不同乳脂率奶牛瘤胃微生物及其代谢物差异分析

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作   者：

沈子亮;  王全;  曹辉;  胡立萍;  田雨;  姜惠;  毛永江;  杨章平;  张慧敏; 

作者机构：

南京卫岗乳业有限公司;  扬州大学动物科学与技术学院;  姜堰区白米镇畜牧兽医站; 

关键词：

瘤胃微生物;  瘤胃代谢物;  乳脂代谢;  奶牛; 

期刊名称：

动物营养学报

i s s n：

1006-267X

年卷期：

2022 年 34 卷 005 期

页   码：

3000-3011

摘   要：

本研究旨在分析不同乳脂率奶牛瘤胃微生物及其代谢物的差异.本试验基于江苏省某奶牛场2020年的中国荷斯坦奶牛生产性能测定(DHI)数据,选取胎次、泌乳天数及产奶量相近的高乳脂率奶牛(H组)及低乳脂率奶牛(L组)各5头,收集瘤胃液及奶样,测定常规乳成分指标、瘤胃液挥发性脂肪酸浓度与消化酶活性;通过16S rDNA测序和非靶向液相色谱-质谱(LC?MS)代谢组学技术分析瘤胃微生物组成及其代谢物.结果显示:相同饲粮条件下,H组和L组的乳脂率分别为5.82%和3.60%,二者差异极显著(P<0.01).H组瘤胃液乙酸/丙酸比值显著高于L组(P<0.05).16S rDNA测序结果表明瘤胃内厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和变形菌门(Proteobacteria)为优势菌门,且H组Kiritimatiellaeota的相对丰度显著低于L组(P<0.05).在属水平上,普雷沃氏菌属1(Prevotella_1)、解琥珀酸弧菌属(Succini?clasticum)和琥珀酸弧菌科UCG?001(Succinivibrionaceae_UCG?001)为优势菌属.2组间奶牛瘤胃菌群的丰富度与多样性无显著差异(P>0.05),但菌群组成结构存在较大差异.H组奶牛瘤胃内嗜木聚糖真杆菌群(Eubacterium_xylanophilum_group)的相对丰度显著高于L组(P<0.05),而克里斯滕森菌科R?7群(Christensenellaceae_R?7_group)、产粪甾醇真杆菌群(Eubacterium_coprostanoligenes_group)、瘤胃球菌科UCG?010(Ruminococcaceae_UCG?010)、丁酸弧菌属2(Butyrivibrio_2)、产甲烷短杆菌属(Methanobrevibacter)、p?1088?a5_gut_group、聚乙酸菌属(Acetitomaculum)、毛螺梭菌属10(Lachnoclostridium_10)、毛螺旋菌科ND3007群(Lachnospir?aceae_ND3007_group)的相对丰度显著低于L组(P<0.05).H组瘤胃内木聚糖酶活性显著高于L组(P<0.05),但脂肪酶活性极显著低于L组(P<0.01).代谢组学分析共发现了4种差异代谢物[差异倍数(FC)≥1.5且P<0.05],能够有效区分L组和H组.与L组相比,H组内显著上调的差异代谢物有月桂酸、琥珀酸、月桂酸乙酯及12,13-二羟基十八碳烯酸(P<0.05),这些代谢物富集在脂肪酸生物合成及氨基酸代谢等通路.此外,瘤胃微生物与代谢组数据关联分析显示,月桂酸、月桂酸乙酯、二羟基十八烯酸均与粪球菌属2(Coprococcus_2)呈显著正相关(P<0.05),琥珀酸与琥珀酸弧菌科UCG?002(Succinivibrionaceae_UCG?002)和普雷沃氏菌科Ga6A1群(Prevotellaceae_Ga6A1_group)呈显著正相关(P<0.05).综上所述,相同饲粮条件下,乳脂率不同的奶牛,其瘤胃发酵模式、微生物组成及其代谢物均有不同,这些微生物的变化可引起瘤胃内脂肪酸生物合成、氨基酸代谢等通路的改变,最终影响乳脂率.