-41],其在代谢过程中产生多种维生素改善宿主消化能力,可以产生短链脂肪酸酸化饲料,提高饲料消化吸收率[19]。此外,地衣芽孢杆菌还具有降低和消除饲料中抗营养因子的功能[42]。地衣芽孢杆菌与其他益生菌联合使用也表现出了对肉鸡生长性能的改善效果。YANG等[43]的研究中,地衣芽孢杆菌yb-214、245(2.1×109 CFU/mL)和枯草芽孢杆菌yb-114、246(4.3×109 CFU/mL)联用(2.5 mL/kg)可以提高肉鸡体重和日增重,并降低料重比,其作用水平接近在饲粮中添加4 mg/kg的黄霉素。HE等[44]在肉鸡饲粮中同时添加(300、500 mg/kg)地衣芽孢杆菌(2.5×1010 CFU/g)、枯草芽孢杆菌(5×109 CFU/g)和酿酒酵母(1×109 CFU/g),提高了肉鸡饲料转化率、日增重以及干物质、有机质、总能量和粗蛋白的表观消化率。WANG等[45]研究发现,灌服枯草芽孢杆菌AH-G201和地衣芽孢杆菌AHG202(5×1010 CFU)可以提高肉鸡体重、平均日增重,并降低料重比。综上所述,多种益生菌联用更具替代抗生素的潜力,联用时的剂量在5×109~1.25×1010 CFU/kg之间。地衣芽孢杆菌还可改善受沙门氏菌、产气荚膜梭菌、艾美尔球虫胁迫的肉鸡的生长性能[13,31,46-47],这是因为地衣芽孢杆菌在肠道定植后发挥了对有害菌的抑制作用,调节了肠道菌群,促进肠道发育,从而消除有害菌等带来的负面影响。3.4地衣芽孢杆菌对肉鸡免疫性能的影响地衣芽孢杆菌定植在肠黏膜后迅速繁殖,可在短时间内成为优势菌群[42]。肠道中的地衣芽孢杆菌通过刺激宿主机体产生抗体和提高嗜菌作用,增强机体特异性和非特异性免疫反应,促进巨噬细胞的吞噬活性,使动物免疫力增强[20]。地衣芽孢杆菌对肉鸡免疫性能具有显著改善作用。HAN等[12]发现,在1~42 d的AA肉鸡日粮中添加108、109 CFU/kg的地衣芽孢杆菌卡介苗可以降低其回肠白细胞介素-8(IL-8)和Toll样受体4(TLR-4)的转录丰度。XU等[48]研究发现,地衣芽孢杆菌(1.5×109 CFU/kg)可提高肉鸡血清中免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)、免疫球蛋白Y(IgY)和白细胞介素-10(IL-10)浓度,降低白细胞介素-1β(IL-1β)和白细胞介素-6(IL-6)浓度。金瑶瑶[49]在饲粮中添加200 mg/kg的地衣芽孢杆菌(2×1010 CFU/kg)提高了21 d科宝肉鸡血清中IgA、免疫球蛋白G(IgG)和空肠黏膜中免疫球蛋白A(sIgA)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的含量。秦宋柯等[50]研究发现,在饲粮中添加500 mg/kg地衣芽孢杆菌(1×109 CFU/kg)可以提高黄羽肉鸡血清中IgY含量,降低IL-1β和TNF-α的含量;添加1 000 mg/kg地衣芽孢杆菌(1×109 CFU/kg)可以提高血清中IgA、IgY和IL⁃10的含量,降低IL⁃1β和TNF-α的含量。免疫球蛋白(Ig)是多功能免疫球蛋白,同时也是再次免疫应答的主要抗体。白细胞介素可提高机体免疫功能,但产生过多又可促进炎症反应,造成组织损伤,是应激性损伤的直接介导物,如IL-1和IL-6会促进炎症的发展,白细胞介素-4(IL-4)和IL-10则会抑制炎症的发展[51]。