Включване на кюспе от сушени плодове в динамиката на растежа на птиците, чревната морфология и
Резюме
Заден план
Плодовите джибри са странични продукти, богати на полифенолни съединения и диетични фибри. Изглежда, че играят важна роля в регулирането на чревната микробиота, морфологията и физиологията. Целта на това проучване е да се оцени дали ябълките (A), касисът (B) или ягодите (S) могат да бъдат подходящи съставки в диетата на бройлери и техния ефект върху здравето на червата. Общо 480 мъжки бройлери бяха разпределени на случаен принцип за 8 диетични процедури с по-ниско (3% -L) или по-високо (6% -H) съдържание на диетични фибри: две контролни групи (CL/CH), две A диети (AL/AH), две B диети (BL/BH), две S диети (SL/SH). Диетичните и плодови джибри бяха анализирани химически, за да се оцени концентрацията на полифенол и съдържанието на влакнеста фракция. След оценката на ефективността на растежа, 6 птици/група бяха заклани на 35-дневна възраст. Извършени са морфометрични и хистопатологични изследвания на дванадесетопръстника, йеюнума и илеума. Екскретите се събират за извършване на оценка на микробиота чрез 16S ДНК секвениране. Теглото, вискозитетът, ензимната активност, късоверижната мастна киселина (SCFA) и концентрацията на амоняк бяха определени в съдържанието на илеум и/или цеца.
Резултати
Диети с кюспе и А показват най-ниското съдържание на полифенол и най-високото съдържание на разтворими фракции на влакна. Не са наблюдавани значителни разлики в ефективността на растежа, морфометрията на червата и хистопатологията ( > 0,05). Включването на диетични плодови кюспе увеличава теглото на илеума и цека и вискозитета на илеума дигеста ( 0,05). На ниво род, увеличение от Вайсела в AH и Ервиния в S/B диети, както и намаляване на Лактобацилус във всички групи плодови джибри са регистрирани (
Въведение
Материали и методи
Птици и животновъдство
Изпитването беше проведено в изследователската лаборатория към Катедрата по птицевъдство, Университет на Вармия и Мазури в Олштин (Полша) в сътрудничество с Университета в Торино и Института по възпроизводство на животни и изследвания на храните на PAS в Олштин. Експерименталният протокол беше одобрен от Местния комитет за грижи и употреба на животните (Решение № 2/2018; Olsztyn, Полша), а изследването беше проведено в съответствие с Директива 2010/63/ЕС на ЕС за експерименти с животни. Програмата за температура и осветление съответства на препоръките на Aviagen Group [17]. Птиците имаха свободен достъп до храна и вода. Общо 480 мъжки бройлери от Ross 308 на еднодневна възраст са разпределени на случаен принцип за 8 диетични лечения, всяка от които се състои от 6 писалки като копия с 10 птици на кошара. Еднодневните пилета са закупени от търговска люпилня (Animex Group, Sokolka, Полша).
Диети
Формулирана е контролна диета (С), основана на пшеница, царевично брашно и соево брашно и добавен препарат Vitacel® целулоза (Rettenmaier, Варшава, Полша) като фибрен компонент. Ябълкови кюспе (A), касис (B) и ягодови кюспе (S), изсушени в ротационната барабанна сушилня SB-1.5 за остатъци от биомаса, се доставят от Agro-Bio-Produkt Sp. зоологическа градина. в Grodkowice (Полша) и бяха добавени към експерименталните диети при 3% (L, ниска целулоза) или 6% (H, висока целулоза) нива на включване като източник на фибри. Съдържанието на сурови фибри се оценява съответно на 3,2–3,3% (L) и 3,9–4,0% (H) във всички диети. За всяко диетично лечение диетите бяха разделени на две фази: стартова диета (1–14 дни) и диета за отглеждачи/довършители (15–35 дни) (Таблица 1). Хранителната стойност на експерименталните диети отговаря на нуждите от хранителни вещества за бройлери [18].
