氧化锌纳米颗粒的微生物合成及其在畜牧业中作为抗菌剂和饲料添加剂的潜在应用:综述(一)

近年来,由于其独特的性能,氧化锌纳米颗粒(ZnO NPs)受到了极大的关注。值得注意的是,研究表明锌是生物体中的重要营养素。因此,通过使用微生物细胞或酶、蛋白质和其他生物分子化合物以细胞内或细胞外途径,利用原核生物和真核生物(包括细菌,真菌和酵母)可以合成ZnO NPs。ZnO NPs表现出抗菌性能,但是,纳米颗粒(NPs)的性能取决于它们的大小和形状,这使其对于各种应用具有特异性。然而,可以通过控制微生物的反应条件,通过微生物介导的合成的优化过程来获得所需的NPs的大小和形状。应当指出,ZnO NPs是通过各种化学和物理方法合成的。然而,这些方法昂贵且不环保。因此,微生物介导的ZnO NPs的合成已迅速发展,其中微生物更清洁、环保、无毒且具有生物相容性,可以替代化学和物理方法。此外,NPs形式的锌比其形式的锌更有效,因此,已针对许多潜在应用进行了探索,包括在畜牧业中。值得注意的是,随着多药耐药菌株的出现,ZnO NPs已经成为潜在的抗菌剂。这主要是由于它们在广谱抗菌方面的优越性能。而且,锌被认为是动物体内大多数生物学功能的必需微量元素。因此,据报道,使用ZnO NPs可以显著增强家畜的健康和生产水平。因此,本文综述了微生物对ZnO NPs的生物合成、生物合成的机理、优化过程的参数及其在畜牧业中作为抗菌剂和饲料添加剂的潜在应用以及它们对动物的毒理危害。

氧化锌纳米颗粒的微生物合成及其在畜牧业中作为抗菌剂和饲料添加剂的潜在应用:综述(二)

(上接第8期)能力。此外,此外,作者通过观察NPs来证实他们的结果TEM分析记录了10-15nm范围内较小尺寸的NPs。这一发现与Ma等[99]报道的结果一致,后者记录了银NPs的吸收峰随pH值的增加而增加。在pH6时用尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)合成的银纳米颗粒最小,而在较高pH时,产生最大的颗粒大,这表明参与NP合成的酶的催化活性在碱性条件下似乎失活,从而导致NP的大小增加[29]。

提高微生物植酸酶水平可提高猪日粮能量和矿物质的消化率

本试验的目的是检验以下假设:提高日粮中新型大肠杆菌植酸酶(Smizyme)的水平可改善以玉米-豆粕型日粮饲喂的生长猪的能量、干物质(DM)、钙(Ca)、磷(P)和微量矿物质的表观总肠道消化率(ATTD)。将总共56头生长猪(初始体重:13.6±1.15千克)根据完全随机区组设计分配到7种日粮中。猪被分为2个区块,每区块28头猪,每个区块每个日粮4头重复猪,每种日粮共8头猪。配制不含植酸酶的阳性对照,使其日粮含有0.70%的Ca和0.33%的标准化消化率的(STTD)P。通过去除磷酸二钙并增加石灰石的水平,配制与阳性对照日粮相似的阴性对照日粮,不同之处在于Ca和STTD的P的浓度分别降低至0.50%和0.16%。同时,配制5种与阴性对照日粮相似的日粮,但每公斤包含250、500、1000、1500或2500单位的微生物植酸酶。日粮中总能量(GE)、干物质(DM)、氮(N)、钙、磷、钠(Na)、钾(K)、镁(Mg)、硫(S)、锌(Zn)、铜(Cu)、铁(Fe)和锰(Mn)的ATTD计算而来。使用对比声明分析数据。P和Ca的ATTD和留存的数据还使用单个虚线模型进行了分析。结果表明,随着日粮中植酸酶水平的增加,日粮的氮保留量、可消化能(DE)和代谢能(ME)的水平增加(线性,P<0.05)。随着日粮中植酸酶浓度的增加,钙和磷的ATTD以及磷的STTD均增加(线性和二次,P<0.05)。P和Ca的最大保留所需的植酸酶浓度大于P和Ca的最大ATTD所需的植酸酶浓度(P<0.05)。日粮中植酸酶增加时,钾、钠、镁和锌的ATTD增加(线性,P<0.05),但硫、铜和锰却不然。总之,如果向不含无机磷的玉米-豆粕型日粮中添加水平提高的植酸酶,可提高GE、DM和大多数常量和微量矿物质的ATTD。尽管日粮添加植酸酶未影响N平衡相关的指标,但日粮添加植酸酶,可降低粪便Ca和P的排泄,提高Ca和P的留存。

