玉米不同加工方式的開食料對(duì)羔羊早期斷奶前和斷奶后瘤胃發(fā)酵和微生物區(qū)系的影響

李 勇 蔡小芳 張成新 劉 鵬 李彩聯(lián) 郭艷麗*

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，蘭州 730070；2.河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院牧業(yè)工程學(xué)院，鄭州 451450)

開食料的物理形態(tài)及其中谷物飼料的加工方式是影響幼齡反芻動(dòng)物瘤胃發(fā)育的重要因素，受到人們的廣泛關(guān)注。在犢牛上的相關(guān)研究表明，將開食料中的玉米進(jìn)行蒸汽壓片處理能夠影響開食料的適口性和犢牛的采食量[1]，進(jìn)而影響犢牛瘤胃的發(fā)酵和發(fā)育[2]；與粉碎[3-4]、壓碎[1]和顆粒化[5]開食料相比，將開食料中的玉米進(jìn)行蒸汽壓片處理更有利于犢牛生長(zhǎng)性能的提高和瘤胃發(fā)酵[6]；同時(shí)，飼糧的物理形態(tài)和化學(xué)組成能夠顯著影響犢牛的瘤胃微生物組成[7]。在羔羊上也有類似研究，但相對(duì)較少。Karimizadeh等[8]研究表明，相對(duì)于磨碎或顆?；_食料，采食塊狀飼料的育肥綿羊表現(xiàn)出較好的養(yǎng)分消化、瘤胃發(fā)酵和生長(zhǎng)性能。而Mirmohammadi等[9]的研究發(fā)現(xiàn)，與塊狀飼料相比，磨碎飼料組生長(zhǎng)肥育羊的生長(zhǎng)效率更高。Abouheif等[10]的研究表明，與較短(9.5 mm)苜蓿干草相比，在飼糧中添加較長(zhǎng)(14 mm)的苜蓿干草可提高生長(zhǎng)肥育羊的中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)消化率，延長(zhǎng)反芻時(shí)間。但有關(guān)開食料中玉米加工方式對(duì)羔羊早期斷奶前和斷奶后瘤胃發(fā)酵和微生物區(qū)系影響的研究報(bào)道較少。因此，本試驗(yàn)設(shè)計(jì)2種玉米加工方式的開食料，從瘤胃發(fā)酵和微生物區(qū)系2個(gè)方面研究開食料中玉米加工方式對(duì)羔羊瘤胃早期發(fā)育的影響，為肉羊生產(chǎn)中開食料的研發(fā)和應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)動(dòng)物

選擇初生重相近的24只8日齡湖羊公羔[平均體重(5.04±0.75) kg，購(gòu)于甘肅省白銀市康瑞種羊養(yǎng)殖公司]，隨機(jī)分為2組，每組12只，分別飼喂顆粒化開食料(PS組，玉米及其他原料全部粉碎后制粒)和蒸汽壓片玉米開食料(SFS組，玉米進(jìn)行蒸汽壓片處理后破碎，其他原料粉碎后制粒，然后將破碎的蒸汽壓片玉米與其他原料制成的顆粒料混合后飼喂)。

1.2 開食料的制備

參照NRC(2007)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)羔羊開食料配方(表1)，由甘肅傲農(nóng)飼料科技有限公司(武威)生產(chǎn)加工。其中，顆?；_食料是將各種飼料原料粉碎后環(huán)模制粒(溫度84～86 ℃，4.5 mm，壓縮比1∶5，直徑6 mm)；蒸汽壓片玉米開食料是將玉米蒸汽壓片、破碎(直徑4～5 mm)，其他原料粉碎后制粒(工藝及參數(shù)同顆?；_食料)，然后將二者按比例混合而成。

表1 開食料組成及營(yíng)養(yǎng)水平(飼喂基礎(chǔ))

