蘭鯤鵬 ，吳光德 ，王 珺, ，陳 旭，王 蕓，周傳朋，林黑著，馬振華,

1. 上海海洋大學(xué) 水產(chǎn)與生命學(xué)院，上海 201306

2. 中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部水產(chǎn)品加工重點實驗室，廣東 廣州 510300

3. 南方海洋科學(xué)與工程廣東省實驗室 (湛江)，廣東 湛江 524025

4. 中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所熱帶水產(chǎn)研究開發(fā)中心，海南 三亞 572018

魚類養(yǎng)殖在我國漁業(yè)中占有重要地位，其產(chǎn)量約占水產(chǎn)養(yǎng)殖總量的52%[1]。在現(xiàn)代集約化養(yǎng)殖條件下，通常養(yǎng)殖密度很高，導(dǎo)致養(yǎng)殖魚類受到的應(yīng)激脅迫顯著增加，經(jīng)常引發(fā)包括腸炎在內(nèi)的各種消化道疾病，嚴(yán)重降低其成活率和生長速度[2]。魚類腸道內(nèi)微生物數(shù)量高達(dá) 107～108CFU·g—1，并且有著復(fù)雜且動態(tài)變化的群落結(jié)構(gòu)，在營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收、抵抗病原微生物與提高免疫力、保持魚類健康與促進(jìn)生長、存活等方面起著重要作用[3-4]。使用抗生素是調(diào)節(jié)消化道微生物最普遍和有效的方法，但卻存在藥物殘留和產(chǎn)生耐藥菌等問題。益生元(Prebiotic) 一般指低聚糖 (Oligosaccharides) 或多糖(Polysaccharides) 類物質(zhì)，具有不被宿主消化酶所消化，但可作為微生物發(fā)酵的底物，選擇性的促進(jìn)腸道中某些微生物生長或提高其活性，并改善宿主健康的作用[5-6]。益生元是從植物中提取的天然產(chǎn)物，不存在抗生素殘留和耐藥性等問題，具有健康和環(huán)境友好等優(yōu)點。隨著越來越多的抗生素逐漸被禁用，研究和應(yīng)用益生元替代抗生素調(diào)節(jié)腸道微生物成為營養(yǎng)與飼料學(xué)研究的熱點[7-12]。

菊粉 (Inulin) 又稱菊糖，是一種由D-果糖經(jīng)由β(1→2)糖苷鍵連接而成的鏈狀多糖，末端含一個葡萄糖基，平均分子量約為5 500，首次在萵苣(Lactuca sativa) 根部發(fā)現(xiàn)，廣泛存在于菊芋 (Helianthus tuberosus)、洋蔥 (Allium cepa) 和香蕉 (Musa paradisiaca) 等多種植物中[13]。菊粉是目前應(yīng)用最為廣泛的益生元，它可以被腸道中的微生物發(fā)酵產(chǎn)生短鏈脂肪酸等物質(zhì)，有利于腸道中雙歧桿菌等益生菌的增殖，并抑制致病菌的生長，有助于維持魚類腸道微生物的穩(wěn)定和改善腸道健康[14-15]。菊粉是在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域應(yīng)用最早的益生元之一，早在1997年，Wang等[16]將菊粉與幾種多糖注射到草魚 (Ctenopharyngodon idellus) 和羅非魚 (Tilapia aureus) 腹腔內(nèi)進(jìn)行攻毒實驗，觀察菊粉等多糖對魚體免疫力和成活率的影響。研究顯示，在飼料中添加菊粉可以提高大菱鲆 (Psetta maxima)[17]、尖吻鱸 (Lates calcarifer)[18]、鯉 (Cyprinus carpio)[19]、草魚[20]和羅非魚 (Oreochromis niloticus)[21]等的生長性能和免疫指標(biāo)。但也有研究發(fā)現(xiàn)添加不當(dāng)會導(dǎo)致魚類腸道上皮細(xì)胞損傷、生長下降等負(fù)面影響[22]。