Химически анализи на кюспета и експериментални диети
Ефективност на растежа
Процесът продължи 35 дни. Телесното тегло (BW) и наддаването на телесно тегло (BWG) са регистрирани на 14 и 35 ден. Процентът на смъртността се следи ежедневно. Дневният прием на фураж (DFI) и коефициентът на преобразуване на фуража (FCR) са изчислени за целия експериментален период (1–35 дни).
Процедури преди клането
На 34-ия ден всички птици бяха индивидуално претеглени и 12 птици/диета бяха избрани въз основа на средното живо тегло на писалката, маркирани и гладувани в продължение на 8 часа. Птиците бяха електрически зашеметени (400 mA, 350 Hz), окачени на скоба и обезкървени от едностранно изрязване на врата, разрязващо дясната сънна артерия и яремната вена.
Истоморфологични изследвания
Физиологични показатели на тънките черва и цекулата
Шест птици на група бяха подложени на чревни физиологични измервания (тънко черво-SI и ceca-Ce). Възможно най-скоро след евтаназия (около 10 минути), рН се измерва директно в илеума и цека с помощта на микроелектрод и рН-йонен метър (модел 301, Hanna Instruments, Vila do Conde, Португалия). Проби от съдържание на илеал (средна 1/3 част от сегмента) бяха събрани за анализ на вискозитета, ензимната активност и съдържанието на мастни киселини с къса верига (SCFAs). Събраните проби от илеална дигеста бяха завихрени и центрофугирани при 7 211 хж за 10 минути. Супернатантната фракция (0,5 ml) се поставя в ротационен вискозиметър на конусна плоча Brookfield LVDV-II + (CP40; Brookfield Engineering Laboratories, Stoughton, MA, USA) и вискозитетът на обединените проби се измерва при постоянна температура от 39 ° C и скорост на срязване от 60 s - 1. Вискозитетът се записва като привиден вискозитет. Пресни проби от цекалното съдържание бяха използвани за анализ на сухо вещество (DM), амоняк и ензимна активност. Съдържанието на DM в цекалната дигеста се определя при 105 ° C. Амонякът се извлича от прясна цекална дигеста, улавя се в разтвор на борна киселина в ястията на Конуей и се определя чрез директно титруване със сярна киселина [26].
Характеризиране на екскретни микробиоти
В края на проучването, за да се вземат проби от екскременти, всички птици бяха извадени от всяка кошара и настанени в клетки с телени мрежи (100 cm ширина × 50 cm дължина) за 120 минути, за да се вземат проби от пресни екскременти, за да се получат шест повторения/лечение. Пробите се обединяват (чрез писалка/реплика) и след това се прехвърлят със стерилна шпатула в епендорфска епруветка, за да се съхраняват при - 80 ° C преди ДНК екстракция и секвениране. Обща ДНК беше извлечена от пробите с помощта на RNeasy Power Microbiome KIT (Qiagen, Милано, Италия), следвайки инструкциите на производителя. Един микролитър RNase (Illumina Inc, Сан Диего, Калифорния, САЩ) беше добавен за смилане на РНК в ДНК пробите с инкубация от 1 час при 37 ° С. ДНК директно екстракт от проби на екскретите се използва за оценка на микробиотата чрез амплифициране на V3-V4 региона на 16S рРНК гена, като се използват праймери и протоколи съгласно инструкциите за подготовка на библиотеката за 16S метагеномно секвениране. Реакцията за секвениране на сдвоени краища (2 × 250 bp) беше извършена с помощта на платформата Illumina MiSeq, съгласно инструкциите на производителя.
Биоинформатика и статистически анализ
Резултати
Химически анализи на кюспета и експериментални диети
Гореспоменатите различия в полифенолните съединения в плодовите маслини също повлияха върху анализираното съдържание на общите полифеноли и процианидини в експерименталните диети, хранени с бройлери по време на периода на хранене на стартери и довършители [вж. Допълнителен файл 2]. В сравнение с контролната диета, както се наблюдава за ябълкови кюспета, най-ниското увеличение на нивата на полифенол е отбелязано при диетите с AL и AH.