微量矿物元素来源对肉鸡生物学利用率参数影响的研究

本研究旨在调查两种来源的铜、铁、锰和锌对肉鸡畜牧学性能的影响,以及通过消耗-补充研究设计来研究对表观总肠道消化率(ATTD),以及此微量元素在肝脏、胫骨(TB)、胸肌和皮肤中的沉积。将72只1日龄雄性肉鸡(CoW)500)分为3组。14天的消耗期仅饲喂日粮天然成分中的微量元素,随后的14天,其中两组补充甘氨酸结合的(Gly)或硫酸盐结合的(Sul)微量元素。第三组补充充足的日粮,但不添加微量矿物质(对照组)。相比于基础日粮组,补充微量矿物质可改善体重(P<0.05)和饲料转化率(P<0.05)。Gly组中所有微量矿物元素的ATTD均较高,而Sul组中的Mn的ATTD高于对照组(P<0.05)。Gly组和Sul组之间,锌和铜的ATTD有显著差异(P<0.05)。与对照组相比,补充Gly型矿物元素组的鸡的肝脏,以及Gly和Sul组胫骨中Mn和Fe的沉积率显著升高(P<0.05)。相比于对照组,Gly组的肝脏和胫骨中的Cu、胫骨中的Zn的沉积率有提高的趋势(P<0.1)。本研究证实,在矿物元素补充不足缺乏的情况下,添加Gly结合型的矿物元素相比于硫酸盐型矿物元素,肉鸡对微量矿物质Fe、Mn、Zn和Cu利用率较高。结果表明,比较不同来源的矿物元素,其所测定的指标显示可影响生物利用率。

猪日粮中的非抗生素饲料添加剂:综述

市场上有许多饲料添加剂可以帮助增强猪的免疫系统,调节肠道微生物群,减少断奶和其他环境挑战的负面影响。最常用的饲料添加剂包括酸化剂、锌和铜、益生菌、直接饲用微生物、酵母产品、核苷酸和植物提取物。据报道,药理学水平的锌和铜、某些酸化剂和几种植物提取物可改善猪的生产性能或改善猪的免疫功能。同时,使用益生菌、直接饲用微生物、酵母和核苷酸也可能对猪的生产性能产生积极影响,但结果不一致,在该领域还需要进行更多的研究。