卵形鯧鲹 (Trachinotus ovatus) 又名金鯧，在中國、日本、澳大利亞等國家廣泛分布，具有肉質(zhì)鮮美、生長快、飼料利用率高、抗逆性強(qiáng)等優(yōu)點，其商業(yè)價值較高，是我國南方沿海主要養(yǎng)殖品種之一，2020年養(yǎng)殖產(chǎn)量超過10萬噸[1]。該品種適合于深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖，具有廣闊的前景和潛力。在生產(chǎn)中高密度養(yǎng)殖使卵形鯧鲹受到的生理應(yīng)激脅迫增加，導(dǎo)致病害發(fā)生和成活率降低等問題，嚴(yán)重限制了其產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。本研究在卵形鯧鲹幼魚飼料中添加了不同水平的菊粉，測定了其對實驗魚成活率、生長性能、形態(tài)指標(biāo)以及腸道微生物的影響，評估確定其在飼料中的最適添加量，并為菊粉在其他魚類飼料中的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗設(shè)計與飼料配制

以魚粉和豆粕作為蛋白源，以魚油和卵磷脂作為脂肪源，以高筋面粉作為碳水化合物源配制基礎(chǔ)飼料。在基礎(chǔ)飼料中分別添加0 (對照組)、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%和1.5%的菊粉，制成6種實驗飼料。實驗所使用菊粉由比利時Beneo orafti公司提供，純度為99%。實驗飼料配方及營養(yǎng)組成見表1。配制飼料前所有原料經(jīng)過粉碎過60目篩，將所有粉碎好的飼料原料按飼料配方稱量后混合均勻，然后再加入魚油和大豆卵磷脂 (先溶解于魚油中)，手工將油脂微小顆粒搓散，于腰鼓式立式混合機(jī) (牧羊SYTH0.1) 中混合均勻，最后再加入約30%蒸餾水形成硬團(tuán)，于雙螺桿壓條機(jī) [F-26(Ⅱ)，華南理工大學(xué)監(jiān)制] 中將飼料擠壓成直徑2.5 mm的條狀，在空調(diào)房吹干，于-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

表1 6 種實驗飼料配方及營養(yǎng)成分 (干質(zhì)量)Table 1 Formulation and proximate composition of six experimental diets (Dry mass)

1.2 實驗魚與飼養(yǎng)管理

養(yǎng)殖實驗在中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所熱帶水產(chǎn)研究開發(fā)中心實驗基地進(jìn)行。實驗用卵形鯧鲹幼魚為當(dāng)?shù)赜鐝S當(dāng)年人工培育的同一批苗種。實驗前，先將幼魚用商業(yè)飼料暫養(yǎng)2周以適應(yīng)養(yǎng)殖環(huán)境。實驗魚在小型網(wǎng)箱 (長100 cm×寬100 cm×高120 cm) 中養(yǎng)殖。實驗開始前饑餓24 h。用丁香酚 (成都艾科達(dá)化學(xué)試劑有限公司) 麻醉后，挑選大小均勻的健康幼魚[初始體質(zhì)量為 (18.85±0.02) g] 隨機(jī)分配于18個養(yǎng)殖網(wǎng)箱，每個網(wǎng)箱30尾。網(wǎng)箱隨機(jī)分配一種實驗飼料 (每飼料處理組3個重復(fù))。每天早、晚飽食投喂2次 (7:00、17:00)，實驗為期8周。每3周清洗一次網(wǎng)箱上的附著生物。養(yǎng)殖過程中海水水溫保待在29～32 ℃，pH 7.1～7.4，溶解氧質(zhì)量濃度＞5.0 mg·L-1，氨氮(NH3-N) 質(zhì)量濃度＜0.05 mg·L-1，海水鹽度為28.0～31.2。

1.3 樣品采集與化學(xué)分析

養(yǎng)殖實驗結(jié)束時，停止喂食24 h，分別稱量每個網(wǎng)箱魚體總體質(zhì)量，記錄尾數(shù)，計算每個網(wǎng)箱卵形鯧鲹的平均體質(zhì)量。從每個網(wǎng)箱隨機(jī)取6尾魚測量體質(zhì)量與體長，測量完成后解剖其中3尾，采集內(nèi)臟、肝臟、腸道和腸系膜脂肪樣品并稱質(zhì)量，用于微生物高通量測序分析的腸道樣品在液氮中速凍后于-80 ℃保存；其余3尾于-20 ℃保存用于體常規(guī)分析。

