纳米级对氨基苯胂酸微粒对断奶仔猪的抗菌促生长效果及其机理研究

纳米级对氨基苯胂酸微粒对断奶仔猪的抗菌促生长效果及其机理研究

论文摘要

本课题以纳米级对氨基苯胂酸微粒(p-ASAP)为抗菌材料,用对氨基苯胂酸(p-ASA)为对照,在体外细菌培养条件下探讨其抗菌活力及其机理。在此基础上,以30日龄“杜大长”三元杂交断奶仔猪为试验动物,研究了p-ASAP对断奶仔猪生长性能、腹泻率、肠道结构功能、肠道微生物变化和组织器官砷残留的影响。体外抗菌试验以大肠杆菌Escherichia coli;猪霍乱沙门氏菌Salmonellachloleraesuis;金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus,嗜酸乳酸杆菌Lactobacillusacidophilus和两歧双歧杆菌Bifidobacterium bifidum为试验菌种,抗菌效果测定方法采用美国国家临床实验室标准委员会推荐的在体外对需氧型细菌及厌氧型细菌进行药敏试验的方法。眼观无细菌生长所含最低药物浓度即为最小抑菌浓度MIC;将所有清晰、无细菌生长的试管培养液接种于MH琼脂平板培养,以菌落数不超过5个的最低药物浓度为该药物的MBC;采用微生物黏着碳氢化合物法测定p-ASAP对大肠杆菌表面疏水性的影响:并在原子力显微镜下观察p-ASAP对猪霍乱沙门氏菌Salmonella chloleraesuis结构、形态方面变化的影响,探讨杀菌机理。饲养试验采用单因子试验设计,选择216头(体重7.0±0.40 kg)杜长大三元杂交断奶仔猪,按饲养试验要求分成6组,每组设3个重复,每个重复12头(公母各半),试验猪分别饲喂基础日粮(对照1组)、基础日粮+90mg/kg p-ASA(美国FDA推荐剂量,对照2组)、基础日粮+10mg/kg p-ASAP(试验1组)、基础日粮+30mg/kg p-ASAP(试验2组)、基础日粮+60mg/kg p-ASAP(试验3组)、基础日粮+90mg/kg p-ASAP(试验4组)。试验猪饲养于封闭、半漏缝地板式猪舍,每个重复仔猪饲养于一栏。饲喂方式采用自由采食,自由饮水。预试期5d,试验期35d。饲养试验结束空腹称重后,分别从对照1、2组及试验组中生长最佳组随机选体重相近的试验猪8头(公母各半)进行屠宰试验。在自由饮水情况下禁食24小时后屠宰取样,分析测定。体外抗菌试验结果表明,对氨基苯胂酸经纳米粒径化处理成60nm大小的微粒后,显著提高了它的抗菌活力,对大肠杆菌K88、大肠杆菌、猪霍乱沙门氏菌和金黄色葡萄球菌、嗜酸乳酸杆菌和两歧双歧杆菌的最小抑菌浓度分别达到4、4、2、2、8、和4μg╱ml:最小杀菌浓度分别达到8、16、8、8、32和32μg╱ml。同时发现p-ASAP对猪霍乱沙门氏菌和金黄色葡萄球菌有较强的抑制作用,而且对肠道有益菌—嗜酸乳酸杆菌和两歧双歧杆菌也具有一定的杀灭作用。通过原子力显微镜观察p-ASAP处理的S.choleraesuis形态学变化发现,当细菌用8μg/mL p-ASAP处理30min后,细胞被p-ASAP粒子包围,60min后细胞从圆球形变为无规则形状,1.5h后变为扁平形状,同时细胞膜出现孔洞,随着时间的推移,细胞开始萎缩变小,细胞膜破裂,胞内物质泄露,3h后S.choleraesuis细胞分解为碎片。随着p-ASAP浓度的增加,大肠杆菌表面疏水性显著下降,在菌液中添加90mg/L p-ASA,大肠杆菌表面疏水性下降了38.82%(p<0.05);添加10、30、60和90mg╱L p-ASAP悬浊液,大肠杆菌表面疏水性分别下降了47.74%(p<0.05)、59.66%(p<0.05)、74.38%(p<0.01)和79.86%(p<0.01)。饲养试验结果表明,与对照1组相比,在断奶仔猪日粮中添加10、30、60、90mg/kg p-ASAP,日均采食量分别提高了12.0%(p<0.05)、13.98%(p<0.05)、9.80%(p<0.05)和12.99%(p<0.05);日增重分别提高了28.99%(p<0.05)、29.23%(p<0.05)、21.13%(p<0.05)和23.58%(p<0.05);饲料转化率分别提高16.66%(p<0.05)、15.15%(p<0.05)、12.12%(p<0.05)和10.6%(p<0.05);腹泻率分别下降52.23%(p<0.01)、65.39%(p<0.01)、58.81%(p<0.01)和64.21%(p<0.01);试验组之间,30、60、90mg/kg比10mg╱kg p-ASAP组腹泻率分别下降22.76%(p<0.05)、13.17%(p<0.05)和25.06%(p<0.05);其它指标差异不显著。与90mg╱kg p-ASA(对照2组)相比,在断奶仔猪日粮中添加10、30、60、90mg╱kg p-ASAP,腹泻率分别下降了38.68%(p<0.05)、55.57%(p<0.05)、47.13%(p<0.05)和54.05%(p<0.05);其它指标差异不显著。