■倪學(xué)勤

（四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，四川成都611130）

原籍菌是指與宿主的關(guān)系極為密切和穩(wěn)定且從動(dòng)物體內(nèi)分離得到，并有利于維持宿主的生長(zhǎng)和健康的細(xì)菌。原籍菌一方面能夠定植于腸道并形成生物屏障，在空間上阻止病原微生物的定植，起著占位保護(hù)作用；另一方面，通過爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)或產(chǎn)生拮抗作用，阻止病原菌的侵入。相比于其他類型的微生態(tài)制劑而言，將動(dòng)物源的原籍菌分離篩選并制成益生菌添加劑后，更易于在對(duì)應(yīng)動(dòng)物體內(nèi)定植、繁殖及發(fā)揮特定的益生功效，不僅同源性高，針對(duì)性強(qiáng)，而且還保證了安全性，是理想的益生菌制劑。

近年來，我國養(yǎng)殖業(yè)的高速發(fā)展，與抗生素添加劑的廣泛應(yīng)用密不可分。在飼料中添加抗生素的主要目的是：①預(yù)防在高密度集約化養(yǎng)殖條件下疾病的流行，同時(shí)治療患病動(dòng)物；②促進(jìn)動(dòng)物機(jī)體快速生長(zhǎng)，提高飼料轉(zhuǎn)化率和降低養(yǎng)殖成本。但由于抗生素長(zhǎng)期、不合理地使用，其弊端也隨著對(duì)抗生素作用機(jī)理深層次的解讀而逐漸暴露，即動(dòng)物免疫機(jī)能下降、超級(jí)細(xì)菌出現(xiàn)和藥物殘留嚴(yán)重等問題日益凸顯，同時(shí)也將食品安全問題推到了風(fēng)口浪尖。自1986 年瑞典率先禁用促生長(zhǎng)抗生素添加劑，隨后歐盟、美國等國家也相繼宣布禁用。當(dāng)前，正值我國飼料禁“抗”元年，抗生素作為飼料添加劑在2020 年全部退出，這標(biāo)志著我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)即將進(jìn)入無抗養(yǎng)殖的新時(shí)代[1]。因此，迫切需要開發(fā)出能夠取代抗生素的飼料添加劑，保障養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展。

在新興的各類飼料添加劑中，益生菌制劑不僅具備改善腸道菌群平衡、促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)吸收、提高生長(zhǎng)性能、增強(qiáng)動(dòng)物機(jī)體免疫力等功能，而且還具備綠色、安全高效和無藥物殘留等優(yōu)勢(shì)，逐漸受到市場(chǎng)的青睞，已成為大眾矚目的焦點(diǎn)。目前，許多企業(yè)都瞄準(zhǔn)微生態(tài)制劑這一領(lǐng)域，開發(fā)出相關(guān)的益生菌制劑并且投入生產(chǎn)，預(yù)計(jì)該行業(yè)將呈現(xiàn)出快速上升的發(fā)展態(tài)勢(shì)，市場(chǎng)前景十分廣闊。因此，我們梳理了相關(guān)的原籍菌及其在肉雞飼料中的應(yīng)用效果。

1 原籍菌群

動(dòng)物消化道中存在著數(shù)萬億個(gè)微生物，稱之為腸道菌群，主要由需氧菌、兼性厭氧菌和厭氧菌組成。其中，專性厭氧菌占腸道細(xì)菌總數(shù)的99%以上。腸道菌群會(huì)隨著食物種類的差異及宿主年齡的增長(zhǎng)等生理因素而改變，但總體上處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。各種細(xì)菌依據(jù)其特性及其與宿主形成的適應(yīng)性，定植在不同的生境中，形成各自的群落[2-3]。

根據(jù)細(xì)菌與宿主關(guān)系的不同，腸道菌群又分為原籍菌群(Autochthonous microbiota)和外籍菌群(Alloch?thonous microbiota)。原籍菌群是在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中形成的，與宿主的關(guān)系極為密切和穩(wěn)定，數(shù)量多且有利于維持宿主的生長(zhǎng)和健康，又稱之為固有菌群或常駐菌。外籍菌群是指與宿主的關(guān)系不密切，數(shù)量少，不定植或僅短時(shí)間定植于動(dòng)物消化道的細(xì)菌，所以也被稱為過路菌。