魚體和飼料常規(guī)成分分析均采用AOAC (2000)的方法。其中，水分的測定為105 ℃烘干恒重法(24 h)；粗蛋白的測定為凱氏定氮法，采用瑞典Hoganas公司的Foss 2300型自動定氮儀；粗脂肪的測定為索氏抽提法(以石油醚為抽提劑)，采用瑞士Foss TecatorAB公司的Soxtec AVanti 2050型自動分析儀；灰分的測定為箱式電阻爐550 ℃灼燒法，采用日本Yamato Scientific公司的FO610C型馬弗爐灼燒8 h。

卵形鯧鲹的中腸用4%多聚甲醛溶液固定，用不同濃度梯度的乙醇進(jìn)行脫水處理后做石蠟包埋，然后用蘇木精-伊紅(HE)進(jìn)行染色，用Image J圖形軟件測量絨毛高度，統(tǒng)計杯狀細(xì)胞數(shù)目。

1.4 腸道菌群分析

采用CTABLE/SDS法提取卵形鯧鲹腸道微生物DNA，用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA的純度和濃度，取適量的樣品于離心管中，無菌水稀釋至1 ng·μL-1。以稀釋后的基因組DNA為模板，用16S rRNA V4—V5區(qū)[515F (5'-GTGCCAGCMGC CGCGG-3')和907R (5'-CCGTCAATTCMTT TRAGTTT-3')]特異性引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增。擴(kuò)增體系為20 μL，模板添加量為20 ng，擴(kuò)增程序為：98 ℃預(yù)變性2 min，30個循環(huán) (98 ℃變性10 s，55 ℃ 復(fù)性 10 s，72 ℃ 延伸30 s)，72 ℃ 延伸 10 min。將純化后質(zhì)量合格的PCR產(chǎn)物進(jìn)行文庫構(gòu)建(所用試劑盒為 TruSeq?DNA PCR-Free Sample Preparation Kit) 和Qubit和Q-PCR定量檢測，采用PE250測序策略在Illumina Novaseq平臺上進(jìn)行高通量測序。

序列經(jīng)過拼接和過濾得到有效數(shù)據(jù)后用Uparse軟件 (http://drive5.com/uparse/) 進(jìn)行聚類分析，默認(rèn)將一致性97%以上的序列聚類為OTUs(Operational Taxonomic Units)，篩選出現(xiàn)頻率最高OTUs的序列用BLAST方法與Silva132數(shù)據(jù)庫進(jìn)行序列比對，獲得門和屬水平上的物種注釋信息，樣本間物種多樣性通過R軟件構(gòu)建韋恩圖，比較各實驗處理樣品間的Beta-多樣性差異，根據(jù)距離矩陣?yán)L制樣品層次聚類樹圖。采用線性判別分析 (LDA Effect Size) 方法比較各處理組間微生物豐度上的差異。

1.5 數(shù)據(jù)計算與統(tǒng)計分析

實驗魚的成活率 (%)、增重率 (%)、特定生長率 (Specific growth rate, SGR, %·d—1)、飼料系數(shù)(Feed conversion ratio, FCR)、肥滿度 (Condition factor, CF)、臟體比 (Viscerosomatic index, VSI)、肝體比 (Hepatosomatic index, HSI) 及脂體比 (Intraperitoneal fat, IPF) 等指標(biāo)計算公式如下：

式中：Rs為成活率；N0和Nt分別為實驗開始和結(jié)束時網(wǎng)箱中魚的尾數(shù)；RWG為增重率，W0和Wt分別為實驗開始和結(jié)束時的魚體質(zhì)量(g)；t為實驗天數(shù)；Df為攝食干質(zhì)量 (g)；L為魚體長(cm)；mv和ml分別為內(nèi)臟和肝臟的濕質(zhì)量 (g)；mf為腸系膜上脂肪的濕質(zhì)量 (g)。

數(shù)據(jù)采用單因素方差分析 (ANOVA)，當(dāng)處理之間差異顯著時 (P＜0.05)，用Tukey's 檢驗進(jìn)行多重比較分析，所有數(shù)據(jù)在進(jìn)行方差分析前先進(jìn)行方差齊性檢驗。統(tǒng)計分析采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行，結(jié)果均以“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差 ()”表示。