消化试验结果表明,与对照1组相比,在断奶仔猪日粮中添加10、30、60和90mg/kg p-ASAP,日粮中干物质消化率分别提高13.03%(p<0.05)、14.55%(p<0.05)、11.47%(p<0.05)和12.74%(p<0.05);粗蛋白消化率分别提高16.06%(p<0.05)、15.04%(p<0.05)、14.19%(p<0.05)和14.08%(p<0.05):粗脂肪消化率分别提高13.55%(p<0.05)、12.30%(p<0.05)、16.35%(p<0.05)和14.64%(p<0.05);粗纤维消化率分别提高18.87%(p<0.05)、20.39%(p<0.05)、24.70%(p<0.05)和19.33%(p<0.05);与90mg/kg对氨基苯胂酸相比,各指标差异不显著;试验组之间各指标差异均不显著。肠道微生物培养分析显示,与对照1组相比,在断奶仔猪日粮中添加10mg╱kgp-ASAP,空肠内容物中双歧杆菌、乳酸杆菌、大肠杆菌、沙门氏菌数量分别下降21.23%(p<0.05)、21.18%(p<0.05)、41.63%(p<0.01)和41.01%(p<0.01);回肠中双歧杆菌、乳酸杆菌、大肠杆菌、沙门氏菌数量分别下降17.91%(p<0.05)、20.11%(p<0.05)、38.54%(p<0.01)和33.12%(p<0.01);结肠中双歧杆菌、乳酸杆菌、大肠杆菌、沙门氏菌数量分别下降13.75%(p<0.05)、14.82%(p<0.05)、33.85%(p<0.01)和30.18%(p<0.01);与对照2组相比,空肠中大肠杆菌、沙门氏菌数量分别下降16.96%(p<0.05))和14.69%(p<0.05);回肠中大肠杆菌、沙门氏菌数量分别下降19.96%(p<0.05)和12.39%(p<0.05);结肠中大肠杆菌、沙门氏菌数量分别下降14.81%(p<0.05)和7.59%(p<0.05)。试验结果表明p-ASAP对断奶仔猪肠道有害菌有较强的抑制和杀灭作用;同时对有益菌也有一定的抑制和杀灭作用。小肠形态结构观察结果表明,与对照1组相比,在断奶仔猪日粮中添加10mg╱kgp-ASAP,空肠、回肠组织绒毛长度分别高41.06%(p<0.01)和18.02%(p<0.05),隐窝深度浅22.72%(p<0.05)和13.82%(p<0.05);绒毛高度和隐窝深度比值提高82.60%(p<0.01)和37.14%(p<0.01);十二指肠绒毛长度和绒毛高度和隐窝深度比值有提高趋势,隐窝深度有下降趋势;与对照2组相比,空肠组织绒毛高度高20.0%(p<0.05),绒毛高度和隐窝深度比值提高29.89%(p<0.05);隐窝深度无显著差异。实验结果表明,在日粮中添加p-ASAP可以减轻仔猪因断奶所致的小肠绒毛萎缩和隐窝加深的程度,有利于营养物质的消化吸收。消化道酶活分析表明,与对照1组相比,日粮中添加添加10mg/kg p-ASAP,断奶仔猪十二指肠内容物中乳糖酶、淀粉酶、脂肪酶、总蛋白水解酶活性分别提高27.15%(p<0.05)、49.35%(p<0.05)、38.94%(p<0.05)和38.39%(p<0.05);空肠粘膜二糖酶麦芽糖酶、蔗糖酶、乳糖酶活性分别提高55.74%(p<0.01)、47.16%(p<0.01)和63.88%(p<0.01);与对照2组相比,麦芽糖酶、蔗糖酶活性分别提高17.48%(p<0.05)、29.69%(p<0.05);乳糖酶活性有提高趋势,但未达到显著水平。血清指标分析结果表明,与对照1组相比,在日粮中添加10mg/kg p-ASAP,断奶仔猪血清中TNF-α、IL-6和尿素氮水平下水平分别下降78.29%(p<0.01)、61.42%(p<0.01)和19.26%(p<0.05),血清磷水平提高39.79%(p<0.05);其它指标差异不显著。与对照2组相比所有指标差异不显著。肠道核因子测定结果表明,与对照1组相比,在断奶仔猪日粮中添加10mg╱kgp-ASAP,空肠粘膜中核因子NF-κB活性下降68.53%(p<0.01);与对照2组相比,下降33.33%(p<0.05)。组织器官砷含量测定表明,与对照1组相比,在断奶仔猪日粮中添加10mg╱kgp-ASAP,粪便和尿液中砷含量分别提高了805%(p<0.05)和325%(p<0.05);肌肉、骨、脂肪、毛发、肝脏、肾脏、皮肤中砷含量分别提高了80.0%(p<0.05)、50.0%(p<0.05)、175.0%(p<0.01)、31.25%(p<0.05)、26.31%(p<0.05)、80.95%(p<0.05)和62.96%(p<0.05);血液中砷含量无明显差异;与对照2组相比,粪便和尿液中砷含量分别下降了90.99%(p<0.01)、79.39%(p<0.01);肌肉、骨、脂肪、毛发、肝脏、肾脏、血液、皮肤中砷含量分别下降78.57%(p<0.01)、62.5%(p<0.01)、69.01%(p<0.01)、46.15%(p<0.01)、63.59%(p<0.01)、61.00%(p<0.01)、50.0%(p<0.01)和51.62%(p<0.05)。综上所述,对氨基苯胂酸经纳米粒径化处理后,显著提高了抗菌活力;在断奶仔猪日粮中添加低剂量(10mg/kg)p-ASAP微粒达到了高剂量(90mg/kg)p-ASA的抗菌促生长效果,并显著降低了砷的环境排泄和在动物组织器官中的残留。