1.3 飼養(yǎng)管理

羔羊1～7日齡隨母羊哺乳。8日齡與母羊分開，單欄(0.8 m×1.3 m)飼養(yǎng)，按體重的2%在08:00、14:00、20:00分3次等量飼喂代乳粉(購(gòu)于北京精準(zhǔn)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究中心，其營(yíng)養(yǎng)成分含量：粗蛋白質(zhì)23%，粗脂肪12%，粗纖維3%，鈣0.6%～1.5%，食鹽0.1%～1.2%，賴氨酸2.2%，蛋氨酸1%，蘇氨酸1%，維生素E 80 IU，維生素A 13 000～50 000 IU，維生素D 3 000～10 000 IU)，同時(shí)開始飼喂開食料，自由采食和飲水。35日齡斷代乳粉，42日齡試驗(yàn)結(jié)束。試驗(yàn)期間，每天早晨清理羊欄內(nèi)衛(wèi)生，每2周消毒1次，保證羊舍干燥、清潔。

1.4 樣品采集與制備

分別于21日齡(斷奶前)、42日齡(斷奶后)，每組隨機(jī)選擇6只羔羊，屠宰，采集瘤胃內(nèi)容物，混勻，1份用4層紗布過(guò)濾，將濾液分裝于10 mL無(wú)菌離心管中，-20 ℃保存，用于測(cè)定瘤胃發(fā)酵參數(shù)；1份裝入EP管，投入液氮速凍，-80 ℃保存，用于測(cè)定瘤胃微生物。

1.5 測(cè)定指標(biāo)及方法

采用氣相色譜法[11]測(cè)定瘤胃液揮發(fā)性脂肪酸含量。取約10 mL瘤胃液，在4 ℃下10 000～120 00×g離心10 min，取上清液，加入25%偏磷酸(200 μL/mL揮發(fā)性脂肪酸樣品)，如前法再次離心，取上清液，采用氣相色譜儀(AI 3000,Thermo公司，德國(guó))測(cè)瘤胃液揮發(fā)性脂肪酸含量。進(jìn)樣量：0.6 μL，色譜柱：AE-FFAP毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.25 mm×0.33 μm，蘭州中科安泰分析科技有限公司)。色譜條件：進(jìn)樣口溫度200 ℃，氮?dú)?N2)流量2.0 mL/min，分流比40∶1，程序升溫模式(120 ℃ 3 min，10 ℃/min升至180 ℃，保持1 min)，檢測(cè)器250 ℃，氫火焰離子化檢測(cè)器(FID)空氣、氫氣(H2)和N2流量分別為450、40和45 mL/min，柱箱升溫程序?yàn)橐?0 ℃/min由45 ℃升至150 ℃，保持5 min。

1.5.2 瘤胃液氨態(tài)氮含量

瘤胃液氨態(tài)氮含量采用比色法[12]測(cè)定。

1.5.3 瘤胃微生物區(qū)系

瘤胃微生物區(qū)系測(cè)定在北京諾禾致源科技股份有限公司(中國(guó))完成。因貯存過(guò)程中有1個(gè)樣品損壞，每組均取5個(gè)樣品進(jìn)行測(cè)定。

1.5.3.1 基因組DNA提取和PCR擴(kuò)增

采用CTAB方法提取樣本中基因組DNA，用瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)DNA的純度和濃度，然后取適量的樣本DNA于離心管中，用無(wú)菌水稀釋樣本至1 ng/μL?；谙♂尯蟮幕蚪MDNA模板，根據(jù)測(cè)序區(qū)域(16S V4區(qū))，選擇使用帶Barcode的特異引物(515F：5′-GTGCCAGCMGCCGCGGTAA-3′；806R：5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′)，采用Phusion?High-Fidelity PCR Master Mix with GC Buffer(New England Biolabs公司)及高效高保真酶進(jìn)行PCR擴(kuò)增。PCR總反應(yīng)體系為37.5 μL：2×Taq PCR mix 25 μL，上、下游引物(10 μmol/L)各1 μL，gDNA 2.5 μL，dH2O 8.0 μL。PCR反應(yīng)程序：95 ℃預(yù)變性5 min；94 ℃變性1 min，57 ℃退火45 s，72 ℃延伸1 min，共34個(gè)循環(huán)；72 ℃延伸10 min。PCR擴(kuò)增產(chǎn)物采用2%的瓊脂糖凝膠進(jìn)行電泳檢測(cè)。回收產(chǎn)物，使用TruSeq?DNA PCR-Free Sample Preparation Kit建庫(kù)試劑盒進(jìn)行文庫(kù)構(gòu)建，構(gòu)建好的文庫(kù)經(jīng)過(guò)Qubit和Q-PCR定量，文庫(kù)合格后，用于構(gòu)建測(cè)序文庫(kù)。