Ефективност на растежа
Резултатите от растежа на пилетата бройлери са обобщени в Допълнителен файл 3. Диетичното включване на плодови джибри не е повлияло съществено на растежа ( > 0,05). Процентът на смъртност е нисък във всички групи (0,0–3,7%) и не се влияе от диетични лечения ( > 0,05).
Истоморфологични изследвания
Данни относно хистоморфологичните изследвания са представени в Таблица 2. Не са регистрирани статистически значими разлики за Vh и Cd в дванадесетопръстника, йеюнума и илеума ( > 0,05). Дуоденумът и йеюнумът обаче показват по-високи Vh и Vh/Cd в сравнение с илеума. Хистопатологичните промени се развиха във всички чревни сегменти за всички диетични лечения. Понякога се наблюдават леки до умерени лимфоплазмацитни инфилтрати и хиперплазия на лимфоидната тъкан в дванадесетопръстника, йеюнума, илеума и цека. Диетичното включване на ябълки, касис и ягоди от кюспе не повлиява тежестта на наблюдаваните хистопатологични промени ( > 0,05).
Параметри на тънките черва
Оценените параметри на тънките черва са обобщени в таблица 3. Ефектът от диетата, нивото на целулоза и взаимодействието между тях върху променливите на тънките черва са отчетени в таблица 4. За да се изследва величината и отношението на връзката между диетата и оценяваните параметри, резултатите от линейната регресия са отчетени в Таблица 5. Средните стойности на теглото на SI показват значителни разлики между диетичните лечения ( 0,05).
Параметри на цекула
Диетичното лечение повлиява различни цекулни параметри (Таблица 6). Ефектът от диетата, нивото на целулоза и взаимодействието между тях върху цекалните променливи са отчетени в Таблица 4. За да се изследва величината и отношението на връзката между диетата и оценените параметри, резултатите от линейната регресия се отчитат в Таблица 5. Целое е повлиян само от диетата ( = 0,0048). Не са регистрирани значителни разлики при сравнение на диетите C с диетите с плодови джибри, докато по-голямо увеличение на теглото на Ce се наблюдава при диета A, отколкото при диета B ( = 0,010). Всъщност линейната регресия показа, че замяната на С диета с А диета би увеличила теглото на Ce от 0,49 g/kg BW ( = 0,027). Освен това концентрацията на амоняк зависи само от диетата ( Таблица 6 Параметри Ceca на пилета-бройлери, описани по диетични групи
По отношение на активността на избрани цекални ензими, α-глюкозидаза, обща активност на α-галактозидаза, скорост на освобождаване на β-галактозидаза, скорост на освобождаване на β-глюкуронидаза и активност на ксилаза показват значителни разлики между диетичните лечения ( Таблица 7 Дейности на цекални ензими, описани от диетични групи
Характеризиране на екскретни микробиоти
Бяха получени общо 13 872 068 (2 × 250 bp) сурови четения след секвениране и 13 105 059 четения преминаха през филтрите, приложени от QIIME, със средна стойност 82 079 (мин. 2315 макс. 251 716) четения/проба и средна дължина на последователността 465 bp. Анализът на разреждането и прогнозното покритие на пробите показват, че е имало задоволително покритие на всички проби (средна стойност на ESC от 94,23%).