论文目录

  • 主要缩略词
  • 摘要
  • Abstract
  • 引言
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 动物砷营养研究进展
  • 1.1.1 砷的生物学功能
  • 1.1.1.1 砷与磷酸脂的关系
  • 1.1.1.2 砷对氨基酸代谢的影响
  • 1.1.1.3 砷与造血器官
  • 1.1.1.4 砷与硒的相互作用
  • 1.1.2 砷的缺乏与过量
  • 1.1.2.1 砷的缺乏症
  • 1.1.2.2 砷的过量
  • 1.1.3 砷是生物必需微量元素的探讨
  • 1.1.3.1 砷脂
  • 1.1.3.2 砷酶
  • 1.1.3.3 砷影响物质代谢的机制
  • 1.2 砷的药理作用及其畜牧业上的应用
  • 1.2.1 砷化合物的药理作用
  • 1.2.2 砷制剂畜牧业上的应用
  • 1.2.2.1 对家禽生产性能的作用
  • 1.2.2.2 对猪生产性能的作用
  • 1.2.2.3 与其他抗菌促生长剂合用的效果
  • 1.2.2.4 对养分消化率及消化道的影响
  • 1.2.2.5 对猪皮肤毛色的影响
  • 1.2.3 有机胂的营养作用机理
  • 1.3 砷制剂的毒性
  • 1.3.1 砷的毒性
  • 1.3.2 有机胂制剂的毒性
  • 1.4 砷化合物对生物大分子合成的效应
  • 1.4.1 砷对细胞蛋白质合成的影响
  • 1.4.2 砷与细胞DNA合成
  • 1.4.3 砷对细胞基因扩增的影响
  • 1.4.4 砷对DNA损伤和修复的作用
  • 1.4.4.1 砷对DNA损伤的作用
  • 1.4.4.2 砷对DNA修复的作用
  • 1.5 有机胂添加剂在动物体内的代谢、残留及安全性
  • 1.5.1 有机胂添加剂的代谢
  • 1.5.2 有机胂的排泄与残留
  • 1.5.3 对氨基苯胂酸的安全性
  • 1.6 砷的环境行为
  • 1.6.1 砷化合物在自然界的存在
  • 1.6.2 有机胂添加剂的环境行为
  • 1.6.3 有机胂添加剂在环境中的吸附与迁移
  • 1.6.4 有机胂添加剂在环境中的转化与降解
  • 1.6.5 砷制剂对生态环境的负面效应
  • 1.7 纳米科技在生物学上的应用
  • 1.7.1 纳米技术概念
  • 1.7.2 纳米科技在动物营养中的应用
  • 1.7.2.1 构建新型饲料添加剂
  • 1.7.2.2 纳米中兽药
  • 1.7.2.3 难溶药物的处理
  • 1.8 本项目研究的目的、意义和内容
  • 第二章 体外抗菌试验
  • 2.1 材料与方法
  • 2.1.1 主要试剂
  • 2.1.2 菌种
  • 2.1.3 培养基
  • 2.1.4 抗菌物质储备液和工作液的配制
  • 2.1.5 抗菌试验方法
  • 2.1.6 原子力显微镜观察抗菌过程
  • 2.1.7 细菌疏水性测定
  • 2.1.7.1 实验菌株培养
  • 2.1.7.2 实验分组
  • 2.1.7.3 实验程序
  • 2.1.7.4 细菌细胞表面疏水率计算
  • 2.1.8 数据分析与统计
  • 2.2 结果
  • 2.2.1 p-ASAP的原子力显微观察
  • 2.2.2 p-ASAP对试验菌株的MIC和MBC
  • 2.2.3 原子力显微镜观察抗菌过程
  • 2.2.4 p-ASAP对大肠杆菌表面疏水性的影响
  • 2.3 讨论
  • 2.3.1 p-ASAP的抗菌活性
  • 2.3.2 p-ASAP对大肠杆菌细胞表面疏水性的影响
  • 第三章 动物试验
  • 3.1 材料与方法
  • 3.1.1 动物与材料
  • 3.1.1.1 试验动物
  • 3.1.1.2 试验材料
