基于宏基因组测序技术研究正常与腹泻牦牛犊牛肠道菌群特征

本试验旨在探究正常与腹泻牦牛犊牛肠道菌群组成特征,为牦牛犊牛培育中腹泻的早期预防提供重要参考。试验选取2月龄牦牛犊牛(公)6头,其中正常牦牛犊牛3头,腹泻牦牛犊牛3头,采用直肠取样法采集所有犊牛粪便样品,提取高质量的细菌总DNA,利用宏基因组测序技术分析正常与腹泻牦牛犊牛肠道微生物群落结构及功能基因组成。结果表明:腹泻牦牛犊牛粪便微生物Shannon指数、Simpson指数、Chao1指数和ACE指数低于正常牦牛犊牛;在门水平上,相比正常牦牛犊牛,腹泻牦牛犊牛的粪便微生物中变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度显著升高(P<0.05),软壁菌门(Tenericutes)、衣原体门(Chlamydiae)的相对丰度显著降低(P<0.05);在KEGG分析中,正常与腹泻牦牛犊牛在代谢通路上没有显著差异(P>0.05);在EggNOG水平功能分析中,腹泻牦牛犊牛的基因在细胞外结构、细胞运动性、转录以及复制、重组和修复上显著富集(P<0.05),正常牦牛犊牛的基因在翻译、核糖体结构与生物发生、细胞壁/膜/包膜生物发生上显著富集(P<0.05);在CAZy水平功能分析中,正常和腹泻牦牛犊牛肠道微生物基因均主要在糖苷水解酶、糖基转移酶基因家族中有显著差异(P<0.05);在CARD的抗性基因分析中,腹泻牦牛犊牛携带抗性基因较多的主要菌门有4个,依次是厚壁菌门(Firmicutes)、Proteobacteria、拟杆菌门(Bacteroidetes)、梭杆菌门(Fusobacteria),正常牦牛犊牛携带抗性基因较多的主要菌门有6个,其中占比较高的有3个,依次是Firmicutes、Bacteroidetes、Proteobacteria,同时发现正常和腹泻牦牛犊牛中Proteobacteria的占比与其携带抗性基因的占比呈负相关;在LEfSe分析中,腹泻牦牛犊牛的抗性基因多于正常牦牛犊牛,且多为多重耐药基因。综上可知,发生腹泻的牦牛犊牛肠道菌群的多样性降低,会引起变形菌门相对丰度的增加和厚壁菌门相对丰度的减少;同时,腹泻牦牛犊牛携带的抗性基因增加,且多数基因属于多重耐药基因。

牦牛犊牛肠源益生性抑菌乳酸菌的筛选与鉴定

研究以牦牛犊牛肠道内容物为菌源,通过革兰氏染色镜检、过氧化氢试验、抑菌能力试验、耐受性试验和产酸能力等综合评价牦牛犊肠源益生性抑菌乳酸菌的筛选。结果表明:筛选获得的菌株H2和H3益生特性表现良好,分别为乳酸片球菌和戊糖片球菌。菌株H2与H3对沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌均有抑制作用,培养液pH值≤4时,菌株H2和H3的存活率均达到72%以上,培养液胆盐浓度≤0.3%时,菌株H2和H3的存活率均为43%以上。研究表明,筛选获得牦牛犊牛肠源益生性抑菌乳酸菌H2(乳酸片球菌)和H3(戊糖片球菌)可作为牦牛犊牛肠道益生菌制剂开发的后续研究。

体外产气法评价不同分级指数玉米青贮—苜蓿干草组合发酵特性

为明确不同分级指数(Grading index,GI)下牦牛日粮粗饲料营养情况,本试验选取了5种不同GI(7.20,6.43,5.66,4.89,4.12)的玉米青贮—苜蓿干草组合,其质量比分别为70∶30,60∶40,50∶50,40∶60,30∶70,进行牦牛瘤胃体外发酵试验,旨在探究不同组合下牦牛瘤胃体外发酵效果。试验结果表明:发酵48 h时,GI=7.20组合的累积产气量(Gas production,GP)显著高于或极显著高于其他组合(P<0.05或P<0.01);各GI组合的干物质降解率(Dry matter degradation in vitro,IVDMD)差异不显著(P>0.05);发酵3 h和12 h时,GI=7.20组合的中性洗涤纤维降解率(Neutral detergent fiber in vitro,IVNDFD)与GI=6.43组合差异不显著但极显著高于其他GI组合(P<0.01);3 h,6 h,12 h,24 h时的氨态氮(NH3-N)浓度随着GI降低呈现出减小趋势,48 h时的NH3-N浓度随着GI降低呈现出先减小后增加趋势,GI=7.20时的NH3-N浓度最大;发酵48 h时,各GI组合的微生物蛋白(Microbial protein,MCP)浓度差异不显著(P>0.05),但GI=7.20时的MCP浓度最大;发酵48 h时,乙酸、丙酸、总挥发性脂肪酸(Total volatile fatty acid,TVFA)浓度随着GI降低呈现出减小趋势,GI=7.20时的乙酸、丙酸、TVFA浓度最大;各GI组合发酵6 h^48 h均呈现了正组合效应,综合组合效应值(Multiply factors associative effects index,MFAEI)随着GI减小呈现先减小后增大的趋势,且各时间段GI=7.20组合的MFAEI高于其他GI组合。综上所述,GI值为7.20玉米青贮—苜蓿干草组合的牦牛瘤胃体外发酵效果最优。

牦牛犊牛益生乳酸菌的分离鉴定及其体外筛选

以牦牛犊牛胃肠道内容物作为菌源,筛选出3株同时对大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌起抑制作用的乳酸菌,编号分别为A1、A2和A8。经16S rRNA序列分析鉴定,A1、A2为乳酸片球菌,A8为戊糖乳杆菌。经体外评价其益生特性,在培养液pH=4时,所有乳酸菌的活菌数均较高;培养液胆盐浓度在3 g/L时,菌株的存活率均在50%。筛选的3株具有潜在益生性抑菌特性的乳酸菌,可为青海地区牦牛犊牛预防腹泻复合益生菌制剂的研发提供参考。