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畜牧人

標題: 飼用益生芽孢桿菌在畜禽無抗養殖中的應用研究 [打印本頁]
作者: 29625248    時間: 2019-8-16 14:18
標題: 飼用益生芽孢桿菌在畜禽無抗養殖中的應用研究

飼用芽孢桿菌是一類應用到動物養殖的產芽孢益生菌群，抗逆性強、穩定性好，具有調節動物的腸道菌群平衡、增強免疫力、提高飼料報酬和促進養殖生產性能提升等功能。本文結合國內外研究進展，從飼用益生芽孢桿菌生物學分類、應用功能機制、菌株安全標準、無抗養殖生產效果和前沿展望方面作以綜述，以期為飼用益生芽孢桿菌的無抗養殖應用推廣提供理論參考。
1、飼用益生芽孢桿菌應用分類

飼用益生芽孢桿菌是革蘭氏陽性菌，好氧或兼性厭氧，內生芽孢，菌體芽孢具有很強的抗逆性，芽孢體可耐受胃酸屏障，并在小腸萌發，發揮益生菌功能。動物養殖中使用的益生菌芽孢桿菌通常分離于家禽、豬、反芻動物和水產動物的胃腸道黏膜或糞便，也有來源于發酵食品、海產品和土壤。

飼用益生芽孢桿菌的菌種或菌株對養殖的效果影響很大， 1989 年美國 FDA 與飼料控制官員協會發布直接飼喂動物的安全性芽孢桿菌類 5株。1996 年我國農業部批準飼用芽孢桿菌 2 株，1999 年批準公布芽孢桿菌 2 株， 2001 年又將地衣芽孢桿菌列入可直接使用的菌種。2008 年農業部公布的安全性動物飼喂的芽孢桿菌共有 2 株，2013 年農業部公布可直接飼用的芽孢桿菌共 6株， 2018 年農業農村部發布《飼料添加劑品種目錄（ 2013 ）》增補（征求意見稿）中擬將凝結芽孢桿菌擴大適用范圍。根據國內外飼用益生芽孢桿菌的應用可分為畜禽添加劑芽孢桿菌、養殖原料發酵劑芽孢桿菌、水產養殖添加劑芽孢桿菌和養殖廢棄物處理類芽孢桿菌共四類，其中畜禽添加劑芽孢桿菌主要包括：枯草芽孢桿菌、納豆芽孢桿菌、 Toyoi 芽孢桿菌、多粘芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌、酪酸梭菌、液化淀粉芽孢桿菌等；養殖原料發酵劑芽孢桿菌主要包括：枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、納豆芽孢桿菌等；水產養殖添加劑芽孢桿菌主要包括：枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、短小芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌、遲緩芽孢桿菌、側胞芽孢桿菌等；養殖廢棄物處理類芽孢桿菌主要包括：枯草芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、側胞芽孢桿菌、短小芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、球形芽孢桿菌、蘇云金芽孢桿菌等。

2、飼用益生芽孢桿菌應用功能機制

2.1 增強動物機體免疫力

腸道是機體的最大免疫器官。益生芽孢桿菌進入動物機體腸道后可刺激和促進腸道相關淋巴組織（ GALT ）的免疫細胞應答及分化，如 CD8+/CD4+T 細胞、 IgA+ 漿細胞、 Treg 、 Th17 細胞，激發體液免疫和細胞免疫，使動物免疫力增強（ Agace 等， 2017 ）。Xu 等（ 2012 ）發現芽孢桿菌孢子可增強動物機體的先天免疫系統和巨噬細胞的吞噬作用；王美玲等（ 2017 ）報道飼用益生芽孢桿菌對緩解免疫應激也具有協同作用；王建超等（ 2016 ）證明混合型芽孢桿菌對靶動物的特異性和非特異性免疫機能方面均顯著提高。