原籍菌群的生理和代謝活動(dòng)與宿主密切相關(guān)，不僅能合成供宿主利用的營(yíng)養(yǎng)素、維持宿主正常的生長(zhǎng)和生命活動(dòng)，而且還能夠形成生物屏障，起著占位保護(hù)作用，同時(shí)通過爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)或產(chǎn)生拮抗作用來阻止病原菌的侵入及有害代謝物的產(chǎn)生，保證宿主的健康。原籍菌群一般不引起宿主產(chǎn)生抗體或僅產(chǎn)生低水平的抗體，而外籍菌群則會(huì)引起強(qiáng)烈的免疫反應(yīng)。因此，來源于畜禽體內(nèi)的原籍菌經(jīng)人工培養(yǎng)、繁殖，制成添加劑后，更易于在畜禽體內(nèi)定植、繁殖及在體內(nèi)發(fā)揮特定功效，同時(shí)也保證了安全性。例如，原籍菌地衣芽孢桿菌H2，它是一株分離自中國地方雞腸道的益生菌[4]，在預(yù)防壞死性腸炎方面效果突出且作用機(jī)制的研究深入而系統(tǒng)，具有安全高效、無藥物殘留的優(yōu)勢(shì)，可以減少抗生素的使用和危害，提供綠色無污染的肉雞產(chǎn)品，提高食品安全性，具有較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2 原籍菌在肉雞飼料中的應(yīng)用

乳酸菌和芽孢桿菌是禽類消化道中常見的原籍菌，參與維系腸道內(nèi)菌群平衡，通過產(chǎn)生有機(jī)酸、細(xì)菌素等抗菌物質(zhì)抑制腸道內(nèi)有害菌的生長(zhǎng)。將篩選出的原籍菌添加到肉雞飼料中可發(fā)揮特定的功效。

2.1 提高消化性能，促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育

肉仔雞消化系統(tǒng)發(fā)育不完全，腸道較短且消化酶分泌不足，易導(dǎo)致飼料轉(zhuǎn)化率低。在飼料中添加產(chǎn)酶益生菌制劑，可有效提高肉雞的消化性能，促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育。劉濤[5]的試驗(yàn)表明，從健康肉雞腸道中篩選得到的枯草芽孢桿菌J-4菌株能分泌產(chǎn)生蛋白酶、纖維素酶、脂肪酶和淀粉酶等多種消化酶，促進(jìn)腸道吸收碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，提高飼料轉(zhuǎn)化率，改善肉雞生長(zhǎng)性能。

動(dòng)物胃腸道通過吸收飼料中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來維持正常的生命活動(dòng)及生長(zhǎng)發(fā)育。一旦發(fā)生腸道疾病，如消化機(jī)能紊亂、壞死性腸炎等，腸道正常的形態(tài)結(jié)構(gòu)被破壞，就會(huì)導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)吸收能力下降，生長(zhǎng)緩慢[6]。

研究顯示，在飼料中添加原籍菌地衣芽孢桿菌H2 能顯著提高肉雞日增重及飼料報(bào)酬，同時(shí)緩解壞死性腸炎發(fā)病肉雞的腹瀉、精神萎靡、長(zhǎng)勢(shì)緩慢和飼料報(bào)酬低等現(xiàn)象[7-8]。其作用機(jī)理主要體現(xiàn)在原籍菌地衣芽孢桿菌H2 可顯著降低發(fā)病肉雞腸道病變?cè)u(píng)分，增加小腸絨毛的長(zhǎng)度及隱窩的深度，緩解肉雞壞死性腸炎所致的腸道壞死及肝臟損傷等癥狀[9-10]。

2.2 調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝，改善肉品品質(zhì)

肉雞生長(zhǎng)性能的改變可能影響雞肉的特性，而益生菌制劑已展現(xiàn)出改善雞肉肉質(zhì)的潛力。益生菌通過促進(jìn)膽固醇的代謝和脂肪的分解，同時(shí)加快蛋白質(zhì)的合成，來改善雞肉品質(zhì)，對(duì)雞肉健康價(jià)值產(chǎn)生積極的影響[11]。

研究表明，肉雞壞死性腸炎會(huì)導(dǎo)致肌肉脂類代謝變化，包括肌內(nèi)脂肪比例、肌肉內(nèi)三酰甘油、總膽固醇含量以及脂肪酸組成的變化，提示壞死性腸炎的發(fā)生顯著影響了肌肉的脂類代謝并破壞了肌肉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，而地衣芽孢桿菌H2 的添加降低了總膽固醇含量，顯著增加高密度脂蛋白膽固醇含量，并且顯著降低血清中葡萄糖含量，表明地衣芽孢桿菌H2 可以有效地改善壞死性腸炎對(duì)肌肉脂類代謝的影響，其機(jī)制可能與肝臟中脂質(zhì)代謝相關(guān)基因的表達(dá)量變化有關(guān)[9]。Suryadi 等[12]開發(fā)出一種新型益生菌添加劑，以替代抗生素類生長(zhǎng)促進(jìn)劑，并研究其不同濃度添加到飼料對(duì)肉雞肉品質(zhì)的影響，結(jié)果顯示這種新型益生菌可促進(jìn)雞肉蛋白質(zhì)含量的增加和脂肪含量的減少。

