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 (P > 0,05). Включването на диетични плодови кюспе увеличава теглото на илеума и цека и вискозитета на илеума дигеста (P 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 (P

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 (P > 0,05). Процентът на смъртност е нисък във всички групи (0,0–3,7%) и не се влияе от диетични лечения (P > 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 (P > 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 (P > 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 (P 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 (P = 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 (P = 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 (P = 0,027). Освен това концентрацията на амоняк зависи само от диетата (P 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 (P 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 (P Фиг. 1

плодове

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 (P ≤ 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 (P 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 (P

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.