谷 娟 許叢叢 蔡 旋 楊守鳳 祁 亮 徐建雄*
(1.上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院,上海市獸醫(yī)生物技術(shù)重點實驗室,上海200240;2.上海九川生物科技有限公司,上海201404)
規(guī)?;?、集約化養(yǎng)豬業(yè)的迅速發(fā)展,在滿足市場需求的同時,也帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。由飼養(yǎng)環(huán)境、生產(chǎn)技術(shù)(如早期斷奶、轉(zhuǎn)群等)、營養(yǎng)不平衡、免疫和藥物治療等造成的應(yīng)激對養(yǎng)豬生產(chǎn)的影響也越來越大。應(yīng)激會導(dǎo)致豬的生長性能下降,免疫力減弱,產(chǎn)品質(zhì)量下降,嚴(yán)重時引起死亡,給養(yǎng)豬業(yè)造成巨大損失[1]。養(yǎng)豬生產(chǎn)中廣泛使用抗生素、化學(xué)合成藥物和激素類物質(zhì)等作為飼料添加劑來提高豬只的生長性能以及抗病能力,但是由于這些藥物的濫用,通常導(dǎo)致動物體內(nèi)菌群失調(diào)、耐藥菌株的產(chǎn)生、免疫機能下降、發(fā)病或死亡、在動物體內(nèi)的殘留對人體造成危害及環(huán)境污染等,在很大程度上制約了畜牧業(yè)的發(fā)展。尋求一種安全、高效、廉價的飼料添加劑來提高動物生長性能和抗病能力一直是動物營養(yǎng)學(xué)家關(guān)注的熱點。研究表明,一些微生物制劑、中草藥添加劑等均可以提高仔豬生長性能以及免疫功能[2-5]。但是對于多肽類復(fù)合物對動物機體的作用的研究報道還較少,且多集中在植物蛋白水解肽[6-7]以及乳源活性肽[8-9]上。本研究所用的復(fù)合多肽是利用多肽生物固相合成技術(shù)[10]和生物化學(xué)技術(shù)制備而成,含有免疫提高促進肽、細胞組織修復(fù)肽以及抗菌促生長肽3種生物多肽因子。本試驗以21日齡斷奶仔豬為試驗動物,研究飼糧中添加一定水平的復(fù)合多肽對其生長性能、抗氧化能力、基礎(chǔ)代謝水平以及免疫機能的影響,旨在為斷奶仔豬的健康生產(chǎn)提供理論依據(jù)。
復(fù)合多肽由上海九川生物科技有限公司提供,采用多肽固相合成技術(shù)和生物化學(xué)技術(shù)制備而成,含有免疫提高促進肽、細胞組織修復(fù)肽以及抗菌促生長肽3種生物多肽因子。
試驗動物選用21日齡斷奶的“杜×長×大”三元雜交仔豬;基礎(chǔ)飼糧參照NRC(1998)豬的營養(yǎng)需要以及試驗豬場的飼糧配方,配制成全價粉狀料,其組成及營養(yǎng)水平見表1。
將90頭平均體重約為8.5kg的仔豬按體重相近、公母各占1/2的原則隨機分為3組,每組3個重復(fù),每個重復(fù)10頭豬。對照組飼喂基礎(chǔ)飼糧,試驗組分別在基礎(chǔ)飼糧中添加0.5%和1.0%的復(fù)合多肽。
試驗前對豬舍進行消毒,預(yù)試期5d,試驗期30d。試驗豬采用群飼,飼喂干粉料,日喂3次,每次以吃飽略剩料為宜,自由飲水。其他飼養(yǎng)管理措施和免疫接種按豬場的常規(guī)程序進行。
1.4.1 血液采集與血清制備
試驗第30天,分別從各重復(fù)隨機選取2頭試驗豬前腔靜脈采集血樣,一份置于肝素鈉抗凝管中,用于淋巴細胞轉(zhuǎn)化率測定;另一份靜置后,于3 000r/min離心15min制備血清,-70℃保存,用于各項血清理化指標(biāo)的測定。
1.4.2 糞樣的采集
試驗第30天,每重復(fù)隨機選取1頭試驗豬取新鮮糞便,加入甘油于-70℃保存,用于腸道主要菌群數(shù)量分析。
1.5.1 生長性能
