该研究旨在探讨芦丁对冷应激状态下肉鸡生长性能、肠道屏障功能及肠道菌群的调控作用。研究人员将360只1日龄雄性肉鸡(平均体重40±2 g)随机分为4组,每组6个重复,每个重复15只:CON组(热中性环境,基础饲粮)、CS组(冷应激对照组)、CSR500组(基础饲粮添加500 mg/kg芦丁)、CSR1000组(基础饲粮添加1000 mg/kg芦丁)。于试验第28天,每重复选取1只体重处于组内均值±5%范围内的公鸡,禁食12 h后采样,采集血清、回肠组织及盲肠内容物用于后续分析。结果表明,饲粮添加芦丁可显著提高冷应激肉鸡的平均日增重(Average Daily Gain, ADG)并改善饲料转化率(Feed Conversion Ratio, FCR)(p<0.05),同时提升免疫器官指数及血清免疫球蛋白水平(p<0.05)。芦丁显著增强回肠组织的抗氧化能力,明显提高总超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase, SOD)及谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione Peroxidase, GSH-Px)活性(p<0.05),并降低丙二醛(Malondialdehyde, MDA)含量。芦丁可缓解肠道损伤,其作用机制可能与调节肠道通透性及相关炎症信号通路有关:通过Notch-1信号通路修复肠道黏膜及机械屏障,抑制核因子-κB(Nuclear Factor-κB, NF-κB)通路激活及炎性细胞因子表达。此外,芦丁可优化肠道菌群结构,降低变形菌门(Proteobacteria)等有害菌丰度,提高拟杆菌属(Bacteroides)等有益菌丰度。综上,芦丁可通过特定分子机制缓解冷应激对肉鸡生长性能及肠道健康的不利影响,为家禽生产中应对冷应激提供了新的饲用添加剂策略。
该研究由东北农业大学动物营养与饲料科学系研究人员完成,发表于《Poultry Science》。肉鸡生产高度依赖养殖环境稳定性,我国北方冬季低温是主要环境胁迫因子之一,冷应激会超出机体适应阈值,导致生长抑制、免疫抑制及死亡率升高,尤其雏鸡因体温调节机制未完善,能量被迫用于维持体温,更易受损。现有研究已证实冷应激会破坏肠道黏膜屏障、扰乱菌群稳态,进而诱发肠炎等健康问题。在禁抗养殖背景下,开发兼具抗氧化、抗炎及肠道保护功能的植物源性添加剂成为产业迫切需求。芦丁(Rutin,槲皮素-3-芸香糖苷)是一种广泛存在于荞麦、红枣中的天然黄酮类化合物,前期研究提示其对肠道炎症及菌群紊乱具有改善作用,但其对冷应激诱导的肉鸡肠道损伤的保护机制尚未明确。因此,研究人员假设饲粮添加芦丁可通过改善肠道屏障功能及菌群结构缓解冷应激损伤,旨在为芦丁作为抗冷应激饲用添加剂的应用提供理论依据。
研究人员采用360只1日龄雄性Arbor Acres肉鸡构建试验队列,设置热中性对照组(CON)、冷应激组(CS,12°C)、冷应激+500 mg/kg芦丁组(CSR500)、冷应激+1000 mg/kg芦丁组(CSR1000),每组6个重复,每个重复15只独立笼养。试验期28天,第8天起逐步降温至目标温度,第28天每重复选取代表性个体采样。