饲粮添加枯草芽孢杆菌影响实验性感染致病性大肠杆菌的断奶仔猪肠道健康

背景:越来越多的证据支持补充可直接饲喂的微生物(DFM)对断奶仔猪的生产性能、健康状况和免疫反应的有益作用。因此,本研究的目的是研究日粮中添加枯草芽孢杆菌(DSM 25841)对实验感染病原性F-18大肠杆菌(E.coli)的断奶仔猪的生长性能、腹泻、肠道通透性和免疫力的影响。结果:与非刺激的对照组相比,F18大肠杆菌感染降低了(P<0.05)生长性能和肠绒毛高度,而,空肠中的腹泻和空肠细胞通透性和细胞旁通遗性增加(P<0.05)。枯草芽孢杆菌的补充线性增加了木肠杆菌感染接种后第0-5 d(PI)(P<0.05)和d0-11 PI(P=0.058)仔猪的平均日增重。与饲喂对照日粮的大肠杆菌感染仔猪相比,,补充高剂量枯草芽孢杆菌在d5和PI后的第11 d后降低了跨细胞和旁细胞通透性(P<0.05)。大肠杆茴感染上调(P<0.05)SLCSA10(可溶性载体家族5成员10)和MUC2(粘蛋白2)在PI后的第5 d后的mRNA表达,但是在饲喂对照日粮的仔猪空肠黏膜第11天PI下调SLC5A10、MUC2和CLDNI的表达(P<0.05)。补充枯草芽孢杆菌线性上调被大肠杆菌感染的仔猪空肠黏膜PI后的第5d后的CFTR和Z01以及PI后的第11 d的SLC5A10和MUC2的mRNA表达(P<0.05)。此外,大肠杆菌感染增加了断奶仔猪回肠粘膜中几种免疫基因(IL 1A,IL1B和IL7在PI后的第5 d,ILIB,lL,1L7和TNF在PI后的第5 d)的mRNA表达(P<0.05)。在对照组日粮中添加枯草芽孢杆菌线性下调大肠杆菌感染仔猪回肠粘膜中PI后的第5d的ILIA(P=0.07)和PI后的第11 d的IL6(P<0.0S)。结论:补充枯草芽孢杆蔺(DSM 25841)可提高实验感染致病性大肠杆菌的断奶仔猪的生长速度并改善其肠道屏障功能。

断奶仔猪日粮中锌磷酸盐纳米颗粒可替代氧化锌

(背景)为预防腹泻和增加生长速度给仔猪口服高剂量的氧化锌(ZnO)会污染养猪场和周围环境。因此,有必要找到一种同样有效的替代品替代高剂量的膳食ZnO。本研究评估了两种基于磷酸锌的纳米颗粒制剂(ZnA和ZnCNPs)对生长性能、肠道菌群、抗氧化剂状态以及肠和肝形态的影响。将总共100头断奶仔猪随机平均分为10组,包括对照组以及添加500、1000和2000mg/kgZn的ZnA、ZnC或ZnO的基础日粮。补充期为10天。在第0、5、10和20d收集粪便样本。在试验处理的第10d,每组选取3头猪进行屠宰并采样分析。(结果)与对照组相比,在所有饲喂ZnA的处理组中,仔猪体重增加显著提高(P<0.05)。还发现补充NPs后的仔猪粪中总需氧细菌和大肠杆菌群计数与对照组和ZnO组相比有差异(P<0.05)。粪便中大多数有氧可培养细菌代表大肠埃希菌(28.57%-47.62%)、肠球菌(3.85%-35.71%)和链球菌(3.70%-42.31%)。总共筛选了542种大肠杆菌分离株的毒力基因Sta、STb、Stx2、F4和F18。在第5天发现了大量的大肠杆菌毒力因子,主要存在于纤维状抗原和热稳定毒素中,除了用ZnC喂养的仔猪。锌处理与对照组相比,饲喂ZnO和ZnA(500mg/kg)的仔猪的血Zn水平降低,而ZnC(2000mg/kg)的仔猪的血Zn水平升高(P<0.05)。仔猪的抗氧化状态仅受ZnA影响。尽管观察到带有NP的仔猪的肝脏和肠道形态发生了一些变化,但正常健康状况和体重增加表现的提高均未反映出严重的变化。(结论)我们的结果表明,即使在最低浓度下,ZnANP对仔猪的生长性能也有积极的影响。补充ZnC的猪中大肠杆菌致病因子的发生率最低。磷酸锌基纳米颗粒可能是ZnO的有效替代物。