以圈為單位,在試驗開始及結(jié)束的早晨分別對試驗豬進行空腹稱重,記錄耗料量,計算豬的平均日增重、平均日采食量和料重比,并在試驗結(jié)束時記錄仔豬死亡頭數(shù),計算成活率。
表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet(air-dry basis) %
1.5.2 血清抗氧化指標(biāo)
血清中丙二醛(MDA)含量、總超氧化物歧化酶(T-SOD)活性、總抗氧化能力(T-AOC)以及一氧化氮(NO)、過氧化氫(H2O2)含量、抑制羥自由基能力(RAHFR)均采用南京建成生物工程研究所生產(chǎn)的試劑盒測定。
1.5.3 血液淋巴細胞轉(zhuǎn)化率和血清免疫指標(biāo)
采用噻唑藍(MTT)法測定外周血淋巴細胞轉(zhuǎn)化率,結(jié)果以吸光度值表示;采用ELISA試劑盒檢測血清白細胞介素-2(IL-2)、白細胞介素-6(IL-6)以及血清免疫球蛋白 A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)和免疫球蛋白 M(IgM)的含量,試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。
1.5.4 血清激素指標(biāo)
采用ELISA試劑盒測定血清中三碘甲狀腺原氨酸(T3)、甲狀腺素(T4)、胰島素(INS)、胃泌素(GAS)和胰島素樣生長因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)含量,試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。
1.5.5 血清生化指標(biāo)
血清總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、尿素氮(UN)含量及堿性磷酸酶(AKP)活性的測定采用南京建成生物工程研究所生產(chǎn)的試劑盒。
1.5.6 腸道主要菌群數(shù)量
以實時熒光定量PCR技術(shù)測定糞樣中總細菌、乳酸桿菌(Lactobacillus)和大腸桿菌(Escherichia coli)數(shù)量的變化。腸道總細菌、乳酸桿菌和大腸桿菌的引物序列設(shè)計參照許叢叢等[11],引物由上海生工生物工程有限公司合成。引物序列及參數(shù)見表2。從各組糞樣中提取細菌基因組總DNA。通過將含有目的DNA片段的瓊脂糖凝膠進行回收、純化分別獲得總細菌、乳酸桿菌和大腸桿菌的標(biāo)準(zhǔn)品,然后將3種細菌的標(biāo)準(zhǔn)品進行實時熒光定量PCR反應(yīng),以不同標(biāo)準(zhǔn)品的拷貝數(shù)的對數(shù)值為橫坐標(biāo),以實時熒光定量PCR反應(yīng)過程中出現(xiàn)熒光信號的初始循環(huán)數(shù)(Ct)為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。同時,將待測樣品進行實時熒光定量PCR反應(yīng)得到樣品的Ct值,并將其和標(biāo)準(zhǔn)曲線進行比較,獲得各樣品中3種細菌數(shù)量。
表2 引物序列及參數(shù)Table 2 Primer sequence and parameters
采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析,并用LSD法進行多重比較,以P<0.05為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn),結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示。