2.2 促進養殖動物腸道等器官發育

動物腸道等機體器官的正常生長、發育是健康養殖的基礎。辛娜等（ 2012 ）報道在斷奶仔豬日糧中添加不同比例的芽孢桿菌制劑可顯著降低空腸前段、后段的隱窩深度，顯著提高空腸中段、后段的絨毛高度與隱窩深度的比值，促進小腸形態發育，優化胃腸道結構環境。楊家軍等（ 2014 ）研究地衣芽孢桿菌對肉雞腸道菌群和小腸形態學的影響中發現，地衣芽孢桿菌可使小腸吸收面積增加、黏膜皺裂增加、腸絨毛高度增長等，顯著促進肉雞生長性能。研究發現腸道菌群通過神經內分泌、神經免疫和自主神經系統影響大腦發育和行為，腸道菌群異常與多種疾病直接相關（ Li 等， 2017 ）。劉飛飛等（ 2015 ）研究腦腸軸的正常發育對動物攝食調控中的作用，認為以含腸道芽孢桿菌在內的腸道微生態菌群在中樞神經系統（ CNS ）與胃腸道（腦腸軸）之間有雙向作用，對促進或抑制動物攝食行為產生影響。

2.3 拮抗動物腸道致病菌

腸道致病菌是造成動物養殖損失的重要因素，臨床多表現為細菌性痢疾、壞死性腸炎等。益生芽孢桿菌菌株的拮抗活性對于預防或減少養殖中致病菌至關重要，大量研究表明益生芽孢桿菌可分泌抑菌因子，如肽類、磷脂類、多烯類、脂肽類、核酸類細菌素等，可拮抗腸道致病細菌，維持和調節腸道微生態平衡，且部分核糖體途徑合成的抗菌素可一定程度上克服病原菌對現有的抗生素抗性問題（ Mingmongkolchai等， 2018 ）。此外，益生芽孢桿菌還可通過有機酸降低 pH 和競爭性排斥行使致病菌的拮抗功能（ Ye等， 2013 ）。另外， Rahman 等（ 2017 ）從解淀粉芽孢桿菌中新分離出一種新穎的抗氧化肽 YD1 （ 1.0kDa ），具有良好的體內外抗菌活性，對革蘭氏陽性菌、陰性菌以及多藥耐藥菌都有抑制作用。

2.4 生物奪氧與生物占位

動物養殖中的致病菌多為非嚴格厭氧菌且具備腸道上皮細胞的黏附能力，優良的飼用益生芽孢桿菌菌株和芽孢體能夠進入機體小腸后快速生長或萌發，消耗掉大量的腸道內溶氧氣，降低腸道內容物 Eh ，進而抑制好氧或兼性致病菌的繁殖，利于腸道內厭氧性益生菌的生長繁殖。另外，益生芽孢桿菌利用定植吸附在動物腸黏膜上皮細胞上，同病原菌爭奪機體腸道內有限的結合位點，通過益生菌占位作用降低致病菌的腸道細胞黏附，促使致病菌減少甚至不能定植而排出動物體外（ Thirabunyanon 等，2012 ）。研究發現在枯草芽孢桿菌中存在的ComQXP 和 Rap-Phr 系統是該菌群的群體感應系統，在菌體定位后的群體感應可調控很多生理活動，也利于菌體在抗生素等脅迫壓力下能夠更好生存（ Bareia 等， 2017 ）。

2.5 分泌消化酶及產出營養物質

飼用益生芽孢桿菌能夠分泌多種胞外消化酶，包括淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、糖化酶、纖維素酶、木聚糖酶和肌醇六磷酸酶等，能顯著改善動物腸道消化內環境，提升飼料利用率，促進生長性能，提高養殖福利。此外，凝結芽孢桿菌和芽孢乳桿菌等可產生乳酸，促進動物機體對礦質元素的吸收利用；丁酸梭菌能夠產生大量的丁酸，可直接為腸道上皮細胞提供能量，利于腸細胞的增殖和分化。同時，益生芽孢桿菌可產生多種參與機體新陳代謝的營養物質，如必需氨基酸、維生素（ B 族等）、類胡蘿卜素和促生長因子等，可促進養殖動物的生長發育。