1.5.3.2 16S rDNA PCR產(chǎn)物高通量測(cè)序及分析

農(nóng)村幼兒園繪本閱讀效果的提升需要家長(zhǎng)、幼兒園老師以及幼兒的共同努力，通過(guò)提高幼兒園老師自身幼兒教育水平、增加家長(zhǎng)合作渠道以及培養(yǎng)幼兒繪本閱讀興趣等途徑來(lái)提高消除阻礙幼兒園繪本閱讀活動(dòng)開展的各種因素，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)幼兒、幼兒園老師以及幼兒園教育事業(yè)的共同發(fā)展。

建庫(kù)后使用HiSeq2500 PE250進(jìn)行上機(jī)測(cè)序。原始數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾和去除嵌合體等處理后，對(duì)優(yōu)質(zhì)序列按相似度97%進(jìn)行操作分類單元(OTUs)聚類分析。對(duì)OTUs列表中的各樣品微生物進(jìn)行α多樣性和β多樣性分析，對(duì)微生物的種類和結(jié)構(gòu)進(jìn)行注釋。采用LEfSe分析2組羔羊瘤胃中相對(duì)豐度存在顯著差異的物種。

1.5.3.3 微生物功能預(yù)測(cè)分析

采用Tax4Fun方法[13]，基于16S Silva數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)瘤胃微生物區(qū)系的功能進(jìn)行預(yù)測(cè)，具體如下：首先提取KEGG數(shù)據(jù)庫(kù)中原核生物全部基因組16S rRNA序列，然后利用BLASTN算法，在SILVA SSU Ref NR數(shù)據(jù)庫(kù)中(BLAST bitscore>1 500)與其比對(duì)，建立相關(guān)矩陣，再通過(guò)2種方法(UProC和PAUDA)，將注釋到KEGG數(shù)據(jù)庫(kù)中的原核生物全部基因組功能信息與SILVA數(shù)據(jù)庫(kù)中基因組功能信息進(jìn)行比對(duì)，從而達(dá)到SILVA數(shù)據(jù)庫(kù)功能注釋的目的。

1.6 統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行t檢驗(yàn)，以P<0.05作為差異顯著標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 瘤胃發(fā)酵參數(shù)

由表2可知，與PS組相比，SFS組羔羊斷奶前和斷奶后瘤胃液中總揮發(fā)性脂肪酸、丙酸、丁酸含量均顯著提高(P<0.05)，斷奶前分別提高了23.06%、35.58%、56.44%，斷奶后分別提高了7.82%，28.87%，32.47%；其他指標(biāo)不受開食料中玉米加工方式的影響(P>0.05)。

表2 羔羊瘤胃發(fā)酵參數(shù)

2.2 瘤胃微生物α多樣性

由表3可知，開食料中玉米加工方式對(duì)羔羊斷奶前和斷奶后瘤胃微生物α多樣性各項(xiàng)指標(biāo)均無(wú)顯著影響(P>0.05)。

表3 瘤胃微生物α多樣性

2.3 瘤胃微生物β多樣性

由微生物OTUs的主坐標(biāo)分析(PCoA，圖1)可以看出，主成分1(PC1)和主成分2(PC2)對(duì)樣本間變異的貢獻(xiàn)率分別為21.80%和19.69%，可以充分反映樣本間的差異；PCoA結(jié)果顯示，組內(nèi)樣品距離較近。非度量多維尺度(NMDS，圖2)結(jié)果顯示，Stress值(0.133)小于0.2，說(shuō)明能夠準(zhǔn)確表示這些數(shù)據(jù)；PS組斷奶前羔羊多數(shù)樣本與其他3組樣本遠(yuǎn)遠(yuǎn)分開，反映出組間菌群結(jié)構(gòu)和多樣性存在差異。