由表3可知,與對照組相比,添加0.5%和1.0%的復(fù)合多肽提高了仔豬平均日增重以及平均日采食量,降低了料重比,但差異均不顯著(P>0.05),平均日增重分別比對照組提高了14.33%和13.15%,料重比分別降低了12.57%和8.57%。
由表4可知,與對照組相比,添加0.5%的復(fù)合多肽可顯著提高血清T-AOC和H2O2含量(P<0.05);添加1.0%的復(fù)合多肽顯著降低血清NO含量(P<0.05);添加0.5%和1.0%的復(fù)合多肽對血清T-SOD活性、MDA含量以及RAHFR均無顯著影響(P>0.05)。
由表5可知,與對照組相比,添加復(fù)合多肽對淋巴細胞轉(zhuǎn)化率無顯著影響(P>0.05)。添加0.5%和1.0%的復(fù)合多肽提高了血清IL-2、IL-6、IgA、IgG和IgM含量,且添加1.0%的復(fù)合多肽顯著提高了血清IL-2含量(P<0.05)。添加0.5%的復(fù)合多肽血清IgG含量較對照組提高了33.12%(P>0.05),添加1.0%的復(fù)合多肽血清IgA和IgM含量分別較對照組提高了16.32%和17.39%(P>0.05)。
weaner piglets
表4 復(fù)合多肽對早期斷奶仔豬血清抗氧化指標(biāo)的影響Table 4 Effects of complex polypeptide on serum antioxidant indices in early-weaner piglets
表5 復(fù)合多肽對早期斷奶仔豬淋巴細胞轉(zhuǎn)化率及血清免疫指標(biāo)的影響Table 5 Effects of complex polypeptide on lymphocyte transformation rate and serum immune indices in early-weaner piglets
由表6可知,與對照組相比,添加0.5%和1.0%的復(fù)合多肽血清中 T3、T4、INS、GAS的含量均有提高,且添加1.0%的復(fù)合多肽血清T4、INS、GAS含量有顯著性提高(P<0.05);添加0.5%和1.0%的復(fù)合多肽血清IGF-Ⅰ含量亦有升高(P>0.05),分別較對照組提高了21.00%和16.50%。
由表7可知,與對照組相比,添加0.5%和1.0%的復(fù)合多肽血清中TP、ALB、UN含量以及AKP活性均沒有顯著性變化(P>0.05)。
表6 復(fù)合多肽對早期斷奶仔豬血清激素指標(biāo)的影響Table 6 Effects of complex polypeptide on serum hormone indices in early-weaner piglets
表7 復(fù)合多肽對早期斷奶仔豬血清生化指標(biāo)的影響Table 7 Effects of complex polypeptide on serum biochemical indices in early-weaner piglets
由表8可知,與對照組相比,添加0.5%和1.0%的復(fù)合多肽總菌數(shù)量都有所增加,但無顯著性差異(P>0.05);而添加0.5%的復(fù)合多肽乳酸桿菌數(shù)量顯著增加(P<0.05),大腸桿菌數(shù)量顯著降低(P<0.05);添加1.0%的復(fù)合多肽大腸桿菌數(shù)量顯著降低(P<0.05)。
表8 復(fù)合多肽對早期斷奶仔豬腸道主要菌群數(shù)量的影響Table 8 Effects of complex polypeptide on the number of intestinal main microbial flora in early-weaner piglets lg(拷貝數(shù)/g)