2.3 抑制炎癥反應(yīng)，提高免疫力

益生菌在肉雞腸道內(nèi)定植后，能夠促進(jìn)機(jī)體免疫器官的發(fā)育，激活宿主免疫細(xì)胞，增強(qiáng)機(jī)體免疫功能，誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生干擾素和白介素等細(xì)胞因子，從而增強(qiáng)機(jī)體抵御感染的能力。研究表明，地衣芽孢桿菌H2可以減少患?jí)乃佬阅c炎肉雞的白細(xì)胞數(shù)量，顯著改善感染肉雞免疫器官指數(shù)下降的現(xiàn)象。感染壞死性腸炎后，肉雞回腸組織的促炎細(xì)胞因子IL-1β和IL-6表達(dá)量增高，抗炎細(xì)胞因子IFN-α和IFN-β表達(dá)量下降，而飼喂地衣芽孢桿菌H2可以抑制炎癥反應(yīng)，起到顯著的預(yù)防效果[8]。秦瑤[13]從雞糞便樣品中分離篩選出具有優(yōu)良性狀的兩株枯草芽孢桿菌，并添加到肉雞飼料中，發(fā)現(xiàn)肉雞血清中IgA、IgG含量升高，增強(qiáng)機(jī)體的免疫反應(yīng)。

2.4 調(diào)節(jié)腸道菌群平衡，優(yōu)化菌群結(jié)構(gòu)

在家禽集約化養(yǎng)殖過程中，應(yīng)激因素如免疫、飼養(yǎng)密度過大和過冷過熱等因素都會(huì)使肉雞腸道菌群的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)遭到破壞，致病菌會(huì)因此獲得異常增殖的機(jī)會(huì)，并且條件性病原菌也會(huì)應(yīng)運(yùn)而生，從而導(dǎo)致壞死性腸炎、消化機(jī)能紊亂和下痢等一系列腸道疾病的發(fā)生。益生菌的一個(gè)非常重要的作用就是調(diào)節(jié)和提升腸道菌群的平衡性，抑制病原體的生長(zhǎng)。研究顯示，地衣芽孢桿菌H2可調(diào)節(jié)肉雞的腸道菌群，改善由產(chǎn)氣莢膜梭菌大量增殖引起的回腸和盲腸菌群失調(diào)。周夢(mèng)佳等[7]用PCR-DGGE 技術(shù)檢測(cè)了22 日齡肉雞回腸和盲腸內(nèi)容物菌群，發(fā)現(xiàn)地衣芽孢桿菌H2 預(yù)防組和空白對(duì)照組的菌群組成和結(jié)構(gòu)相似，而與壞死性腸炎造模組存在較大差異。Illumina MiSeq 高通量測(cè)序也顯示了相似的結(jié)果[14-15]：與空白對(duì)照組相比，壞死性腸炎造模組肉雞回腸和盲腸菌群組成發(fā)生了較大的改變，而地衣芽孢桿菌H2 添加組促使肉雞腸道菌群趨近于空白對(duì)照組。卞麗娟[16]的試驗(yàn)表明，從健康雞腸道內(nèi)分離出的解淀粉芽孢桿菌Y 具有良好的益生效果，可促進(jìn)乳酸菌的生長(zhǎng)、抑制大腸桿菌的生長(zhǎng)，使腸道菌群結(jié)構(gòu)向有利于乳酸菌生長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。

3 未來展望

益生菌不僅能促進(jìn)家禽營(yíng)養(yǎng)吸收和利用、提高動(dòng)物生長(zhǎng)性能、提升腸道菌群的平衡性、抑制病原體的生長(zhǎng)、提高機(jī)體免疫力和抵御疾病感染等眾多功效，而且還具有綠色無污染、安全高效等特性，是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)之一，市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊。但是從目前益生菌的應(yīng)用現(xiàn)狀來看，市場(chǎng)上的益生菌制劑仍然存在品種較少、菌種單一且應(yīng)用效果不穩(wěn)定、安全性有待評(píng)估、菌株機(jī)制研究尚不深入、生產(chǎn)和使用缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管制度不完善等諸多問題，這也是今后益生菌研究需要注意的重點(diǎn)問題。而原籍菌菌株的研究和開發(fā)應(yīng)用就是解決目前困境的重要方法之一。下一步應(yīng)繼續(xù)開展原籍菌的全基因組測(cè)序分析、協(xié)同增效物質(zhì)、益生元等探究。因此，目前需要在原籍菌作用機(jī)理和應(yīng)用技術(shù)等方面系統(tǒng)研究，開發(fā)適應(yīng)目前飼料禁“抗”及綠色無“抗”養(yǎng)殖環(huán)境下的原籍菌菌株及益生菌制劑，積極促進(jìn)我國畜牧業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。