PS21：PS組斷奶前；SFS21：SFS組斷奶前；PS42：PS組斷奶后；SFS42：SFS組斷奶后。下圖同。

圖2 瘤胃微生物OTUs非度量多維尺度分析

2.4 瘤胃微生物區(qū)系

由圖3可知，2組羔羊斷奶前和斷奶后瘤胃中的優(yōu)勢(shì)菌門均為擬桿菌門(Bacteroidetes)和厚壁菌門(Firmicutes)，相對(duì)豐度均大于24%。SFS組擬桿菌門的相對(duì)豐度(61.96%)在斷奶前就已超過(guò)厚壁菌門(32.08%)和變形菌門(Proteobacteria，3.99%)，成為第一優(yōu)勢(shì)菌門，且接近斷奶后水平(65.36%)；而PS組擬桿菌門的相對(duì)豐度(57.28%)在斷奶后才超過(guò)厚壁菌門(31.21%)和變形菌門(1.15%)，且仍低于斷奶前和斷奶后SFS組擬桿菌門的相對(duì)豐度(61.96%和65.36%)。

Bacteroidetes：擬桿菌門；Firmicutes：厚壁菌門；Proteobacteria：變形菌門；Cyanobacteria：藍(lán)藻菌門；Actinobacteria：放線菌門；Spirochaetes:螺旋體門；Melainabacteria：黑水仙菌門；Euryarchaeota：廣古菌門；Fibrobacteres:纖維桿菌門；unidentified_Bacteria:未鑒定細(xì)菌；others:其他。

以 LDA>4為判定標(biāo)準(zhǔn)，篩選斷奶前、后相對(duì)豐度存在顯著差異的物種。在屬水平上，斷奶前(圖4)，SFS組梭菌目未鑒定屬(unidentified_Clostridiales)、乳球菌屬(Lactpcoccus)、乳桿菌屬(Lactobacillus)、八疊球菌屬(Sarcina)和藍(lán)藻菌門未鑒定屬(unidentified_Cyanobacteria)的相對(duì)豐度較PS組顯著降低(P<0.05)，夏普氏菌屬(Sharpea)和原細(xì)菌屬(Oribacterium)的相對(duì)豐度則較PS組顯著增加(P<0.05)；斷奶后(圖5)，SFS組夏普氏菌屬的相對(duì)豐度較PS組顯著增加(P<0.05)。

f_Rikenellaceae：理研菌科；c_Erysipelotrichia：丹毒桿菌綱；o_Erysipelotrichales：丹毒菌目；f_Erysipelotrichaceae：丹毒菌科；g_Sharpea：夏普氏菌屬；s_rumen_bacterium_enrichment_culture_clone_Y117：瘤胃細(xì)菌富集培養(yǎng)克隆 Y117；g_Oribacterium：原細(xì)菌屬；s_Treponema_bryantii：布氏密螺旋體；s_Lactobacillus_johnsonii：約翰遜乳桿菌種；g_unidentified_Clostridiales：梭菌目未鑒定屬；g_Lactpcoccus：乳球菌屬：g_Sarcina：八疊球菌屬；f_unidentified_Clostridiales：梭菌目未鑒定科；s_Phaseolus_vulgaris：菜豆；g_unidentified_Cyanobacteria：藍(lán)藻菌門未鑒定屬；f_unidentified_Cyanobacteria：藍(lán)藻菌門未鑒定科；c_unidentified_Cyanobacteria：藍(lán)藻菌門未鑒定綱；o_unidentified_Cyanobacteria：藍(lán)藻菌門未鑒定目；p_Cyanobacteria：藍(lán)藻菌門；s_Lactobacillus_amylovorus：淀粉乳桿菌種；f_Lactobacillaceae：乳酸桿菌科；g_Lactobacillus：乳酸桿菌屬；o_Lactobacillales：乳酸桿菌目；c_Bacilli：桿菌綱。

s_Prevotella_bryantii：布氏普氏菌種；g_Sharpea：夏普氏菌屬；c_Erysipelotrichia：丹毒桿菌綱；o_Erysipelotrichales：丹毒菌目；f_Erysipelotrichaceae丹毒菌科；f_Acidaminococcaceae：酸氨基球菌科；s_Megasphaera_sp_MH：巨球型菌種；f_Lachnospiraceae：毛螺菌科。