2.6 改善動物機體內外生態環境

飼用益生芽孢桿菌直接飼喂養殖動物后，能夠降低有害菌的數目，如致病性大腸桿菌、沙門氏菌、產氣莢膜梭菌等，減少氨、硫化氫等腐敗物質產生，同時利于機體腸道內益生菌的菌群恢復，因此動物排泄物或分泌物的有害菌或有害代謝產物降低，利于凈化機體內外環境，提高養殖福利。丁文駿等（ 2016 ）研究巨大芽孢桿菌 1259 （ BM1259 ）對產蛋雞生產性能及排泄物的影響中發現，芽孢菌可提高蛋雞生產性能并能夠降低排泄物中氨氮含量。Upadhaya 等（ 2015 ）向豬的日糧中添加芽孢桿菌制劑可顯著增加飼料利用率，豬糞中 NH3 和 H2S 等含量顯著降低，具有豬舍除臭作用。另外，目前養殖發酵床除臭（李珊珊等， 2012 ）和養殖糞便的堆肥除臭（胡曉宇等， 2015 ）類芽孢桿菌也得到廣泛應用，對保持養殖外部生態環境和減少環境污染意義重大。

3、飼用益生芽孢桿菌菌株安全標準

飼用益生芽孢桿菌要求對飼喂動物具備安全性，且對產出的養殖動物源食品也是安全的，這是“無抗”養殖的質量要求。目前以飼用芽孢桿菌益生作用的報道為主，芽孢桿菌內生孢子，產生大量蛋白、酶、抗菌化合物、維生素及類胡蘿卜素等，可弱化致病菌在腸道中的定殖，促進不同免疫細胞分泌抗炎癥細胞因子等，在歐美已有 10 余種益生芽孢桿菌制劑上市，但研究發現蠟狀芽孢桿菌（ Kim 等， 2015 ；Taylor 等， 2005 ）可能是潛在致病菌，可產生磷脂酶、腸毒素、嘔吐毒素、溶血素、非溶血性毒素等，因此，飼用益生芽孢桿菌安全性應以菌株為單位正確鑒定和評估。

飼用益生芽孢桿菌菌株安全標準應包括六個方面：（ 1 ）菌株信息清晰；（ 2 ）菌株安全性評價；（ 3 ）菌株耐藥性；（ 4 ）菌株抗性基因轉移傳遞風險；（ 5 ）消費者安全性；（ 6 ）環境風險性。傳統的微生物學經典方法對于菌株的表型鑒定和種屬分類較為重要，但并非完全準確。在芽孢桿菌中，僅 16S rDNA序列分析結果并不能精確區分菌源關系緊密的菌種，如枯草芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌和短小芽孢桿菌就不能僅依據 16S rDNA 鑒定，研究發現還需將 gyrA 或 gyrB 基因分析同 16SrDNA 分析相結合（ Mingmongkolchai 等， 2018 ）。綜合文獻，飼用芽孢桿菌的菌株安全性評價測試途徑可分為五種，即溶血試驗、急性毒性試驗、菌株毒力因子試驗、有害代謝產物評價和機體指標評價試驗，其中有害代謝產物評價包含 D- 乳酸、丙二醛、硝酸還原酶和氨基脫羧酶等，而飼用芽孢桿菌的菌株耐藥性可進行藥敏試驗。另外，飼用芽孢桿菌菌株可能具有水平轉移或傳遞抗生素抗性基因的行為，也可能在菌株細胞體存在毒力基因。Adimpong 等（ 2012 ）報道發現地衣芽孢桿菌內有紅霉素抗性基因 ermD 和 ermK ；Dai 等（ 2012 ）發現金霉素抗性基因 tet （ K ）存在于枯草芽孢桿菌的質粒上，并且抗性基因可由枯草芽孢桿菌轉移到大腸桿菌菌體內。Hoa 等（ 2000 ）在蠟狀芽孢桿菌菌株體內發現有β- 內酰胺、氯霉素和四環素抗性基因，并且轉座子 Tn961 上的四環素抗性基因 tet（ M ）元件能夠傳遞給枯草芽孢桿菌、腸球菌和金黃色葡萄球菌。因此，作為飼用的芽孢桿菌菌株必須進行抗性基因或毒力因子的檢測和風險測評，檢查對飼養靶動物、人類和生存環境的接觸敏感性，避免將有害或潛在致害的芽孢菌菌株應用到養殖過程中去。