芽孢杆菌属益生菌添加剂通过影响肠道免疫应答、肠道菌群和血液代谢组学降低易感断奶猪对大肠杆菌F4ac的感染

背景:益生菌被认为是减少抗生素使用和预防断奶后腹泻(PWD)的潜在策略。这项研究调查了解淀粉芽孢杆菌DSM25840或枯草芽孢杆菌DSM25841对肠毒素致病性大肠杆菌(ETEC)F4刺激后断奶仔猪生长、健康、免疫、肠道功能和微生物谱的影响。方法:将64只断奶后仔猪(7748g±643g)随机分配到四组中:对照组基础日粮(CO);CO+1.28×10^(6) CFU/g解淀粉芽孢杆菌(BAA);CO+1.28×10^(6)CFU/g枯草芽孢杆菌(BAS)的日粮;CO+1g粘菌素/kg日粮(AB)。在第(d)7天,用105CFU/mL产肠毒素大肠杆菌(ETEC)F4acO149感染动物,然后进行粪便记分和生产性能记录,直至第21天。在第6、12和21天收集血液用于免疫球蛋白测定,在第8天收集急性期蛋白,在第8和21天进行代谢组学分析。在第21天对空肠进行形态测定、定量细胞凋亡、细胞增殖,中性和酸性粘蛋白以及IgA分泌细胞、微阵列分析,并在第21天收集空肠和盲肠内容物的微生物群。结果:在第14天,AB和BAS与CO相比,粪便得分降低(P<0.05)。体重(BW)、平均日增重(ADWG)、平均日采食量(ADFI)和料重比(G:F)在芽孢杆菌组和CO之间没有差异。AB改善d7,d14和d21的BW以及d0至d7的ADWG、ADFI和G:F(P<0.05)。在第8天,CO的血浆精氨酸、赖氨酸、鸟氨酸、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸的含量高于其他组,触珠蛋白的含量高于AB(P<0.05)。在第21天,CO的血中甘氨酸、谷氨酰胺和IgA含量低于BAS。肠道形态、细胞凋亡和粘蛋白无差异。BAS和AB增加了绒毛的有丝分裂指数。BAS和AB的转录组谱与CO相似。BAA,BAS和AB丰富了与适应性免疫反应相关的基因组。CO有丰富的用于核结构和RNA加工的基因集。相比于其他组,CO组盲肠中大肠杆菌有升高的趋势(P=0.06)。结论:枯草芽孢杆菌DSM25841处理可减少断奶仔猪的ETECF4ac感染,减少腹泻并影响粘膜转录组学特征。

螯合锌相比于无机锌提高饲喂高铜日粮肉鸡的生长性能

背景:本研究的目的比较高剂量硫酸铜形式的Cu(250mg/kg)对三个不同的锌源(ZnSO2·H20;[锌双(-2-羟基-4-(甲基硫基丁酸)],Zn(HMTBa)2(一种螯合的锌蛋氨酸羟基类似物和Zn-Met)的拮抗作用,使用罗斯308肉鸡的多种动物性能指标进行测量。方法:在饲喂半纯化饲料的肉鸡上进行三个实验。所有鸡饲喂1 w的缺锌日粮(8.5 mg/kg日粮),然后提供2w的实验日粮。结果:实验1是2×2析因设计,具有2种水平的Cu(8 vs.250 mg/kg,来自CuSO4)和2种来源的30 mg/kg的Zn[ZnSO4·H20 vs.Zn(HMTBa)2]。仅在饲喂ZnSO4的鸡中,高剂量的Cu会损害其生长性能。与ZnSO4·H20相比,Zn(HMT-Ba)2改善了采食量(12%;P<0.001)和增重(12%,P<0.001),并且在250 mg/kg的Cu存在下其优势更加明显日粮铜。实验2是在250 mg/kgCuSO。存在的情况下,调整ZnSO4·H2O和Zn(HMTBa)2的剂量为30、45、60和75 mg/kg饲料。随锌水平从30 mg/kg增加到75 mg/kg,料重比和胫骨锌增加。饲喂Zn(HMTBa)2的处理组采食量和增重均高于饲喂ZnSO4的处理组,特别是在添加量较低的情况下(30和45 mg/kg;相互作用P<0.05)。实验3比较了在含或不含250mg/kgCuSO。的情况下30mg/kg剂量的2种有机锌源(Zn(HMTBa)2与.Zn-Met)。未观察到锌源与铜之间在生产性能或组织矿物质浓度上的相互作用。高日粮铜降低体增重(P<0.01)。每天补充250 mg/kg的铜会显著增加胫骨铜和肝铜水平(P<0.01)。2种锌源之间没有观察到差异。结论:250 mg/kg Cu显著降低了饲喂ZnSO4·H20的肉鸡的采食量和体增重,但对饲喂Zn(HMTBa)2的处理组影响较小。在2种有机锌源之间未观察到差异。这些结果与以下假设相吻合:在高剂量Cu存在情况下,螯合有机锌比无机锌的利用率更高。