2 結(jié)果

2.1 飼料中添加菊粉對卵形鯧鲹生長性能和形態(tài)學(xué)指標(biāo)的影響

飼料中菊粉添加水平對卵形鯧鲹的成活率、生長性能和形態(tài)學(xué)指標(biāo)均產(chǎn)生了顯著影響 (表2)。結(jié)果顯示，菊粉添加量為1.5%處理組的成活率最高，顯著高于其他各組 (P＜0.05)，而其他處理組之間差異不顯著 (P＞0.05)；菊粉添加量為1.5%處理組的特定生長率最高，顯著高于0.6%處理組(P＜0.05)，而其他處理組之間無顯著差異 (P＞0.05)；在飼料中添加不同水平的菊粉未對卵形鯧鲹的飼料系數(shù)、肥滿度和臟體比造成顯著影響 (P＞0.05)。飼料中添加菊粉顯著降低了卵形鯧鲹的肝體比指數(shù)，肝體比隨著菊粉添加量的增加先降低后升高，0.9%處理組出現(xiàn)最小值，而后隨著添加量的增加而升高，0.3%～1.2%各處理組的肝體比顯著低于對照組和1.5%處理組 (P＜0.05)。添加菊粉可以顯著降低卵形鯧鲹的脂體比，1.2%和1.5%處理組的脂體比顯著低于其他處理組 (P＜0.05)。

表2 飼料中添加菊粉對卵形鯧鲹生長和形態(tài)學(xué)指標(biāo)的影響Table 2 Effects of dietary supplemental inulin on growth and morphological indexes of juvenile T. ovatus

2.2 飼料中添加菊粉對卵形鯧鲹腸道組織結(jié)構(gòu)的影響

菊粉添加組的腸絨毛高度大于對照組，0.6%處理組與對照組之間差異顯著 (P＜0.05)，說明在飼料中添加菊粉促進(jìn)了卵形鯧鲹腸絨毛的生長 (圖1-a)。柱狀上皮細(xì)胞之間的杯狀細(xì)胞數(shù)量在0.9%處理組最低，其余各組之間均無顯著差異 (圖1-b)。

圖1 攝食不同菊粉水平飼料的卵形鯧鲹腸絨毛高度和杯狀細(xì)胞數(shù)量注：方柱上不同字母表示差異顯著 (P＜0.05).Fig. 1 Intestinal villus height and goblet cell number of T. ovatus fed with diets containing inulin at various concentrationsNote: Different letters on the bar indicate significant difference (P＜0.05).

2.3 飼料中添加菊粉對卵形鯧鲹腸道菌群的影響

不同水平菊粉飼料對卵形鯧鲹腸道菌群的群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了顯著影響。各處理組腸道菌群的優(yōu)勢種均屬變形菌門 (Proteobacteria)、厚壁菌門 (Firmicutes) 和擬桿菌門 (Bacteroidetes)，但優(yōu)勢種豐度存在差異，變形菌門豐度最高值[(70.2±6.1)%]和最低值[(45.5±8.8)%]分別出現(xiàn)在1.5%和0.6%處理組；擬桿菌門和厚壁菌門豐度在0.6%處理組最高；1.5%處理組的厚壁菌門豐度最低 [(8.4±0.4)%]，對照組的擬桿菌門豐度最低[(6.4±1.7)%] (圖2)。

圖2 攝食不同菊粉水平飼料的卵形鯧鲹腸道菌群門水平的相對豐度Fig. 2 Relative abundance of predominant phylum of gastrointestinal microbiota of T. ovatus fed with diets containing inulin at various concentrations

在屬水平上，無色桿菌屬 (Achromobacter)、短波單胞菌屬 (Brevundimonas)和潘多拉菌屬(Pandoraea)是各處理組腸道菌群的優(yōu)勢種。無色桿菌屬種群豐度最高值[(17.8±6.7)%]出現(xiàn)在1.5%處理組，而0.6%處理組的無色桿菌屬、短波單胞菌屬、潘多拉菌屬、代爾夫特菌屬 (Delftia)、鞘氨醇單胞菌屬 (Sphingomonas)種群豐度均最低 (圖3)。

圖3 攝食不同菊粉水平飼料的卵形鯧鲹腸道菌群屬水平的相對豐度Fig. 3 Relative abundance of predominant genus of gastrointestinal microbiota of T. ovatus fed with diets containing inulin at various concentrations