本試驗所用的復(fù)合多肽含有免疫提高促進肽、細胞組織修復(fù)肽以及抗菌促生長肽等多肽成分。該復(fù)合多肽中的免疫提高促進肽是胸腺分泌蛋白的一種,是一種免疫增強劑,它能夠調(diào)節(jié)機體的免疫狀態(tài),協(xié)調(diào)內(nèi)分泌,提高機體對細菌病毒感染的抵抗力,從而提高動物體的免疫能力,飼料中添加亦能起到促生長的作用[12]。余斌等[13]試驗表明,肉雞1~10日齡期間在基礎(chǔ)飼糧中添加1.328~2.648g/(只·d)的胸腺肽,在42日齡時平均日增重顯著高于對照組,料重比和成活率均優(yōu)于對照組,但差異不顯著??咕膹V泛存在于多種生物體內(nèi),是生物體非特異性免疫功能的重要組成部分,具有抗細菌、真菌、病毒等多種生物學(xué)功能[14-15]。溫劉發(fā)等[16]的研究表明,在基礎(chǔ)飼糧中用抗菌肽替代抗生素的使用可以增加仔豬的平均日增重,降低料重比。而劉莉如等[17]對公雞的試驗也表明,基礎(chǔ)飼糧中添加一定量的抗菌肽可以增加蛋用仔公雞的平均日增重,降低料重比,并且與抗菌肽的添加劑量有一定的關(guān)系。本試驗研究發(fā)現(xiàn),在基礎(chǔ)飼糧中添加不同水平的復(fù)合多肽,均可以在不同程度上提高斷奶仔豬的平均日采食量和平均日增重,降低料重比。雖然差異不顯著,但是平均日增重分別較對照組提高了14.33%和13.15%,料重比分別降低了12.57%和8.57%,增加平均日增重以及降低料重比的效果還是可以肯定的,且添加0.5%的復(fù)合多肽的效果要略優(yōu)于1.0%,這與上述報道中單一多肽的應(yīng)用結(jié)果一致,說明幾種多肽的復(fù)合物共同作用時不會產(chǎn)生拮抗作用,至于是何種成分起主要作用以及如何作用,還需進一步的研究。
自由基過多引起生物體組織損傷、衰老以及由于自由基增加和免疫系統(tǒng)破壞帶來的免疫能力低下是現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)普遍存在的問題。本研究顯示,添加0.5%的復(fù)合多肽血清T-AOC顯著上升,添加1.0%的復(fù)合多肽血清IL-2的含量也有顯著上升。T-AOC反映的是機體的氧化還原平衡狀態(tài)。IL-2主要由活化的CD4+T細胞和CD8+T細胞產(chǎn)生的具有廣泛生物活性的細胞因子,是所有T細胞亞群的生長因子,并可促進活化B細胞增殖,故為調(diào)控免疫應(yīng)答的重要因子。這與一些胸腺肽、抗菌肽的研究結(jié)果類似,Leichtling等[18]的研究表明,胸腺肽可以調(diào)節(jié)IL-2在正常人淋巴細胞中的表達??咕膶C體免疫功能的影響亦有報道[19]。劉莉如等[17]的試驗也表明,飼糧中添加350mg/kg的抗菌肽可以有效地提高蛋用仔公雞的免疫器官指數(shù),并能降低相關(guān)炎癥因子mRNA的相對表達。本試驗結(jié)果表明,仔豬飼糧中添加不同水平的復(fù)合多肽,均可以在不同程度上提高血清中各種免疫球蛋白含量,雖然差異不顯著,但添加0.5%的復(fù)合多肽血清IgG含量較對照組提高了33.12%,添加1.0%的復(fù)合多肽血清IgA和IgM含量分別較對照組提高了16.32%和17.39%,說明該復(fù)合多肽在一定程度上有提高斷奶仔豬體液免疫、細胞免疫功能以及增加抗病能力的趨勢,且1.0%的添加水平提高免疫機能的趨勢更加明顯。這種對免疫功能的改善效果可能是其中某種單一多肽的單獨作用,也可能是幾種多肽的聯(lián)合作用。
