反刍动物瘤胃微生物菌群及其影响因素的研究进展

瘤胃微生物菌群是反刍动物消化系统的组成部分,对动物的早期发育、健康和生理至关重要。近年来,越来越多的研究证实微生物菌群组成变化与宿主生产力和环境保护密切相关,调控瘤胃微生物菌群结构以提高反刍动物生产效率已经成为畜牧业领域研究的热点。文章介绍了反刍动物瘤胃微生物菌群组成,综述了微生物菌群对反刍动物胃肠道发育、免疫应答、生产性能和甲烷排放等生理参数的作用,探讨了添加剂、饲粮类型、季节变化和饲喂方式等因素对肠道微生物的影响,旨在为合理有效地调控瘤胃微生物区系和培育健康高效的反刍动物提供理论依据。

发酵玉米蛋白粉对断奶前荷斯坦公犊生长、血浆代谢物和瘤胃微生物菌群的影响

旨在研究发酵玉米蛋白粉(fermented corn gluten meal,FCGM)替代玉米蛋白粉(corn gluten meal,CGM)对断奶前公犊生长、血浆代谢物和瘤胃微生物菌群的影响。试验选取20头日龄为(6.89±1.32)d,体质量为(49.31±3.12)kg的荷斯坦公犊,经1周适应期后,将犊牛按日龄和体质量随机分为2个处理组:对照组(每千克日粮中含有50 g CGM)和试验组(50 g FCGM替代50 g CGM),进行42 d饲喂试验。试验结束后开始对犊牛进行断奶。结果显示:饲喂FCGM犊牛平均日增重较饲喂CGM犊牛显著升高(P<0.05);与对照组相比,试验组血浆白蛋白、葡萄糖、总超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、总抗氧化能力和免疫球蛋白A均显著(P<0.05)增加;日粮中添加FCGM还显著(P<0.05)提高了犊牛瘤胃内黄色瘤胃球菌和白色瘤胃球菌相对丰度,极显著(P<0.01)提高了栖瘤胃普雷沃菌和产琥珀酸丝状杆菌相对丰度。由此可见,FCGM可以提高断奶前犊牛生长性能以及抗氧化和免疫能力,同时还有利于促进断奶前犊牛瘤胃发育。

发酵玉米蛋白粉对奶牛瘤胃体外发酵特性及微生物菌群的影响

本试验旨在研究全混合日粮(TMR)中添加发酵玉米蛋白粉(fermented corn gluten meal,FCGM)对奶牛瘤胃体外发酵特性及微生物菌群的影响。选用3头体重(600±25)kg,安装永久性瘤胃瘘管的荷斯坦奶牛作为瘤胃液供体,发酵底物为TMR,分为对照组和3个试验组,各组分别在发酵液中添加0、0.3、0.6、0.9g/L FCGM(干物质基础),每个处理3个重复。记录体外发酵12、24、36和48h产气量,测定体外发酵12、24和48h发酵液pH、体外干物质消失率(IVDMD)、纤维素酶活性、氨态氮(NH3-N)、挥发性脂肪酸(VFA)和菌体蛋白浓度,并测定体外发酵24h发酵液中瘤胃微生物菌群相对丰度。结果显示:(1)添加不同水平FCGM组的体外产气量(除12h外)、慢速产气部分、潜在产气部分和有效产气速率均显著或极显著高于对照组(P<0.05;P<0.01);(2)与对照组相比,添加不同水平FCGM处理组的发酵液pH显著或极显著低于对照组,纤维素酶活性、菌体蛋白、挥发性脂肪酸、氨态氮含量和体外干物质消失率均显著或极显著升高(P<0.05;P<0.01),且0.9g/L FCGM组达到最高。(3)添加0.6和0.9g/L FCGM组发酵液中白色瘤胃球菌、黄色瘤胃球菌、产琥珀酸丝状杆菌、牛链球菌、普雷沃氏菌、溶纤维丁酸弧菌、嗜淀粉瘤胃杆菌、真菌和原虫相对丰度均显著高于对照组(P<0.05),且0.9g/L FCGM组达到最高,而产甲烷菌相对丰度显著低于对照组(P<0.05),且0.9g/L FCGM组达到最低。综上所述,TMR中添加FCGM可提高体外发酵产气量,增加发酵液内纤维素酶活性、VFA、NH3-N及菌体蛋白含量,提高瘤胃内某些纤维降解菌、蛋白降解菌、淀粉降解菌、真菌和原虫相对丰度,降低产甲烷菌相对丰度,调节瘤胃微生物菌群结构,改善瘤胃发酵,其中以添加0.9g/L FCGM为宜。