樣本聚類分析顯示，菊粉添加量0、0.3%、0.6%和1.2%組為第一聚類，而0.9%和1.5%組為第二聚類，說明這兩組卵形鯧鲹的腸道菌群結(jié)構(gòu)相似度較高 (圖4)。

圖4 卵形鯧鲹幼魚腸道菌群水平聚類分析Fig. 4 Cluster analysis of intestinal flora of T. ovatus

3 討論

高密度是現(xiàn)代集約化養(yǎng)殖模式最顯著的特征之一，養(yǎng)殖魚類所受到的應(yīng)激脅迫也相應(yīng)增加，將更多的能量消耗在對抗外界壓力和自身應(yīng)激上，導(dǎo)致成活率和生長速度降低。益生元可提高動物免疫性能、增強(qiáng)機(jī)體抗病力和抗應(yīng)激能力，一定程度上能減少養(yǎng)殖魚類疾病的發(fā)生，可以替代或減少抗生素類藥物的使用，具有廣闊的應(yīng)用前景。

本研究中，攝食添加1.5%菊粉飼料的卵形鯧鲹具有最高的成活率，顯著高于對照組，并且該處理組有最大的終末體質(zhì)量、增重率和特定生長率，表明在飼料中添加菊粉具有提高成活率和促生長的效果。Ibrahem等[23]研究發(fā)現(xiàn)，在羅非魚飼料中添加0.5%的菊粉，明顯提高了魚的成活率、增長率和特定生長率，且顯著提升了溶菌酶活性和攻毒成活率。Tiengtam等[21]在羅非魚的飼料中添加5%的菊粉，顯著增強(qiáng)了血液中的紅血球數(shù)量，以及葡萄糖、白蛋白、蛋白質(zhì)、鎂、鈣和鐵的含量，且顯著增強(qiáng)了溶菌酶活性。Ortiz等[24]在飼料中添加5%或10%的菊粉顯著提高了虹鱒 (Oncorhynchus mykiss) 的增重率，并顯著降低了腸道中有害弧菌的數(shù)量。吳越[25]發(fā)現(xiàn)在飼料中添加1%菊粉能顯著提高卵形鯧鲹白細(xì)胞介素 (IL-11) 在腸道中的表達(dá)量，并顯著降低了卵形鯧鲹在哈氏弧菌 (Vibrio harveyi) 攻毒脅迫下的死亡率。上述結(jié)果說明菊粉可提高養(yǎng)殖魚類的內(nèi)源性免疫和抗應(yīng)激能力，減少病害的發(fā)生，從而改善魚類的健康狀況。這可能是本研究中菊粉添加組成活率和生長速度提高的原因。但值得注意的是，也有研究指出，飼料中添加菊粉并沒有明顯改善大西洋鮭 (Salmo salar)[26]、雜交條紋鱸 (Morone chrysops×M. saxatilis)[27]和暗紋東方鲀 (Takifugu obscures)[28]的生長和存活表現(xiàn)。尤其是Reza等[29]在歐洲鰉 (Huso huso) 幼魚飼料中添加了1%～3%的菊粉，結(jié)果顯示魚的增長率、蛋白質(zhì)效率、能量和蛋白質(zhì)沉積率、飼料轉(zhuǎn)化率等指標(biāo)與菊粉添加量存在負(fù)相關(guān)性。這些結(jié)果可能是添加量、所用飼料的營養(yǎng)成分和養(yǎng)殖環(huán)境不同等因素所致，說明菊粉對魚類的作用可能存在種屬差異性。因此，在飼料中添加菊粉時需要先針對不同種類和養(yǎng)殖模式開展試驗評估。