4、飼用益生芽孢桿菌無抗養殖生產應用效果

4.1 家禽

雞胚胎中鹽單胞菌屬處于優勢地位（ 79% ），胚胎的部分細菌來源于母體，并在以后的發展中受到各種因素的影響（ Ding 等， 2017 ）。Slawinska 等（ 2016 ）的研究已實現卵內遞送益生元或合生元，讓小雞的腸道菌群在孵化之前即可開始發育，這些均表明腸道菌群是家禽正常生長發育的必要條件。齊博等（ 2016 ）研究枯草芽孢桿菌對肉仔雞生長性能、屠宰性能、腸道形態和菌群數量的影響，發現在與抗生素酸黏桿菌素對照條件下枯草芽孢桿菌組可顯著提高肉仔雞十二指腸絨毛高度和十二指腸絨毛高度／隱窩深度（ P <0.05 ），顯著提高肉仔雞 42 日齡時盲腸乳酸桿菌數量（ P < 0.05 ），改善肉仔雞腸道形態，增加腸道中乳酸桿菌數量，促進肉仔雞生長，效果優于硫酸黏桿菌素。楊家軍等（ 2014 ）報道在無抗生素條件下僅向青腳麻雞日糧（日糧組為對照）中添加地衣芽孢桿菌，試驗組的十二指腸、空腸和回腸的腸絨毛顯著高于對照組（ P < 0.05 ），十二指腸和回腸的隱窩深度顯著低于對照組，肉雞小腸絨毛高度與隱窩深度的比值（ V/C 值）顯著高于對照組（ P < 0.05 ），給肉雞飼喂地衣芽孢桿菌可以顯著改善腸道菌群和促進小腸絨毛的發育，促進物質吸收。同時， Knap 等（ 2011 ）和 Vilà等（ 2009 ）分別報道了枯草芽孢桿菌和蠟狀芽孢桿菌在肉雞養殖中顯著降低腸道內沙門氏菌的定植和感染，且肉雞日糧中補充枯草芽孢桿菌還能有效降低腸道產氣莢膜梭菌的數量，實現無抗下的芽孢菌抑制致病菌的功效。湯江武等（ 2011 ）考察枯草芽孢桿菌在無抗生素基礎日糧條件下完成 AA 肉雞試驗發現，試驗組較對照組雞糞中的細菌群落結構存在較大差異，試驗組中腸道有益菌乳桿菌屬含量明顯提高，同時十二指腸內淀粉酶、胰蛋白酶和總蛋白酶活性、空腸內的脂肪酶活性和盲腸內的總蛋白酶活性均得到提高。

另外，家禽養殖中添加芽孢桿菌還能夠提高蛋雞產蛋性能，改善蛋品品質及蛋品營養，提高家禽應激耐受能力及減少糞便 NH3 等作用。張旭等（ 2010 ）報道芽孢桿菌制劑對蛋雞生產性能顯著提高，合格蛋率提高 11.47% （ P < 0.05 ），料蛋比降低3.17% ，營養蛋黃比率提高 4.0% （ P < 0.05 ）；潘寶海等（ 2015 ）發現在無抗養殖中枯草芽孢桿菌與地衣芽孢桿菌的添加可提高蛋雞平均蛋質量，改善蛋殼物理性質；而辛娜等（ 2012 ）在蛋雞日糧中添加芽孢桿菌制劑的試驗表明，芽孢桿菌制劑能提高動物的抗氧化作用，增強家禽緩解應激的能力。Jeong 等（ 2014 ）報道在家禽養殖中通過向無抗日糧中添加飼用芽孢桿菌，可顯著降低糞便中 NH3 含量。

4.2 家畜

家畜健康養殖的重要環節就是保持動物腸道健康，然而，抗生素的濫用不僅損傷腸道上皮細胞結構與功能，還可導致腸道微生態內環境發生紊亂、免疫力下降、誘導噬菌體基因轉錄（ Johnson 等， 2017 ）、疾病產生及耐藥基因傳播等。