发酵玉米蛋白粉对犊牛生长、血液指标、瘤胃菌群和营养物质消化的影响

选取20头健康荷斯坦公犊,经两周适应期后,将犊牛按体重和日龄随机分为两组:①对照日粮组(未处理基础日粮);②FCGM日粮组(50 kg FCGM·kg^(-1)基础日粮;DM基础),试验期42 d。结果表明,日粮中添加FCGM显著(P<0.05)提高犊牛平均日增重和饲料效率;饲喂FCGM犊牛血浆TP、CAT、T-SOD、T-AOC、IgA和IgG含量显著(P<0.05)增加,UN和CHOL含量显著降低(P<0.05);试验组黄色瘤胃球菌、白色瘤胃球菌、栖瘤胃普雷沃氏菌、溶纤维丁酸弧菌和原虫相对丰度均显著(P<0.05)高于对照组;日粮中添加FCGM显著(P<0.05)增加CP和NDF表观消化率。日粮中添加FCGM可提高犊牛生长性能,改善血浆生化指标,提高犊牛抗氧化和免疫能力,调节瘤胃微生物菌群结构,促进营养物质消化。

外源添加短链脂肪酸调控断奶前犊牛胃肠道健康发育潜在功能和机制

胃肠道健康发育是影响犊牛生长及其潜在生产性能发挥的关键。研究报道,短链脂肪酸(SCFA)和胃肠道微生物可促进幼龄动物胃肠道健康发育,但具体机制还不明确。新生犊牛胃肠道发育不健全,胃肠道内微生物种类及丰度均较低,内源性产生的代谢产物SCFA较少。现有文献表明,SCFA具有通过影响断奶前犊牛胃肠道微生物的定植、维持肠道黏膜屏障的完整性及提高肠道抗炎能力,进而促进犊牛胃肠道健康发育的功能。本文拟从胃肠道上皮和微生物2个层次来探究并综述外源添加SCFA促进断奶前犊牛胃肠道发育的分子机制,及其对断奶前犊牛胃肠道微生物定植的影响及机理,为犊牛健康培育与科学饲养提供理论基础。

不同比例全株玉米青贮、谷草和羊草组合饲粮对干奶前期奶牛体况、瘤胃发酵和血液生化指标的影响

旨在研究不同比例谷草和羊草组合饲粮对干奶前期奶牛体况、养分表观消化率、血液指标和瘤胃发酵特性的影响。选择干奶前期荷斯坦奶牛45头,根据胎次、体况评分(BCS)、体质量及预产期接近的原则将奶牛随机分为A、B、C 3组,每组15个重复,每个重复1头牛。全株玉米青贮、谷草和羊草组合比例A、B、C组分别为24∶30∶30,24∶45∶15,24∶60∶0,各组精饲料饲喂量相同。试验期45 d。结果显示:与C组相比,A、B组干物质采食量(DMI)分别提高了7.94%(P>0.05),17.25%(P<0.05),3组的BCS差异不显著(P>0.05)。B组粗蛋白(CP)的表观消化率比A、C组分别提高9.4%(P<0.01)和14.1%(P<0.01)。试验各组粗脂肪(EE)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、钙(Ca)和磷(P)的表观消化率差异不显著(P>0.05)。A、B、C组的β-羟丁酸(BHBA)、尿素氮(BUN)和非酯化脂肪酸(NEFA)差异不显著(P>0.05)。B组的瘦素(LP)、血糖(GLU)、清蛋白(ALB)比C组分别提高了12.11%(P<0.05),22.09%(P<0.05),3.74%(P<0.05),A、B组间无差异(P>0.05)。B组的IgG比A、C组分别提高了9.45%(P<0.05),11.90%(P<0.05),A、C组差异不显著(P>0.05)。各试验组的物种观察指数、辛普森指数、赵氏指数、ACE指数、文库覆盖率差异不显著(P>0.05),A、B组间的香农指数差异显著(P<0.05)。试验组间的拟杆菌门、厚壁菌门、变形菌门丰度差异不显著(P>0.05)。结果表明,干奶前期饲粮中全株玉米青贮、谷草和羊草的比例组合为24∶30∶30时,改善了干奶前期奶牛的DMI、CP消化率、血清葡萄糖和IgG含量,对瘤胃微生物菌群无影响。