由此可见,地衣芽孢杆菌通过刺激肉鸡免疫系统,从而调节血清或组织中免疫球蛋白和白细胞介素等免疫因子的浓度改善肉鸡免疫功能,在饲粮中添加0.5×109~4.0×109 CFU/kg的地衣芽孢杆菌可以提高肉鸡免疫力。3.5地衣芽孢杆菌对肉鸡抗氧化性能的影响氧化应激能够导致鸡的死亡率增加、繁殖能力下降、生产性能下降等,是目前阻碍我国畜禽养殖业高质量发展的重要因素[52]。氧化应激是机体中自由基和抗氧化物质之间的氧化还原水平不平衡,抗氧化能力相对不足,活性氧积累,生物大分子遭到破坏,进而导致的机体损伤[53]。地衣芽孢杆菌可以提高肉鸡的抗氧化能力。XU等[48]研究发现,地衣芽孢杆菌(1.5×109 CFU/kg)可以显著提高血清中谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性,降低丙二醛(MDA)水平。GONG等[41]研究发现,108 CFU/kg的地衣芽孢杆菌可使雏鸡血清中GSH-Px活性提高,肝脏中CAT和SOD活性提高,使血清和肝脏中MDA水平降低。秦宋柯等[50]在饲粮中添加500、1 000 mg/kg的地衣芽孢杆菌(1×109 CFU/kg),使肉鸡血清T-AOC显著提高,血清中MDA含量显著降低。金瑶瑶[49]研究发现,200 mg/kg地衣芽孢杆菌(2×1010 CFU/kg)可使21 d肉鸡T-AOC显著升高,MDA含量显著降低。SOD、CAT、GSH-Px等是机体中主要的抗氧化酶,MDA含量可反映脂质过氧化程度,间接显示细胞受损伤程度[18]。可见,地衣芽孢杆菌可以通过提高肉鸡抗氧化酶的活性及总抗氧化能力,降低MDA含量来保护肉鸡机体免受损伤。地衣芽孢杆菌增强肉鸡抗氧化能力的具体机制暂不明确,但从益生菌角度分析,其可能是通过螯合金属离子、产生抗氧化酶或代谢物、调节抗氧化相关信号通路和肠道菌群等方式调节肉鸡氧化还原状态[54-55]。综上所述,在用于提高肉鸡抗氧化性能时,饲粮中添加0.1×109 CFU/kg或0.2×109 CFU/kg以上的地衣芽孢杆菌便可发挥作用。3.6地衣芽孢杆菌对肉鸡肠道发育的影响肠道是营养物质消化、吸收的重要器官,小肠绒毛高度、隐窝深度和绒隐比是反映肉鸡对营养物质消化和吸收能力的重要指标[56]。地衣芽孢杆菌同时从促进肠绒毛生长和肠道屏障发育两方面改善肠道状况。ZHAO等[57]研究发现,1 g/kg地衣芽孢杆菌(109 CFU/kg)可以提高Ross308雄肉鸡回肠绒毛长度。CHENG等[58]发现,在饲粮中添加2 g/kg的地衣芽孢杆菌发酵产物(2.5×108 CFU/g),在改善产气荚膜梭菌刺激下肉鸡的十二指肠和空肠绒毛长度方面具有显著效果。SALEH等[59]采用地衣芽孢杆菌DSM 28710(1.6×109 CFU/kg)发酵的饲料喂养肉鸡,发现十二指肠和回肠的绒毛高度显著高于未发酵组。WANG等[60]研究表明,在饲粮中添加1.35×109 CFU/kg地衣芽孢杆菌可以改善肉鸡十二指肠、空肠和回肠的绒毛高度和隐窝深度。闭合蛋白(Claudin)和闭合小环蛋白(ZO)家族蛋白参与肠上皮细胞紧密连接的形成,对维持上皮细胞两侧物质的差异和保持细胞极性起到重要的作用[61]。MUSA等[29]发现,饲粮中添加0.5 g/kg的地衣芽孢杆菌B26(2×109 CFU/g)可以改善产气荚膜梭菌诱导的坏死性肠炎肉鸡十二指肠和回肠中闭合蛋白-1(Claudin-1)和闭合小环蛋白-1(ZO-1)蛋白的mRNA表达量。