2.5 微生物區(qū)系的功能預(yù)測(cè)

在KEGG水平2中，與PS組相比，羔羊斷奶前和斷奶后SFS組均無(wú)顯著富集的功能基因(P>0.05，圖6)。僅在KEGG水平3中，羔羊斷奶前SFS組與酶相關(guān)的氨基酸代謝的功能基因表達(dá)量顯著高于PS組(P<0.05)，轉(zhuǎn)運(yùn)因子、脂肪酸降解代謝的功能基因表達(dá)量顯著低于PS組(P<0.05，圖7)。

Replication and repair：復(fù)制與修復(fù)；Carbohydrate metabolism：碳水化合物代謝；Translation：翻譯；Membrane transport：膜轉(zhuǎn)運(yùn)；Amino acid metabolism：氨基酸代謝；Nucleotide metabolism：核苷酸代謝：Energy metabolism：能量代謝；Glycan biosynthesis and metabolism：聚糖生物合成和代謝；Metabolism of cofactors and vitamins：輔助因子和維生素的代謝；Transport and catabolism：運(yùn)輸和分解代謝；Others：其他。

Transporters：轉(zhuǎn)運(yùn)因子；Amino acid related enzymes：與酶相關(guān)的氨基酸代謝；Fatty acid degradation：脂肪酸降解代謝。

3 討 論

瘤胃液中揮發(fā)性脂肪酸是碳水化合物的主要發(fā)酵產(chǎn)物，包括乙酸、丙酸和丁酸等，是反芻動(dòng)物的主要能源。另外，揮發(fā)性脂肪酸也是瘤胃上皮生長(zhǎng)發(fā)育的主要促進(jìn)因子，且丁酸的刺激作用最強(qiáng)[14]。本試驗(yàn)中，SFS組羔羊瘤胃液中總揮發(fā)性脂肪酸含量在斷奶前和斷奶后均顯著高于PS組，表明蒸汽壓片玉米開食料更有利于羔羊的瘤胃發(fā)酵，原因可能是此開食料中玉米的蒸汽壓片處理導(dǎo)致玉米的物理性狀和化學(xué)成分均發(fā)生了改變。蒸汽壓片玉米是對(duì)玉米進(jìn)行高溫和高濕處理，其胚芽中淀粉顆粒周圍的胚層和蛋白基質(zhì)均遭到破壞，導(dǎo)致淀粉顆粒中的半結(jié)晶結(jié)構(gòu)破壞[15]，淀粉糊化度提高(本實(shí)驗(yàn)室測(cè)定發(fā)現(xiàn)玉米蒸汽壓片處理后的淀粉糊化度提高了556%)，淀粉分子的結(jié)晶結(jié)構(gòu)擴(kuò)展，表面積增加，與酶的接觸面積增大[16]，從而更易被消化，產(chǎn)生更多的揮發(fā)性脂肪酸。SFS組羔羊瘤胃液中丙酸含量高于PS組的結(jié)果同時(shí)也說(shuō)明，該開食料更有利于飼料的能量利用，從而有利于肉用反芻動(dòng)物的育肥。本實(shí)驗(yàn)室同期試驗(yàn)中SFS羔羊的采食量、生長(zhǎng)速度、體尺和體重比PS組顯著提高的結(jié)果[17-18]證明了這一結(jié)論。而SFS組羔羊丁酸含量顯著升高的結(jié)果也從物理加工方式不同所導(dǎo)致的瘤胃中發(fā)酵產(chǎn)物變化的角度解釋了蒸汽壓片玉米開食料為什么更有利于瘤胃的發(fā)育，這與本實(shí)驗(yàn)室同期試驗(yàn)結(jié)果中瘤胃重量和組織形態(tài)學(xué)的結(jié)果(SFS組的瘤胃相對(duì)重量、乳頭高度、乳頭寬度和肌層厚度等均顯著優(yōu)于PS組)[17]一致，從而促進(jìn)了羔羊?qū)︷B(yǎng)分的消化和生長(zhǎng)性能的發(fā)揮[17-18]。犢牛的相關(guān)研究也得到了類似結(jié)果。Lesmeister等[19]報(bào)道，與整粒、干壓碎和烘烤壓碎玉米相比，飼喂包含蒸汽壓片玉米的開食料的犢牛有較高的血液總揮發(fā)性脂肪酸和瘤胃液丙酸含量。Pavlata等[20]研究發(fā)現(xiàn)，與顆?；_食料相比，飼喂蒸汽壓片玉米開食料犢牛有較高的瘤胃液總揮發(fā)性脂肪酸、乙酸和丙酸含量。這些結(jié)果表明，包含蒸汽壓片玉米的開食料含有較多易發(fā)酵碳水化合物，有利于幼齡反芻動(dòng)物的瘤胃發(fā)育。