Като се вземат предвид ефектите от диетата и нивото на целулоза между AH/AL и CH/CL, беше възможно да се наблюдава увеличаване на алфа-разнообразието на микробиотата при сравнение на AL срещу AH ( Фиг. 1
Анализ на основните компоненти (PCA) въз основа на относителното изобилие на бройлери с OTU с диетично включване на плодови джибри. а: ябълкови кюспе на високо ниво (A_HL, червено) или ниско ниво (A-LL, синьо) спрямо и контролирайте по-високо ниво на целулоза (C_HL, жълто) и контролирайте по-ниско ниво на целулоза (C_LL, лилаво). б: кюспе от касис на високо ниво (B_HL, червено) или ниско ниво (B-LL, синьо) спрямо и контролирайте по-високо ниво на целулоза (C_HL, жълто) и контролирайте по-ниско ниво на целулоза (C_LL, лилаво). ° С: ягодово кюспе (S, синьо) срещу и контролна целулоза (C, червено)
Бокс-парцели, показващи относителното изобилие на ниво род или семейство на OTU въз основа на тест за съвпадение на двойки Wilcoxon ( ≤ 0,05) във фекални проби от бройлери с диетично включване на ябълка (A-червени барове), касис (B-зелени барове) и ягода (S-лилав бар) в сравнение с контролните диети (C-синьо)
Използването на касис/ягодови кюспета, независимо от нивото на целулозата, доведе до увеличаване на бета-разнообразието на екскретни микробиоти, като се наблюдава ясно разделяне между диети B или S и диета C ( 0,05). На ниво род групите касис/ягоди се характеризират с високо присъствие на Копробацилус (В диети), Enterobacteriaceae, Enterococcaceae, Ервиния и Erysipelotrichaceae OTU (FDR
Дискусия
Настоящото проучване оценява ефектите от включването на хранителни плодове с диети върху ефективността на растежа, чревната морфология, микробиотата, тънките черва и индексите на цекулите при пилета-бройлери. Анализът на съдържанието на фибри в сушени плодови джибри показва относително малки разлики в съдържанието на неразтворима фракция на диетични фибри, докато високи разлики са открити по отношение на разтворимата фракция (SDF). Най-високото съдържание на SDF се дължи на препарата от ябълки (9,10%), докато ягодовият не съдържа почти никакви разтворими фибри (0,40%). Това е в съответствие с това, което по-рано е установено в други изследвания [9, 10, 34]. Най-важните биоактивни компоненти в пресните плодове и впоследствие в сушените плодове са полифенолни съединения [9, 35]. В настоящото проучване общата концентрация на полифенол в приготвянето на ябълки е била най-ниска (под 9 mg/g), но е била повече от три пъти по-висока при касис и ягоди. Много сравними съдържания на полифенол са наблюдавани от Juśkiewicz et al. [14, 36] в предишни проучвания, проведени върху растящи пуйки. В резултат на включването на диети с кюспе, концентрацията на полифенол нараства съответно от 4 на 29 и от 2 на 17 mg/g в диетата за начинаещи и производители, съответно.
Ефективността на растежа не се повлиява от включването на диетични плодови кюспе (
Заключение
В заключение, резултатите от настоящото проучване предполагат, че плодовите кюспета могат да бъдат нов, евтин източник на фибри в храненето на птиците. В действителност, те не влошават ефективността на растежа или морфометрията на червата/хистопатологията, подобряват производството на SCFA и намаляват производството на PSCFA както в тънките черва, така и в ceca. Те обаче показаха отрицателен ефект чрез увеличаване на теглото на SI и ceca и вискозитета на SI дигеста. Потенциална отрицателна модулация на чревната микробиота с намаляване на Лактобацилус spp. и също се наблюдава увеличение на Enterobacteriaceae и Enterococcaceae. Тъй като промяната на C диета с диета изглежда провокира по-голямо увеличение на теглото или вискозитета на SI, без да намалява производството на PSCFA в SI и ceca, в сравнение с диетата B и S, B и S изглеждат най-обещаващите източници на фибри. Настоящото проучване имаше няколко ограничения по отношение на ниската статистическа мощност поради малкия размер на пробата и по-нататъшни проучвания с по-голям брой животни изглеждат необходими, за да се разбере по-добре кои дози и кои плодови джибри трябва да бъдат по-подходящи за хранене на домашни птици.
Наличност на данни и материали
Наборите от данни, анализирани в настоящото проучване, са достъпни от съответния автор при разумна заявка.