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编辑：陈敏/ 主编：张大川、蒋羽鸽/ 学术顾问：寇兴然
【肠道菌群与健康】版主：吴影
中国农业大学动物科学技术学院吕增鹏教授团队：益生菌混合物加速回肠中的黄芩苷代谢，调节肉鸡的肠道健康
Journal of Animal Science and Biotechnology (IF 6.3)
●黄保持家禽肠道健康对提升生长性能和经济收益至关重要。功能性饲料添加剂，尤其是植物提取物与益生菌的组合，成为改善肠道健康的有效方法。植物提取物能增强益生菌活性，改善其在肠道的存活和定植，而益生菌则利用自身特性增强植物提取物的效果。
黄芩苷作为黄酮类化合物，具有抗菌、抗氧化和免疫调节功效，可直接与肠道上皮细胞结合，形成保护屏障，减少肉鸡炎症，加强肠道免疫。益生菌如枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌和酿酒酵母，在平衡肠道微生物、减轻有毒代谢物影响方面发挥关键作用。
为了探讨益生菌混合物加速回肠中的黄芩苷代谢，调节肉鸡的肠道健康的相关机制。中国农业大学动物科学技术学院吕增鹏教授团队于2024年2月在【Journal of Animal Science and Biotechnology】期刊上发表题为“Probiotic cocktails accelerate baicalin metabolism in the ileum to modulate intestinal health in broiler chickens”的研究成果，通过血清免疫球蛋白测定，回肠粘膜sIgA水平测定，观察肠道形态以及16S rDNA分析等研究方法，证明黄芩苷和益生菌混合物的协同作用，以显着改善肉鸡肠道健康。
黄芩苷和益生菌混合物的组合显著增加了类黄酮代谢细菌Flavonifractor的相对丰度，这增强了黄芩苷在肉鸡回肠中的代谢效率。这导致产生调节肠道免疫力、促进肠道屏障功能和增强营养吸收的小分子化合物。
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成果介绍
（1）黄芩苷与益生菌混合物对肉仔鸡生长性能的影响
作者探讨了 BC 和 PC 对肉仔鸡生长性能的影响。在 1 日龄肉仔鸡日粮中分别添加不同剂量的 BC、PC 以及两者的组合。结果显示，BC 组和 PC 组对 1-42 日龄肉仔鸡的平均体重、采食量和饲料转化率无显著影响。BC + PC 处理在 22-42 日龄对饲料转化率有显著的互作效应。单独添加 BC 或 PC 对肉仔鸡 1-42 日龄的生长性能无显著影响，但在 22-42 日龄期间，BC 和 PC 联合添加显著改善了饲料转化率。
（2）黄芩苷与益生菌混合物对肉仔鸡免疫器官指数的影响
胸腺、脾脏和腔上囊是鸟类重要的免疫器官，其中腔上囊是鸟类独特的中枢免疫器官。法氏囊指数是评估机体免疫状态的重要指标。作者通过试验发现，与CON组相比，BC组显著降低了囊指数。BC + PC组与CON组相比，对法氏囊指数有交互作用。与对照组相比，BC + PC组对42d的法氏囊指数和胸腺指数有显著的交互作用。
（3）黄芩苷与益生菌混合物对肉仔鸡血清免疫球蛋白和肉鸡回肠sIgA的影响
IgA、IgG和sIgA在肉鸡免疫功能中起着重要作用，是防御病原体和支持粘膜免疫的关键抗体。伊加保护粘膜表面，而IgG提供全身免疫，sIgA在粘膜部位提供双重保护。作者通过试验发现，与CON组相比，21 天时，BC 和 PC 组血清 IgG 水平未显著增加。42 天时，BC 显著提高血清 IgG 水平，BC+PC 组有正交互作用，也显著提高血清 IgG 水平。与对照组相比，BC 组显著增加 21 和 42 日龄肉鸡回肠肠粘膜 sIgA 含量。42 天时，BC+PC 组合施用有正交互作用，使 sIgA 含量显著升高。
（4）黄芩苷与益生菌混合物对21日龄和42日龄肉仔鸡回肠组织形态学的影响
回肠形态是肉鸡肠道健康的重要指标，其中肠绒毛代表营养吸收能力。作者通过试验发现BC组和PC组均降低了21日龄肉鸡回肠隐窝深度。BC组显著提高了21日龄肉鸡VH/CD比率，BC+PC组合也表现出正交互作用，同样提高了该比率。但对42日龄肉鸡，这些处理对回肠形态参数无显著影响。
（5）BC + PC改变回肠微生物群群落结构
作者通过试验发现，与CON组相比，BC+PC 组显著增加回肠微生物群的 Shannon 和 ACE 指数。维恩图显示各治疗组共有 372 个 OTU，CON、BC、PC 和 BC+PC 组分别有独特的 OTU。α-多样性分析表明，BC+PC 组的 Shannon 指数和 ACE 指数显著高于对照组。β多样性分析显示 4 个治疗组之间存在明显分离。