瘤胃液氨氮含量可在一定程度上反映瘤胃微生物分解含氮物質(zhì)產(chǎn)生氨氮的速度以及其對(duì)氨的攝取利用情況，同時(shí)反映出在特定飼糧組成下蛋白質(zhì)降解與合成之間的平衡關(guān)系。瘤胃微生物生長(zhǎng)所需的最佳氨氮含量為6.3～27.5 mg/dL[21]。本試驗(yàn)中，羔羊瘤胃液氨氮含量未受開食料中玉米加工方式的顯著影響，且均處于瘤胃微生物生長(zhǎng)所需要的最佳氨氮含量范圍之內(nèi)，表明開食料中玉米加工方式不影響早期斷奶前和斷奶后羔羊瘤胃微生物對(duì)含氮化合物的降解，其可能原因是2組開食料的配方和營(yíng)養(yǎng)成分相同，區(qū)別僅在玉米的加工方式，而玉米的蒸汽壓片處理主要造成了碳水化合物中淀粉的變化，對(duì)含氮物質(zhì)的影響不明顯。其他相關(guān)研究也得出了類似結(jié)果，例如，Beharka等[22]和Pazoki等[6]研究表明，采食顆粒化和蒸汽壓片玉米開食料的犢牛的瘤胃液氨氮含量無(wú)顯著差異；嘎爾迪等[23]研究也發(fā)現(xiàn)，玉米通過(guò)制粒、烘烤和蒸汽加工處理后，不會(huì)顯著影響綿羊瘤胃內(nèi)容物中的氨氮含量。

微生物α多樣性指標(biāo)中，OTUs反映了聚類多少，Chao1指數(shù)、ACE指數(shù)、Shannon指數(shù)和Simpson指數(shù)用于評(píng)估微生物群落的豐度和多樣性，后四者中，Chao1指數(shù)和Ace指數(shù)反映微生物群落的相對(duì)豐度，二者的數(shù)值越大，群落豐富度越高；而Simpson指數(shù)和Shannon指數(shù)則反映了微生物群落的多樣性，Shannon指數(shù)越大，群落多樣性越高；Simpson指數(shù)越小，群落多樣性越高[24]。本試驗(yàn)中，2組羔羊瘤胃微生物α多樣性指標(biāo)在斷奶前和斷奶后均無(wú)顯著差異，該結(jié)果表明開食料中的玉米加工方式不影響羔羊瘤胃微生物的種類、豐度和多樣性。

在反芻動(dòng)物瘤胃微生物區(qū)系中，擬桿菌門和厚壁菌門是兩大優(yōu)勢(shì)菌群[25]。擬桿菌門在飼糧淀粉和蛋白質(zhì)的降解、微生物蛋白的合成以及肽和氨基酸的吸收中發(fā)揮重要作用[26]。而厚壁菌門包含很多可分解纖維的菌屬，如瘤胃球菌屬(Ruminococciis)、真細(xì)菌屬(Eubacterium)、假丁酸弧菌屬(Pseudobutyrivibrio)、丁酸弧菌屬(Butyvibro)和顫螺旋菌屬(Oscillibacter)等，其主要功能是分解纖維素[27]。Jiang等[28]比較研究了發(fā)酵與未發(fā)酵玉米蛋白粉對(duì)斷奶前犢牛瘤胃微生物組成的影響，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵玉米蛋白粉組的擬桿菌門相對(duì)豐度顯著高于未發(fā)酵組，而厚壁菌門相對(duì)豐度則剛好相反。