关键技术方法包括:生长性能测定(计算平均日增重ADG、平均日采食量ADFI、饲料转化率FCR)、免疫器官指数计算(胸腺、脾脏、法氏囊鲜重占活体重百分比)、回肠形态学分析(H&E染色测定绒毛高度Villus Height、隐窝深度Crypt Depth及两者比值V/C)、肠道通透性评估(血清二胺氧化酶Diamine Oxidase, DAO及D-乳酸D-Lactate水平)、回肠抗氧化指标检测(总抗氧化能力Total Antioxidant Capacity, T-AOC、过氧化氢酶Catalase, CAT、超氧化物歧化酶SOD、谷胱甘肽过氧化物酶GSH-Px活性及MDA含量)、实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析紧密连接蛋白(ZO-1、Claudin-1、Occludin)、黏蛋白(MUC2)、Notch信号通路基因(Notch-1、Jagged1、Hes-1)及炎性因子(TNF-α、IL-6、IL-4、IFN-γ)mRNA表达、蛋白质免疫印迹(Western Blotting)检测NF-κB及Toll样受体4(Toll-Like Receptor 4, TLR4)蛋白表达、16S rRNA基因测序分析盲肠菌群结构(α多样性、β多样性及门属水平丰度)。
研究结果如下:
芦丁对冷应激肉鸡生长性能的影响:与CON组相比,CS组ADG显著降低,FCR显著升高(p<0.05);CSR1000组ADG显著高于CS组且恢复至CON组水平,CSR500与CSR1000组FCR均显著低于CS组(p<0.05)。
芦丁对冷应激肉鸡免疫器官指数的影响:CS组胸腺指数显著低于CON组(p<0.05);CSR500组胸腺及脾脏指数显著高于CS组(p<0.05)。CS组十二指肠、空肠及回肠指数均显著高于CON组(p<0.05),两个芦丁添加组上述指标均显著回落(p<0.05)。
芦丁对冷应激肉鸡肠道形态及通透性的影响:CS组回肠绒毛高度显著降低、隐窝深度显著增加、V/C比值显著降低(p<0.05),血清DAO及D-乳酸水平显著升高(p<0.05);芦丁添加组绒毛高度显著增加、隐窝深度显著降低、V/C比值显著升高,血清DAO及D-乳酸水平显著下降(p<0.05)。
芦丁对冷应激肉鸡肠道抗氧化能力的影响:CS组回肠T-AOC、CAT、SOD及GSH-Px活性显著降低,MDA含量显著升高(p<0.05);CSR1000组上述抗氧化酶活性均显著高于CS组,MDA含量显著降低(p<0.05)。
芦丁对冷应激肉鸡肠道黏膜及机械屏障的影响:CS组紧密连接蛋白及MUC2 mRNA表达显著降低,Notch信号通路基因表达显著升高(p<0.05);芦丁添加组紧密连接蛋白及MUC2表达显著回升,Notch通路基因表达显著下调。CS组血清sIgA、IgM及IgG含量显著升高(p<0.05),芦丁添加组免疫球蛋白水平恢复至CON组水平。
芦丁对冷应激肉鸡NF-κB信号通路及炎性因子的影响:CS组TLR4、NF-κB、MYD88 mRNA及蛋白表达显著升高,TNF-α、IL-6、IL-4、IFN-γ mRNA表达显著上调(p<0.05);芦丁添加组上述指标均显著回落(p<0.05),且CSR1000组对NF-κB通路及炎性因子的抑制作用更强。
芦丁对冷应激肉鸡盲肠菌群的影响:门水平上,CS组变形菌门丰度显著升高(p<0.05),芦丁添加组该菌门丰度显著降低;属水平上,CS组拟杆菌属丰度显著降低、粪杆菌属(Faecalibacterium)丰度显著升高(p<0.05),CSR1000组拟杆菌属丰度显著高于CS组。
讨论部分指出,芦丁改善生长性能的机制可能与调控能量代谢基因、减少应激能耗有关;其提升免疫器官指数的作用源于对免疫信号通路的调节;肠道形态学改善依赖于促进肠上皮细胞增殖并抑制凋亡;抗氧化能力提升通过激活Nrf2/ARE信号通路实现;屏障功能修复与抑制Notch通路过度激活、阻断TLR4/NF-κB炎症通路密切相关;菌群结构优化则因其可作为益生元底物促进有益菌定植并抑制有害菌黏附。研究结论明确:芦丁通过改善生长性能与免疫发育、增强肠道抗氧化能力、经Notch-1及NF-κB通路修复肠道屏障、优化盲肠菌群结构,缓解冷应激对肉鸡的损伤,为家禽冷应激防控提供了新型饲用添加剂方案。