飼用益生芽孢桿菌作為微生態制劑已用于斷奶仔豬的抗應激、增免抗病、提升生長性能等方面。仔豬處于哺乳期間其腸道菌群主要由梭桿菌屬、乳桿菌屬、擬桿菌屬、埃希氏菌屬、志賀氏菌屬、巨型球菌屬組成，斷奶后腸道菌群快速改變，并在十天內達到相對穩定水平，斷奶后的仔豬腸道菌群主要由 Blautia 、梭菌屬、 Paraprevotella 等組成，隨著仔豬日齡增長，α多樣性顯著增加， 24 個細菌屬的相對豐度顯著下降（ Chen 等， 2017 ；Hu等， 2016 ），易引起仔豬斷奶后免疫力下降，加之因營養改變和腸道菌群變遷等因素極易產生應激反應或疫病。辛娜等（ 2012 ）在斷奶仔豬日糧中添加不同比例的芽孢桿菌制劑， 0.75% 的芽孢桿菌添加可顯著提高十二指腸、空腸中段的絨毛高度（ P <0.05 ），顯著降低空腸前段、后段的隱窩深度（ P <0.05 ），且可顯著提高空腸中段、后段的絨毛高度與隱窩深度的比值（ P < 0.05 ），促進小腸形態發育。李梓慕等（ 2012 ）在研究枯草芽孢桿菌（ Bacil-lus subtilis ） Z-27 制劑對無抗養殖中斷奶仔豬腸道消化酶活力、常規營養成分、生長性能的影響試驗中發現，試驗組仔豬的糞便中蛋白酶、α- 淀粉酶、纖維素酶的平均活力和脂肪酶水解液酸價分別提高 62.99% 、 34.56% 、 133.10% 和 66.57% ，仔豬腸道消化酶活力和飼料利用率顯著提高，試驗組平均日增重提高 9.38% ，料重比降低 4.94% ，仔豬生長性能提高。王向榮等（ 2013 ）報道凝結芽孢桿菌替代日糧中抗生素對斷奶仔豬日增重、采食量和腹瀉率均具有積極效果。Hu 等（ 2014 ）在仔豬無抗日糧中添加枯草芽孢桿菌 KN-42 能夠顯著增加乳酸菌屬數量，降低大腸桿菌水平，降低仔豬腹瀉率。梁明振等（ 2013 ）報道在斷奶仔豬無抗飼糧中添加適量的丁酸梭狀芽孢桿菌，可降低腸道酸度值，提高腸道內丁酸梭狀芽孢桿菌和乳酸桿菌的含量，降低大腸桿菌的含量。

與仔豬相比，育肥豬的腸道菌群結構趨向成熟，腸道結構發育完善，但育肥階段早期抗生素干預能夠使豬胃腸菌群發生明顯的特異性和區域性改變，可增加結腸中的密螺旋體屬豐度，同時抗生素干預可顯著改變前腸菌群及其功能，包括磷酸轉移酶系統和抗藥基因增加等（ Mu 等， 2017 ），因此，無抗養殖同樣是育肥階段的關鍵。姜軍坡等（ 2015 ）研究枯草芽孢桿菌 Z-27 制劑對無抗飼喂育肥豬的效果中發現試驗組平均日增重提高9.84% ，料重比降低 7.05% ，糞便大腸桿菌數量降低34.23% （ P < 0.05 ），腸道有益菌乳酸菌、雙歧桿菌、芽孢桿菌數量分別提高 40.05% 、 30.76% 、 52.79%，蛋白酶、α- 淀粉酶、纖維素酶、脂肪酶、β- 葡聚糖酶的平均活力分別提高 67.74% 、 51.19% 、 75.33% 、64.41% 和 2.59% ， Z-27 制劑可抑制大腸桿菌等腸道病原菌，促進有益菌生長，維持育肥豬腸道微生態平衡，產生消化酶，利于提高飼料轉化率，提高育肥豬生長性能。Ji 等（ 2013 ）報道解淀粉芽孢桿菌 SC06 在豬育肥階段的添加通過 MAPKs 減輕ETEC 誘導的 IPEC-1 細胞炎癥反應（抑制 IL-6 、IL-1α和 TNF-α炎癥基因表達量），同時可有效介導巨噬細胞分型，發揮相關免疫功能，另外 SC06替代育肥階段的抗生素（吉他霉素）后育肥豬腸道優勢菌厚壁菌（ Firmicutes ）和擬桿菌（ Bac-teroidetes ）中的厚壁菌比例顯著提高（ P < 0.05 ），SC06 替代抗生素（吉他霉素）后對育肥豬可有效緩解或預防吉他霉素引起的肝臟損傷，利于肝臟保護。另外，屠宰的豬肉膻味主要源于雄烯酮、糞臭素和吲哚等化合物及背膘的糞臭素（ Aluwe 等，2017 ），膻味過重直接影響肉質品質，盛清凱等（ 2015 ）報道納豆芽孢桿菌可使豬肉 pH24 升高及脂肪中糞臭素含量降低，利于改善豬肉膻味。