还有研究表明,在饲粮中添加包含地衣芽孢杆菌在内的混合益生菌可以提高空肠黏膜ZO-1蛋白的mRNA表达量[44,62]。ARIF等[37]发现,饲粮中添加1 g/kg地衣芽孢杆菌DSM17236(3×109 CFU/g)对肉鸡肠道组织形态改善效果优于1 g/kg枯草芽孢杆菌(6.6×109 CFU/g)和4%黄霉素添加组。这是因为地衣芽孢杆菌在代谢过程中可产生丁酸,而丁酸作为肠道上皮细胞的能量物质能够直接促进肠道上皮细胞增殖和分化,增强肠道上皮紧密连接[63]。综上所述,饲粮中添加0.5×109~1.6×109 CFU/kg的地衣芽孢杆菌对肉鸡肠道发育具有促进作用。3.7地衣芽孢杆菌对肉鸡肠道微生物组成的影响肠道不仅是消化器官,也是体内最大的免疫器官,肠道微生物在机体内参与营养物质的吸收与消化,维持肠道内稳态利于机体健康生长,并充当机体内环境稳态的先天性防御屏障[64]。地衣芽孢杆菌在盲肠中对不同微生物均具有调节作用,且均以提高有益菌丰度、降低有害菌丰度为主。CHENG等[34]研究发现,在饲粮中添加1 g/kg的地衣芽孢杆菌发酵产物可以使肉鸡盲肠食糜中乳酸菌属更为丰富,且盲肠食糜中乳酸菌属的丰度与生长性能呈正相关。XU等[48]研究发现,地衣芽孢杆菌(1.5×109 CFU/kg)增加了肉鸡盲肠中产丁酸的另枝菌属(Alistipes)和丁酸菌属(Butyricicoccus)丰度,减少互养菌门(Synergistetes)和伽马变形菌门(Gammaproteobacteria)丰度,调节了肠道微生物群。WANG等[60]研究发现,地衣芽孢杆菌(1.35×109 CFU/kg)可降低盲肠中大肠杆菌的数量。地衣芽孢杆菌的竞争抑制作用以及抗菌物质的分泌使得其对有害菌具有很好的拮抗作用。地衣芽孢杆菌(1.0×106 CFU/g)和其卡介苗(1.0×108和1.0×109 CFU/kg)可以上调乳酸菌等有益微生物在回肠中丰度,降低大肠杆菌等菌属的丰度,缓解回肠微生物群紊乱的现象,促进营养物质的消化吸收、增强肠道屏障,减少肠道炎症的发生[12,26]。由此可见,地衣芽孢杆菌主要通过作为生物拮抗剂调节黏膜免疫活性和上皮屏障功能预防微生物群落紊乱,从而减少入侵微生物和原生微生物群的演替。4展望地衣芽孢杆菌作为一种绿色、安全的益生菌,可改善肉鸡生长性能、免疫功能、抗氧化性能、肠道发育和微生物组成等指标,并对坏死性肠炎及球虫病具有一定防治作用。综合分析,在饲粮中添加0.05%~1.00%的1.0×109 CFU/mL地衣芽孢杆菌菌液可对肉鸡坏死性肠炎起到有效的缓解作用,不同剂量的地衣芽孢杆菌发酵产物对防治球虫病起到不同的作用,而在饲粮中添加1×109~3×109 CFU/kg范围内的地衣芽孢杆菌即可促进肉鸡生长性能、免疫功能、抗氧化性能、肠道发育等指标。但地衣芽孢杆菌在肉鸡生产中的使用仍然存在一些问题:需明确地衣芽孢杆菌最佳的添加方式,如在饲粮中直接添加、在饮水中添加或添加其发酵产物。还需探究地衣芽孢杆菌与其他抗生素替代物(如酸化剂、植物提取物、益生元和酶制剂等)配伍使用的效果,以提高替抗产品的应用范围。目前地衣芽孢杆菌的研究多集中在快大型肉鸡,应该加强其在地方鸡种中的应用研究。随着对地衣芽孢杆菌作用机制研究的不断深入,未来地衣芽孢杆菌在养殖业中的应用前景将更加广阔。
使用Chrome浏览器效果最佳,继续浏览,你可能不会看到最佳的展示效果,
确定继续浏览么?
复制成功,请在其他浏览器进行阅读
复制地址链接在其他浏览器打开
继续浏览