肥滿度、肝體比等形態(tài)指標(biāo)是反映養(yǎng)殖魚健康和產(chǎn)品品質(zhì)的重要參數(shù)。魚類對糖類的利用能力低于畜禽等陸生動物，對飼料蛋白質(zhì)和脂肪的需求較高，而高蛋白、高脂肪的飼料會造成魚類腹部和肝臟脂肪沉積增加，導(dǎo)致肝臟腫大，表征健康的肥滿度、肝體比、脂體比等指標(biāo)升高。本研究發(fā)現(xiàn)，在飼料中添加菊粉降低了卵形鯧鲹幼魚的臟體比、肝體比、脂體比和肥滿度，其中菊粉添加組和對照組之間的肝體比和脂體比差異達(dá)到顯著水平。本研究中形態(tài)指標(biāo)的改善也可能是攝食添加菊粉飼料的卵形鯧鲹具有更高成活率和生長速度的原因。李會峰[30]研究指出在凡納濱對蝦 (Litopenaeus vannamei) 的飼料中添加0.1%、0.2%和0.4%的菊粉顯著降低了對蝦的肝體比，與本研究結(jié)果一致。菊粉降低了脂肪在肝臟和其他內(nèi)臟中的沉積，可能是通過其降血脂作用實現(xiàn)的[31]。這些發(fā)現(xiàn)具有重要意義，因為肝臟疾病是包括卵形鯧鲹在內(nèi)的養(yǎng)殖魚類最常見的疾病，脂肪沉積增加導(dǎo)致的脂肪肝是肝臟病變的重要原因，目前尚無有效的解決方法。因此，這一研究結(jié)果對于養(yǎng)殖過程中改善魚類健康和提高成活率具有重要啟發(fā)意義。

腸道是動物消化吸收食物的主要器官，包括菊粉在內(nèi)的多糖類物質(zhì)可以通過兩方面對腸道產(chǎn)生影響：1)通過影響腸道蠕動神經(jīng)遞質(zhì)的水平，特別是興奮神經(jīng)遞質(zhì) (Substance P)和胃蠕動素(Motilin)，以及抑制性神經(jīng)遞質(zhì) (Vasoactive intestinal peptide) 和鈣素基因相關(guān)肽 (Calcitonin gene related peptide)，Yu等[32]研究發(fā)現(xiàn)在飼料中添加0.5%的菊粉可以提高豬的興奮神經(jīng)遞質(zhì)和胃蠕動素水平，降低抑制性神經(jīng)遞質(zhì)和鈣素基因相關(guān)肽的水平，從而促進(jìn)腸道蠕動，提高腸道的代謝速度；2)通過改變腸道形態(tài)如腸道絨毛的長度，從而增加營養(yǎng)物質(zhì)的接觸面積和腸道的吸收能力[33-34]。本研究中攝食添加菊粉飼料的卵形鯧鲹幼魚的腸絨毛高度大于對照組。對羅非魚的研究發(fā)現(xiàn)在飼料中添加菊粉能顯著增加腸絨毛高度和杯狀細(xì)胞數(shù)量[21]，對雞等禽類的研究也有類似結(jié)果[35-36]，但在金頭鯛的飼料中添加1%的菊粉，并未發(fā)現(xiàn)腸絨毛面積有明顯增加[37]，更有研究指出在紅點鮭 (Salvelinus alpinus)的飼料中添加高劑量 (15%) 的菊粉，對腸道的形態(tài)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了負(fù)面影響[22]。說明菊粉對腸絨毛等腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響與魚的種類以及添加量有關(guān)，在應(yīng)用前必須嚴(yán)格評估其適宜的添加量。

腸道菌群中厭氧菌、兼性厭氧菌和好氧菌等所組成的動態(tài)內(nèi)環(huán)境平衡，以及有益菌和有害致病菌的種類和數(shù)量比例影響著魚類腸道健康、對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、內(nèi)分泌調(diào)節(jié)等生理機(jī)制[38-41]。養(yǎng)殖水環(huán)境和食物是魚類腸道菌群結(jié)構(gòu)形成和改變的兩個關(guān)鍵因素[42]。菊粉通過為有益菌提供發(fā)酵反應(yīng)的底物而影響不同微生物的豐度，是其對腸道菌群功能發(fā)生影響的可能途徑[43-46]。微生物群落結(jié)構(gòu)主要取決于優(yōu)勢種及其豐度的變化。本研究顯示，變形菌門、厚壁菌門和擬桿菌門是卵形鯧鲹腸道菌群的優(yōu)勢種，這與Xun等[47]的研究結(jié)果一致。有研究指出變形菌門種群豐度的增加會導(dǎo)致腸道菌群結(jié)構(gòu)失調(diào)和腸道免疫力下降[48-49]。厚壁菌門主要作用于合成短鏈脂肪酸 (SCFAs) 以及糖脂代謝，但厚壁菌門豐度的提高可能會增加魚類肝臟脂肪積累[28,50]。Pu等[51]在豬的飼料中添加了19.1%的膳食纖維，發(fā)現(xiàn)可以顯著增加微生物的多樣性，同時促進(jìn)短鏈脂肪酸的代謝。本研究中1.5%菊粉組的卵形鯧鲹腸道中變形菌門豐度最高，0.6%組的擬桿菌門和厚壁菌門豐度最高，而1.5%組的厚壁菌門豐度最低，對照組擬桿菌門豐度最低。擬桿菌門是參與多糖、膽固醇代謝和碳水化合物發(fā)酵的重要菌群[52]。單從這個角度看，0.6%組的腸道菌群組成優(yōu)于對照組和1.5%組，1.5%添加量可能超過了卵形鯧鲹幼魚的最適水平。