甲狀腺激素主要包括T3和T4。甲狀腺激素可通過控制mRNA和蛋白質(zhì)的生物合成而促進動物體生長發(fā)育。INS是機體內(nèi)唯一降低血糖的激素,也是唯一同時促進糖原、脂肪、蛋白質(zhì)合成的激素,而GAS是一種重要的胃腸激素[20],可促進胃腸道的分泌功能,幫助消化吸收,二者均是參與機體基礎(chǔ)代謝的重要激素。余斌等[13]的試驗表明,飼糧中添加一定量的胸腺肽可以提高血漿中T3、T4的含量。本試驗研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加一定水平的復(fù)合多肽可以在不同程度上增加血清中T3、T4、INS、GAS以及IGF-Ⅰ的含量,并且添加1.0%的復(fù)合多肽可以顯著增加血清T4、INS、GAS的含量。結(jié)果表明,該復(fù)合多肽可以調(diào)節(jié)斷奶仔豬的內(nèi)分泌活動,增加豬只的基礎(chǔ)代謝活動,促進其生長發(fā)育,且1.0%的添加水平效果更加明顯。關(guān)于該復(fù)合多肽促進動物增重可能源于以下2個方面的原因:一是該復(fù)合多肽改善了機體的免疫功能,提高了抗病能力,緩沖了外部入侵的病原微生物造成的免疫功能紊亂,從而使機體能集中更多的營養(yǎng)物質(zhì)用于生長;二是該復(fù)合多肽調(diào)節(jié)機體的內(nèi)分泌功能,促進增重。此外,生長激素、甲狀腺激素和免疫系統(tǒng)之間有一定關(guān)系,這些激素對某些免疫參數(shù)有促進提高作用[21]。已有報道表明,T3、T4可使血液中T淋巴細胞總數(shù)增加[22]。
消化道菌群數(shù)量的變化是斷奶應(yīng)激引起仔豬消化道內(nèi)環(huán)境改變的主要表現(xiàn)。乳酸桿菌為動物腸道中的有益菌群,它維護動物健康和調(diào)節(jié)免疫功能的作用已被廣泛認(rèn)可。而大腸桿菌為條件致病菌,正常情況下,對機體起一定的有益作用,但大腸桿菌也是內(nèi)毒素的重要來源,一旦機體免疫力下降或處于應(yīng)激等狀態(tài)下,腸黏膜通透性增加,內(nèi)毒素將會進入血液引起炎性反應(yīng)。有研究表明,斷奶后仔豬腸道乳酸桿菌數(shù)量下降,而腸桿菌(特別是大腸桿菌)的比例上升[23-24]。本試驗結(jié)果表明,在飼糧中添加一定水平的復(fù)合多肽不會顯著改變腸道中總細菌的數(shù)量,但是0.5%的添加水平會顯著增加乳酸桿菌的數(shù)量,降低大腸桿菌的數(shù)量,這與已有報道[23-24]一致。上述結(jié)果表明該復(fù)合多肽可以促進腸道有益菌群增殖,同時抑制有害菌群的增殖,調(diào)節(jié)腸道菌群的平衡,從而提高仔豬腸道健康。
① 飼糧中添加0.5%和1.0%的復(fù)合多肽均可以提高斷奶仔豬生長性能。
② 飼糧中添加0.5%和1.0%的復(fù)合多肽均可以在一定程度上提高抗氧化能力,提高各項免疫指標(biāo),進而改善斷奶仔豬免疫功能,增加抗病能力;同時也能提高血清中 T3、T4、INS、GAS以及IGF-Ⅰ的含量,增加豬只的基礎(chǔ)代謝活動,促進其生長發(fā)育;并能增加腸道乳酸桿菌而減少大腸桿菌的數(shù)量,維持腸道菌群平衡。
③ 在提高生長性能、改善腸道健康以及提高抗氧化水平上0.5%的添加水平優(yōu)于1.0%,而1.0%的添加水平對于免疫功能和基礎(chǔ)代謝水平的增加效果要優(yōu)于0.5%。
[1] 汪莉,蘇軍.應(yīng)激與現(xiàn)代養(yǎng)豬生產(chǎn)[J].家畜生態(tài),2000,2(14):27-32.
[2] 劉影,朱文濤,張博,等.微生態(tài)制劑替代抗生素對生長肥育豬生長性能的影響[J].飼料工業(yè),2010,31(14):30-33.
[3] 魏華光,穆小梅,黃漢軍.八菌寶微生態(tài)制劑對仔豬免疫功能試驗研究[J].畜牧獸醫(yī)雜志,2003,22(5):6-7.