补充包被氧化锌、有机酸和纯植物性治疗药物对断奶仔猪生长性能、养分消化率、血液指标、粪便菌群和粪便锌含量的影响

将125头初始体重(BW)为7.66±1.30 kg的杂交猪随机分配到5种日粮处理中的1种。每个处理有5个重复栏,每栏5头猪。处理方法如下:(1)CON,对照日粮;(2)氧化锌(ZO),CON+0.3%ZO;(3)ZOM,CON+0.3%ZO+0.1%包被有机酸和纯植物性治疗药物(MOP);(4)包被氧化锌(MZO),CON+0.03%MZO;(5)MZOM,CON+0.03%MZO+0.1%MOP。MZO组的最终BW比ZO组高(P=0.03);与ZO组相比,试验第15至34天以及整个试验期间,MZO组具有较高的平均每日增重和饲料转化率(P=0.04,0.01)。MZO和MZOM组的干物质(DM)和能量的表观总消化率(ATTD)高于ZO组(P<0.05)。与CON相比,在ZOM和MZOM日粮中观察到的粪便大肠杆菌排泄量较少(P<0.05)。MZO组比ZO和CON组降低了粪便中的锌含量(P=0.001)。总之,结果表明,添加0.3%MZO可以改善生长性能和DM的ATTD;添加0.1%的MOP可以减少断奶仔猪粪便中大肠杆菌菌落并降低锌含量。

日粮精氨酸与赖氨酸的比例对快速生长肉鸡生产性能、肉品质、血浆和肌肉代谢组学的影响

(背景)由于精氨酸在禽肉中起重要作用,因此猜测当前采用的日粮中精氨酸与赖氨酸的比例是否足以满足现代肉鸡对精氨酸的需求。因此,本研究旨在评估在商业肉鸡日粮中添加L-精氨酸对快速生长肉鸡的生产性能、胸肌品质、胸肌肌病和足垫皮炎(FPD)的发生率和严重程度以及血浆和肌肉代谢组学概况。(结果)将总共1170只1日龄的罗斯308雄性小鸡分为两个试验组,每组9个重复,每组饲喂商业基础日粮(CON,每个饲养阶段可消化的Arg:Lys比为1.05、1.05、1.06和1.07)或分别在基础日粮中补充结晶L-精氨酸(ARG,可消化的Arg:Lys比分别为1.15、1.15、1.16和1.17)。在每个饲养阶段结束时(12、22、33.43 d)测定生产性能指标。在屠宰时(43天),评估FPD和胸肌病的发生率和严重程度,同时收集血浆和胸肌样本并通过质子核磁共振波谱进行了分析。与对照日粮相比,日粮添加精氨酸在12 d(1.352 vs 1.401),22(1.398 vs 1.420,P<0.01)和33 d(1.494 vs 1.524,P<0.05)时显著降低了饲料转化率,并且在整个试验期间有改善的趋势(1.646对1.675,P=0.09)。与CON组相比,第33 d时,ARG组体重显著升高(1884 vs 1829 g;P<0.05)。未观察到对肉品质,胸肌病和FPD发生的显著影响。ARG组鸡的血清精氨酸和亮氨酸水平显著较高,而血清乙酰乙酸盐、谷氨酸盐、腺苷和脯氨酸水平较低。ARG组鸡的胸肌中的精氨酸和乙酸盐水平较高,而丙酮和肌苷水平较低(P<0.05)。(结论)综上所述,这些数据表明,可消化的Arg:Lys比的提高对肉鸡的饲料效率具有积极影响,这可能是通过调节在能量和蛋白质代谢中起关键作用的代谢物来实现的。