  • 3.1.1.3 试验日粮
  • 3.1.2 试验方法
  • 3.1.2.1 饲养试验
  • 3.1.2.2 消化试验
  • 3.1.2.3 屠宰试验
  • 3.1.2.4 肠道菌群的分析
  • 3.1.2.5 小肠组织形态学观测切片制作及绒毛高度和隐窝深度测定
  • 3.1.2.6 十二指肠内容物中总蛋白水解酶、乳糖酶、淀粉酶利脂肪酶活力测定
  • 3.1.2.7 粘膜二糖酶活性测定
  • 3.1.2.8 组织砷残留分析
  • 3.1.2.9 空肠组织NF-κB活性检测
  • 3.1.2.10 血清生化指标测定
  • 3.1.3 数据分析与统计
  • 3.2 结果
  • 3.2.1 p-ASAP对断奶仔猪生长性能和腹泻率的影响
  • 3.2.2 p-ASAP对断奶仔猪饲料养分消化率的影响
  • 3.2.3 p-ASAP对断奶仔猪肠道内容物菌群的影响
  • 3.2.4 p-ASAP对断奶仔猪十二指肠内容物酶和空肠粘膜二糖酶活性的影响
  • 3.2.5 p-ASAP对断奶仔猪血清指标的影响
  • 3.2.6 p-ASAP对断奶仔猪小肠绒毛长度和隐窝深度的影响
  • 3.2.7 p-ASAP对断奶仔猪肠道NF-κB活性的影响
  • 3.2.8 p-ASAP对断奶仔猪组织器官砷残留的影响
  • 3.3 讨论
  • 3.3.1 日粮添加p-ASAP对断奶仔猪生长性能的影响
  • 3.3.2 日粮添加p-ASAP对断奶仔猪采食量的影响
  • 3.3.3 日粮添加p-ASAP对断奶仔猪肠道粘膜结构的影响
  • 3.3.4 日粮添加p-ASAP对断奶仔猪腹泻率和肠道内容物菌群的影响
  • 3.3.5 日粮添加p-ASAP对断奶仔猪消化能力的影响
  • 3.3.6 日粮添加p-ASAP对断奶仔猪肠道NF-κB活性的影响
  • 3.3.7 日粮添加p-ASAP对断奶仔猪砷排泄和残留的影响
  • 第四章 提示与创新点
  • 4.1 提示
  • 4.2 创新点
  • 参考文献
  • 附录博士期间发表的论文
  • 相关论文文献

    • [1].对氨基苯胂酸对小鼠肝脏损伤作用试验[J]. 中国兽医杂志 2009(05)
    • [2].食品和饲料中砷的形态分析研究进展[J]. 农产品质量与安全 2017(03)
    • [3].小猪疑似砷制剂中毒的诊治[J]. 兽医导刊 2015(13)
    • [4].漆酶转化对氨基苯胂酸的研究[J]. 农业环境科学学报 2016(04)
    • [5].单线态氧氧化水中对氨基苯胂酸的研究[J]. 环境科学学报 2016(08)
    • [6].高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用技术测定饲料中7种砷形态化合物[J]. 中国饲料 2018(17)
    • [7].对氨基苯胂酸电化学合成的研究[J]. 电化学 2010(01)
    • [8].对氨基苯胂酸损伤小鼠前庭的实验模型[J]. 药学实践杂志 2008(06)
    • [9].液相色谱-氢化物发生原子荧光光谱法测定饲料中砷的形态[J]. 分析化学 2018(04)
    • [10].猪饲料中有机胂类药物残留检测方法——高效液相色谱法[J]. 中国农业科技导报 2008(S2)
    • [11].高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法分析生猪粪便中7种砷形态[J]. 畜牧与兽医 2019(06)
    • [12].前庭损伤急性期清醒大鼠MVN区c-Fos蛋白的表达[J]. 吉林医学 2012(04)

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