[5] 陳小波,田允波,葛長榮,等.中草藥添加劑對生長肥育豬免疫功能的影響研究[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2002,17(2):176-179.
[6] YIMIT D,HOXUR P,AMAT N,et al.Effects of soybean peptide on immune function,brain function,and neurochemistry in healthy volunteers[J].Nutrition,2011,28(2):154-159.
[7] 國明明,華欲飛.大豆肽免疫調(diào)節(jié)作用的研究[J].食品科技,2007(7):242-244.
[8] CLARE D A,SWAISGOOD H E.Biocative milk peptides:aprospectus[J].Journal of Dairy Science,2000,83(6):1187-1195.
[9] 張源淑,鄧艷,宋曉丹,等.酪啡肽及其酪蛋白水解肽對早期斷奶仔豬分泌型免疫球蛋白A和細胞因子水平的影響[J].動物營養(yǎng)學(xué)報,2008,20(2):196-199.
[10] 王瑩,李文麗,馬忠明.多肽的固相合成方法研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,34(22):5768-5770.
[11] 許叢叢,陳小連,朱麗慧,等.復(fù)合抗氧化劑對早期斷奶仔豬腸道主要菌群的影響[J].飼料研究,2012(4):4-8.
[12] 王淑彩,許梓榮.免疫促進胸腺肽的研究緊張[J].畜牧與獸醫(yī),2002,34(10):39-41.
[13] 余斌,傅偉龍.飼糧添加胸腺肽對肉雞增重、免疫及內(nèi)分泌的影響[J].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,1997,18:6-11.
[14] 單安山,馬得瑩,馮興軍,等.抗菌肽的功能、研發(fā)與應(yīng)用[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,45(11):2249-2259.
[15] ALEXANDRA K M,WILLIAM J G,ROBERT E W.Antibacterial peptides for therapeutic use:obstacles and realistic outlook[J].Current Opinion in Pharmacology,2006,6(5):468-472.
[16] 溫劉發(fā),張常明.抗菌肽代替抗生素在斷奶仔豬飼糧中的應(yīng)用效果[J].中國飼料,2001(18):13-14.
[17] 劉莉如,楊開倫,滑靜,等.抗菌肽對蛋用仔公雞生長性能、免疫指標(biāo)及空腸組織相關(guān)細胞因子基因mRNA表達的影響[J].動物營養(yǎng)學(xué)報,2012,24(7):1345-1351.
[18] LEICHTLING K D,SERRATE S A,SZTEIN M B.Thymosin alpha1modulates the expression of high affinity interleukin-2receptors on normal human lymphocytes[J].International Journal of Immunopharmacology,1990,12(1):19-29.
[19] BOMAN H G.Peptide antibiotics and their role in innate immunity[J].Annual Review of Immunology,1995,13:61-92.
[20] LANGERHOLC T,MARAGKOUDAKIS P A,WOLLGAST J,et al.Novel and established intestinal cell line models-an indispensable tool in food science and nutrition[J].Trends in Food Science and Technology,2011,22:S11-S20.
[21] SCOTT T,ZIJPP A,GLICK B.Effect of thiouracil-induced hypothyroidism on the humoral immunity of new Hampshire chickens[J].Poultry Science,1985,64:2211-2217.
[22] HADDAD E E,MASHALY M M.Effect of thyrotropin-releasing hormone,triiodothyronine,and chicken production hormone on plasma concentration of lymphoid organs and leukocyte the population in immature male chickens[J].Poultry Science,1990,69(7):1094-1102.
[23] CANH T T,SUTTON A L,AARNINK A J,et al.Dietary carbohydrates alter the fecal composition and pH and the ammonia emission from slurry of growing pigs[J].Journal of Animal Science,1998,76(7):1887-1895.
[24] MATHEW A G,SUTTON A L,SCHEIDT A B,et al.Effect of galactan on selected microbial populations in the ileum of the weaning pig[J].Journal of Animal Science,1993,71(6):1503-1509.