棕榈油、玉米油或大豆油对生长猪矿物质表观总消化率的影响

本研究旨在确定日粮中添加不同脂肪酸组成的脂肪源对生长猪矿物元素表观消化率(ATTD)的影响。基础日粮是基于玉米、马铃薯分离蛋白和7%蔗糖而制定。5种替代日粮与基础日粮相似,除了用7%的牛脂、精选白色动物油脂、棕榈油、玉米油或大豆油代替蔗糖外。配制的日粮含有0.70%Ca和0.33%肠道标准可消化P。将生长猪(n=60,15.99±1.48 kg的初始体重)按照完全随机区组设计方法随机分到2个区,每个区组30头猪,6种日粮处理和每个处理10头猪。提供12 d的试验日粮,最初的5 d为过度期。使用“标记对标记”方法收集粪便,为期5天,并计算所有日粮的矿物质、乙醚提取物和酸水解乙醚提取物的ATTD。与添加精选动物白色油脂的日粮或基础日粮相比,含大豆油的日粮中的DM消化率更高(P<0.05),而其他日粮的数值居中。对于饲喂含有豆油、玉米油、棕榈油或牛脂日粮的猪,其Ca、S和P的ATTD要比饲喂基础日粮或含有精选白色动物油脂的日粮的猪高(P<0.05)。各日粮中镁、锌、锰、钠和钾的ATTD值没有差异。含棕榈油、玉米油或大豆油的日粮中醚提取物的ATTD高于含精选白色动物油脂的日粮,含大豆油的日粮中酸水解醚提取物的ATTD高于含精选白色动物油脂的日粮(P<0.05)。结论,在基础日粮中添加牛脂、棕榈油、玉米油或大豆油可能会增加常量矿物质的ATTD,但如果使用白色动物油脂似乎并非如此。没有证据表明本试验中使用的脂肪源对任何矿物质的ATTD都有负面影响。

饲料中富集的日粮纤维调控乳猪肠道的发育

(背景)商业断奶前的日粮被配制为高度易消化和营养密集型饲料,且日粮纤维含量低。相反,自然环境中的猪从小就开始采食富含纤维的植物原料。此外,日粮纤维会影响大猪的胃肠道(GIT)发育和健康。我们假设,在尺寸和功能方面,含有植物纤维的补充日粮能够加速乳猪的胃肠道发育。从出生的第2天起,母猪哺乳的仔猪即采食低纤维日粮(CON),含有可发酵长链阿拉伯木聚糖(lc-AXOS)的日粮,含有大量不可发酵的纯化纤维素(CELL)的日粮,或包含两种纤维的日粮。在最初的2周内,对照日粮是高密度的代乳品,然后是干燥且易消化的破碎粉料。在第25天断奶时,每个实验组选取15头仔猪,确定采食分组,并确定起源于6或7窝的幼仔,将15头猪屠宰,用于检测GIT形态、小肠通透性和消化物的代谢情况。选取十只仔猪组成的亚组中评估结肠中部的微生物群组成。(结果)未观察到纤维来源之间主要的统计学交互作用。仔猪正常采食含纤维的乳料和粉碎料。胃的大小和小肠通透性未受影响。仅lc-AXOS组会增加大肠的充盈,而两种来源的纤维均增加(P<0.050)了大肠的相对重量。而且,与CON相比,CELL降低了回肠pH并有增加回肠DM含量的趋势(P<0.050)。此外,通过添加CELL,盲肠(P<0.100)和结肠中部(P<0.050)的挥发性脂肪酸浓度增加。lc-AXOS仅刺激了盲肠丙酸酯(P<0.050)。微生物组成显示出较高的个体差异和较低的日粮影响。尽管如此,CELL诱导了特定菌属的轻微改变,以及Escherichia-Shigella显著地降低。(结论)在仔猪的补充日粮中添加日粮纤维可以改变大肠形态,但不能改变小肠通透性。此外,日粮纤维对后肠的发酵和微生物种群的适度变化表现出影响,而低发酵性纤维素表现出更明显的影响。