5、飼用益生芽孢桿菌研究前沿

后抗生素時代，飼用益生芽孢桿菌在畜禽減抗或無抗養殖中的推廣應用已成為熱點，益生芽孢桿菌的遺傳研究從 16S rDNA 擴增技術、 DNA探針技術、 Fish 技術到高通量測序技術不斷深化與精準，目前可實現芽孢桿菌泛基因組分析識別菌群結構， Kim 等（ 2017 ）分析 5 個芽孢桿菌屬物種的 238 個菌株，識別到各自物種的核心基因集和菌株特異基因集，這兩組基因在功能和特征上差異顯著，這一泛基因組研究深入揭示了靶對象基因組中的芽孢桿菌狀況，提示了核心基因集在宏基因組研究中的強大功能。同時，枯草芽孢桿菌群體感應系統中的自體感知研究也取得了進展，Bareia 等（ 2017 ）報道 ComQXP 和 Rap-Phr 系統是枯草芽孢桿菌中的群體感應系統，由一個外膜受體、多肽類的自體誘導物和一個胞內受體等三部分組成，在這兩個群體感應系統中，均可發現自體感應的現象，即能夠分泌自體誘導物的細菌比不能分泌的細菌具有更強烈的群體感應活性，結果表明具有自體感應的枯草芽孢桿菌在抗生素等脅迫壓力下能夠更好生存，且群體感應調控很多生理活動，自體感應有助于菌體在腸道微生態環境內完成生命和代謝活動。

基于芽孢桿菌菌種資源庫中篩選新型活性肽已成為飼用益生芽孢桿菌的研究熱點，也是評選益生菌候選菌株的新特征。Rahman 等（ 2017 ）從解淀粉芽孢桿菌分離出一種新的生物活性肽 YD1 ，YD1 具有良好的體內外活性，對革蘭氏陽性菌、陰性菌以及多藥耐藥菌都有抑制作用，研究還發現YD1 在 RAW264.7 細胞中可增加 Nrf-2 的轉錄和翻譯，增強血紅素加氧酶 -1 的水平， YD1 能夠通過降低 NO 及活性氧發揮抗氧化作用，也是一種天然的抗氧化劑，未來如何實現飼用益生解淀粉芽孢桿菌胞內的 YD1 高效表達將會促進無抗養殖的進程。另外，飼用益生芽孢桿菌的抗菌作用目前主要集中在芽孢桿菌抗菌素、抗菌肽、產酸等方面，但對菌體抗菌效應的毒素蛋白的分泌系統研究的還不夠清晰。Jamet 等（ 2017 ）首次報道了芽孢桿菌屬的 7 型分泌系統（ T7SS ），文章指出具有抗菌效應的 5 型（ T5SS ）及 6 型（ T6SS ）分泌系統僅存在于革蘭氏陰性菌中， 7 型分泌系統（ T7SS ）可分泌約100 個氨基酸大小的毒力因子，屬于 WXG100 蛋白家族。而芽孢桿菌屬的 T7SS 可能分泌一類具有WXG100 蛋白結構域及 C 端延長部分的假定抗菌毒素，作為毒素蛋白來行使抗菌效應。

飼用芽孢桿菌遺傳編輯實現有益物質的胞體表達已取得階段性成果，王相生等（ 2017 ）已建立玉米赤霉烯酮（ ZEN ）降解酶基因 ZEN-jjm 在枯草芽孢桿菌中的表達體系，成功表達 ZEN 降解酶，表達的 ZEN-jjm 蛋白能顯著緩解 ZEN 對繁殖母豬的毒害作用（ P < 0.05 ），顯著降低 ZEN 對母豬能繁殖性能的危害。Xu 等（ 2016 ）成功構建了表達豬β防御素 -2 （ pBD-2 ）和抗菌肽 cecropin P1 的枯草芽孢桿菌，試驗中先對β防御素 -2 和 ce-cropin P1 基因進行密碼子優化，再插入到 pMK4原核表達載體 Lac 啟動子下游，融合表達載體pMK-BD-2/CP1 ，經轉化并篩選出表達融合抗菌肽的枯草芽孢桿菌工程菌。結果證實融合抗菌肽經腸激酶酶切處理后釋放的 pBD-2 和 cecropinP1 對多種致病菌菌具有抗菌活力，在仔豬基礎日糧中添加此工程菌可促進斷奶仔豬的生長和提高仔豬抗病力。