（6）PC的组合使用促进了BC在回肠微生物群中的代谢
作者为了研究BC + PC对微生物结构的影响，回肠微生物群在门水平上主要由厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门和蓝细菌门组成，其中乳杆菌属占优势。使用LEfSe（LDA > 4）对BC + PC对回肠微生物结构的相互作用的进一步检查显示，BC组表现出梭菌属、颤螺旋菌属、瘤胃球菌科和梭菌属BB60的优势。相比之下，BC + PC组显示毛螺目、毛螺科、泰泽氏菌属、梭菌属和厚壁菌属的优势。值得注意的是，与BC组相比，BC + PC组中类黄酮代谢属Flavonifractor的相对丰度显著增加，表明PC在促进回肠中BC代谢中的作用。BC + PC组的Romboutsia相对丰度也显著增加。
（7）BC + PC增加回肠微生物相互作用的模块化
作者为了探索BC和PC对回肠微生物群调节的交互作用，分别对CON和BC + PC组进行网络分析。这鉴定了BC + PC回肠微生物群的独特特征，其中Romboutsia和Sellimonas是CON组中的主要正相关属。使用BC + PC后，Romboutsia和毛梭菌促进了微生物的发育，与某些产短链脂肪酸的细菌（如生孢梭菌）呈正相关。
（8）回肠微生物群功能的预测
肠道微生物群组成的变化与肠道健康高度相关。作者使用PICRUSt，与CON组相比，BC + PC组中微生物群落的KEGG代谢途径的预测改变显著增强了氨基酸代谢、能量代谢、辅因子和维生素代谢、细胞过程和信号传导以及转录水平。
（9）PC掩盖了BC + PC对肉鸡盲肠菌群的影响
作者为了研究BC + PC对盲肠微生物群的交互作用，进行α多样性和β多样性分析。α-多样性分析显示，PC和BC + PC组中的Shannon指数和ACE指数没有显著差异，但显著高于CON和BC组。维恩图分析揭示了所有处理组中共有690个盲肠微生物群OTU，CON、BC、PC和BC + PC组中分别有45、56、120和95个独特OTU。基于未加权UniFrac距离的β-多样性分析显示出沿着PC 2轴（7.37%）和PC 1轴（17.61%）的明显分离，CON和BC组接近，PC和BC + PC组显示出接近性。
（10）BC + PC组合对肉鸡盲肠菌群结构的影响
作者为了评估不同处理对盲肠微生物群的影响，进行了属级系统发育树和UPGMA聚类分析。结果显示，在盲肠微生物群中主要存在厚壁菌门，其次是拟杆菌门。四个处理组的UPGMA聚类分析显示出与PCoA相似的模式，表明PC在肉鸡鸡肠的末端区段中发挥与BC + PC相似的作用。LEfSe分析表明，当LDA > 4时，仅CON和PC在某些微生物分类群中表现出差异，其中乳杆菌科和乳杆菌占主导地位，进一步表明PC掩盖了BC在盲肠区域的影响。CON组和BC + PC组之间的属水平t检验比较显示，普雷沃氏菌属和双歧杆菌属在BC + PC组中是显著不同的属。
（11）肠道菌群、生长性能、肠道免疫和屏障相关参数的相关性热图
作者为了研究BC + PC组的回肠和盲肠中差异丰富的属与肉鸡生产性能和肠道健康指标之间的相关性，进行了斯皮尔曼相关性分析。sIgA与平均体重、采食量呈显著负相关。绒毛高度与IL-1β、NF-κB呈显著负相关。在回肠分类群中，Romboutsia与平均体重和隐窝深度呈显著正相关，Flavonifractor与伊加和隐窝深度呈显著正相关。盲肠差异菌属中双歧杆菌属和普雷沃菌属与生长性能指标呈显著正相关。
● 创新性/应用前景
本研究揭示了黄芩苷和益生菌混合物的协同作用，以显着改善肉鸡肠道健康。黄芩苷和益生菌混合物的组合显著增加了类黄酮代谢细菌Flavonifractor的相对丰度，这增强了黄芩苷在肉鸡回肠中的代谢效率。这导致产生调节肠道免疫力、促进肠道屏障功能和增强营养吸收的小分子化合物。总之，这种组合方法有助于全面调节肉鸡肠道健康，并为有效使用植物提取物饲料添加剂开辟了新的前景。
参考文献
https://www.x-mol.com/paperRedirect/1759488594460512256
专家/团队介绍
吕增鹏，副教授，动物营养与饲料科学系。2009-2013年，本科毕业于山东农业大学-动物科技学院(动物医学院)-动物科学专业2013-2018年，博士毕业于中国农业大学-动物科技学院-动物营养与饲料科学系。主持中国博士后面上基金项目1项；参与江苏省农业自主创新项目、农业部饲料质量安全监管项目等。首届生物饲料产业青年学者学位论文优秀奖。
第四届中国畜牧兽医学会动物营养学分会青年学者讲坛优秀奖。
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