本試驗(yàn)中，SFS組羔羊斷奶前和斷奶后瘤胃微生物中擬桿菌門的相對(duì)豐度顯著高于PS組、且SFS組擬桿菌門在斷奶前就已成為第一優(yōu)勢(shì)菌門，該結(jié)果說(shuō)明開食料中的玉米加工方式影響了羔羊早期斷奶前和斷奶后門水平上的瘤胃微生物群落結(jié)構(gòu)，蒸汽壓片玉米開食料更有利于羔羊盡早建立優(yōu)勢(shì)的擬桿菌門。其可能原因是蒸汽壓片玉米開食料中的玉米經(jīng)過(guò)蒸汽壓片處理提高了淀粉的糊化度，含有較多易發(fā)酵碳水化合物，從而促進(jìn)了瘤胃擬桿菌門的增殖和發(fā)酵。這與瘤胃發(fā)酵參數(shù)中總揮發(fā)性脂肪酸和丙酸含量在SFS組顯著高于PS組的結(jié)果一致。瘤胃中夏普氏菌屬的主要發(fā)酵產(chǎn)物是乳酸，乳酸的形成可進(jìn)一步促進(jìn)夏普氏菌屬的發(fā)酵，且促使乳酸向丁酸轉(zhuǎn)變[29]。本試驗(yàn)中，SFS組顯著增加了斷奶前和斷奶后瘤胃微生物中夏普氏菌屬的相對(duì)豐度，與瘤胃液丁酸含量在SFS組顯著高于PS組的試驗(yàn)結(jié)果一致。這也從微生物學(xué)角度揭示了蒸汽壓片玉米開食料為什么比顆?；_食料更有助于瘤胃的發(fā)育、瘤胃中酶的產(chǎn)生和活性的提高、養(yǎng)分的消化和羔羊生長(zhǎng)性能的發(fā)揮[17-18]。

瘤胃微生物區(qū)系是微生物共生聯(lián)合體，它既是反芻動(dòng)物中重要的蛋白質(zhì)來(lái)源，也是反芻動(dòng)物通過(guò)發(fā)酵產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪酸的主要能量來(lái)源。因此，利用瘤胃微生物區(qū)系這個(gè)龐大的生物資源庫(kù)，積極挖掘一些與重要營(yíng)養(yǎng)生理功能密切相關(guān)的瘤胃菌群功能是非常有必要的，如碳水化合物轉(zhuǎn)運(yùn)及代謝、氨基酸運(yùn)輸和代謝、揮發(fā)性脂肪酸生成等。Abhauer等[13]證實(shí)蛋白質(zhì)和碳水化合物代謝是微生物生存必需的一項(xiàng)基本功能。本試驗(yàn)中，SFS組比PS組在斷奶前KEGG水平3中顯著增加了與酶相關(guān)的氨基酸代謝的功能基因表達(dá)量，同時(shí)降低了轉(zhuǎn)運(yùn)因子、脂肪酸降解代謝的功能基因表達(dá)量的結(jié)果說(shuō)明，SFS組羔羊斷奶前瘤胃氨基酸和脂肪酸代謝功能較好，從而促進(jìn)瘤胃發(fā)酵，產(chǎn)生更多揮發(fā)性脂肪酸，這與SFS組瘤胃液總揮發(fā)性脂肪酸含量提高、擬桿菌門和夏普氏菌屬的相對(duì)豐度增加的結(jié)果一致。

4 結(jié) 論

開食料中玉米加工方式影響了羔羊早期斷奶前和斷奶后的瘤胃發(fā)酵和微生物區(qū)系。相對(duì)于顆粒化開食料，蒸汽壓片玉米開食料通過(guò)提高羔羊斷奶前和斷奶后瘤胃液總揮發(fā)性脂肪酸、丙酸和丁酸含量，促進(jìn)瘤胃中優(yōu)勢(shì)菌群擬桿菌門的及早建立和增加夏普氏菌屬、原細(xì)菌屬的相對(duì)豐度等促進(jìn)早期斷奶羔羊的瘤胃發(fā)育。