特定種類的微生物如擬桿菌能通過降解腸道上皮的黏蛋白為自己和宿主提供能量[50]，但黏蛋白降解過度會破壞腸道黏液層，增加宿主被致病菌感染的風(fēng)險，而菊粉可以替代黏蛋白而被微生物降解，從而維持黏液層生理結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定[53]。在屬水平上，無色桿菌屬、短波單胞菌屬和潘多拉菌屬是優(yōu)勢菌屬。無色桿菌屬中的木糖氧化無色桿菌 (A. xylosoxidans) 會導(dǎo)致囊腫性纖維化而損害腸道健康[54]。短波單胞菌具有嚴(yán)重的侵入性和感染性，會對宿主的腸道產(chǎn)生一系列有害影響[55]。潘多拉菌屬對于大多數(shù)Beta-內(nèi)酰胺類和氨基糖苷類藥物具有抵抗性，嚴(yán)重感染會引起敗血癥[56]。研究表明飼料中添加0.5%的菊粉能顯著降低刺參 (Apostichopus japonicas) 腸道中致病菌的種群豐度[57]。本研究中，無色桿菌屬的種群豐度在0.6%菊粉組最低，在1.5%組最高。短波單胞菌屬、潘多拉均屬、代爾夫特菌屬、鞘氨醇單胞菌屬均為條件致病菌，其豐度在0.6%菊粉組最低，說明飼料中添加適宜水平的菊粉能抑制卵形鯧鲹腸道中的致病菌數(shù)量。這可能是因為菊粉能與病原菌表面的外源凝集素發(fā)生特異性結(jié)合，從而阻止病原菌在腸道上的黏附和侵染[57]。Wang等[58]研究發(fā)現(xiàn)給奶牛每天飼喂300 g菊粉不僅能顯著抑制其腸道致病菌的增殖，增強(qiáng)抗炎反應(yīng)，還可提升其腸道中益生菌的豐度及半乳糖和丙酮酸的代謝水平。與對照組相比，菊粉添加使腸道中的無色桿菌屬和普雷沃氏菌屬 (Prevotella) 等有益菌的數(shù)量增加。普雷沃氏菌具有蛋白降解和發(fā)酵利用復(fù)雜多糖所必需的酶和基因簇，有助于飼料中蛋白質(zhì)和碳水化合物的分解。但需要注意的是，腸道菌群受到多種因素的復(fù)雜影響，食物中的營養(yǎng)物質(zhì)僅是眾多因素之一，從菊粉添加量對應(yīng)分析腸道菌群組成的變化需要非常謹(jǐn)慎，且不同菌之間也存在著相互作用，即使是有益菌，當(dāng)其數(shù)量過高時，也會對宿主產(chǎn)生負(fù)面影響。揭示食物對腸道菌群結(jié)構(gòu)及其功能的影響及潛在機(jī)制，需要開展更多的相關(guān)研究，從多個角度綜合分析才能獲得更深刻和全面的認(rèn)知。

4 小結(jié)

本研究顯示，在飼料中添加菊粉對卵形鯧鲹腸道菌群的優(yōu)勢種及其豐度等有明顯影響，降低了臟體比、肝體比和脂體比等指標(biāo)，說明魚的健康狀況得到改善，添加1.5%菊粉組有最高的成活率、終末體質(zhì)量和生長速度，說明在卵形鯧鲹幼魚的飼料中添加1.5%的菊粉可以提高其養(yǎng)殖成活率和生長性能，但菊粉對腸道菌群的影響及其作用機(jī)制還需進(jìn)一步研究。