疫苗是用于畜禽養殖中控制抗生素耐藥性的必要干預措施，疫苗可在五個層面影響抗生素耐藥性的機制：（ 1 ）作用于耐藥性細菌；（ 2 ）抑制耐藥性細菌的傳播；（ 3 ）控制細菌水平基因轉移；（ 4 ）預防感染控制疾病；（ 5 ）減少抗生素使用（ Atkins 等，2017 ）。Collins 等（ 2017 ）研究發現腸道菌群可作為疫苗的內源性佐劑，在疫苗反應中，腸道菌群可作為佐劑，促進 B 細胞產生抗體，直接作用于適應性免疫系統，在對疫苗免疫反應達到峰值后，菌群可能提供一個環境，招募長效記憶性免疫細胞，影響免疫應答。盧勝明（ 2002 ）通過益生芽孢桿菌制劑與新城疫疫苗聯用可顯著提供新城疫血凝抑制效價（ HI ），提高抗體水平。Inatomi 等（ 2017 ）在豬流行性腹瀉（ PED ）的農場中將懷孕母豬分為益生菌組（含丁酸梭菌的復合菌劑）和對照組，從產前 6周持續使用至產后 7 d ，兩組母豬均接種 PED 疫苗，益生菌組母豬分娩后 7 d 體重增加，產后泌乳量和初乳中蛋白質含量更高，且初乳中 IgA 、 IgG 及PED 特異抗體的含量顯著提高（ P < 0.05 ）。

最后，飼用益生芽孢桿菌是畜禽腸道產芽孢細菌的一支，屬于腸道菌群的特殊類別，腸道菌群中各種產芽孢細菌間都有著高抗性的內生孢子，根據其獨特共性，可將所有的產芽孢細菌視為一個總體進行研究，且收集所有產芽孢細菌的基因信息，構成產芽孢基因組（ Tetz 等， 2017 ）。未來區分出產芽孢菌群及產芽孢基因組，將有助于研究產芽孢細菌與其它腸道菌群成員之間的互作關系。

6、小結與展望

后抗生素時代，無抗養殖的興起。國內外諸多前沿研究報道飼用益生芽孢桿菌在畜禽養殖中“減抗”或“替抗”的應用趨于強勁，飼用益生芽孢桿菌因具有提高畜禽機體免疫力、促進畜禽腸道等器官發育、拮抗腸道致病菌、產酶益消化、提供營養物質、提升生長及繁殖性能和改善畜禽機體內外生態環境等良好效果，已成為綠色無抗養殖的一大研究熱點。但鑒于目前人類對飼用芽孢桿菌的認識有限，未來仍需加強對飼用芽孢桿菌的作用機理和應用理論的研究，利用先進科技手段有效結合動物微生態學、微生物基因組學、動物營養學和預防獸醫學較為全面的了解飼用芽孢桿菌基礎性質、遺傳信息、菌株毒力、功能機制和應用療效等，同時建立一套飼用益生芽孢桿菌的安全評價與功能評價系統。另外，芽孢制劑還要充分考慮到飼用對象不同生長階段和不同用途，做到區別對待、劑量適宜、精準施用的應用準則。而對于前沿技術，如飼用芽孢菌作為疫苗載體，當看到前景時還需通過疫苗設計及工程化改造確保疫苗的有效性及安全性，這是臨床應用中需要解決的重要問題。綜上，基于飼用芽孢桿菌的科學認識、系統評價和實際應用才能利于新型高效的畜禽芽孢桿菌制劑的創制，才能真正促進和推動飼用益生芽孢桿菌在現代畜禽無抗養殖中的推廣和應用。

注：本文由生物飼料開發國家工程研究中心(BFC)小編整理發布，如有任何建議或意見及投稿等，請您加小編微信(18611366384)交流互動。參考文獻略。
責編：穆圖、小業;
來源：中國飼料;
作者：潘慧青、張炎達、肖建設;
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