论文部分内容阅读
奶牛乳脂降低综合征（Milk fat depression,MFD）是规模化奶牛养殖中存在的非常严重的问题。目前学者认为,奶牛低乳脂症是日粮结构、胃肠道微生物和奶牛机体能量平衡及生理状态共同作用的结果。本试验基于组学技术,研究了瘤胃微生物组及血浆与奶组成的变化,拟进一步揭示诱发奶牛MFD发生原因与机制。研究内容主要分成以下三部分:1.奶牛乳脂降低条件下瘤胃发酵参数、血浆生化指标及牛奶脂肪酸组成的变化研究本试验旨在建立奶牛乳脂降低的动物模型,探究在乳脂降低条件下,奶牛瘤胃发酵参数、血浆生化指标及牛奶中脂肪酸组成的变化。选择12头二胎次、体况良好、体重相近的荷斯坦奶牛,将其随机分为对照组（CON,n=6）与处理组（TR,n=6）。TR组奶牛饲喂颗粒状高淀粉全混合日粮诱导低乳脂症。CON组奶牛饲喂全混合日粮。于试验期第51、52、53天采集饲料、牛奶及血浆样品,第54、55天采集瘤胃液样品进行分析。结果显示:与CON组奶牛相比,TR组奶牛乳脂率（P<0.001）及乳脂产量（P=0.001）显著降低。瘤胃发酵参数结果显示,与CON组奶牛相比,TR组奶牛瘤胃丙酸浓度（P=0.002）及比例（P<0.001）显著升高,瘤胃pH（P=0.011）,乙酸（P=0.005）、丁酸比例（P=0.018）及乙丙比（P=0.001）显著降低。血浆生化指标结果显示,与CON组奶牛相比,TR组奶牛血浆中甘油（P=0.013）及非酯化脂肪酸（P=0.004）浓度显著降低。牛奶中脂肪酸结果显示,与CON组奶牛相比,TR组奶牛牛奶中C6:0（P=0.001）、C14:0（P=0.028）、C16:0（P=0.002）、C18:0（P=0.024）、cis-9C16:1（P=0.032）、trans-11 C18:1（P=0.012）及 cis-11 C20:1（P=0.019）脂肪酸浓度显著降低。结果表明,颗粒状高淀粉全混合日粮可诱导奶牛乳脂率降低,此时,牛奶中短链脂肪酸浓度、单不饱和脂肪酸浓度及血浆中游离脂肪酸浓度降低,瘤胃发酵模式转向丙酸型发酵。2.奶牛乳脂降低条件下瘤胃微生物区系及代谢产物的变化研究本试验旨在研究奶牛乳脂降低条件下瘤胃微生物区系及代谢产物的变化。试验设计同第二章。于试验期第54、55天采集瘤胃液样品进行瘤胃微生物菌群及代谢组分析。结果显示:与CON组奶牛相比,TR组奶牛瘤胃菌群结构趋于简单化。在门水平上,TR组奶牛瘤胃菌群中,Bacteroidetes（P=0.018）相对丰度显著升高,Firmicutes（P=0.028）和 Actinobacteria（P=0.006）的相对丰度显著降低。在属水平上,TR组日粮显著提高了奶牛瘤胃菌群中Prevotella（P=0.018）的相对丰度,显著降低了 unclassified Lachnospiraceae（P=0.045）、Oribacterium（P=0.010）、unclassified Veillonellaceae（P=0.011）和 Pseudobutyrivibrio（P=0.010）的相对丰度。代谢产物分析结果显示,与CON组奶牛相比,TR组奶牛瘤胃氨基酸类（谷氨酰胺（FDR=0.035）、异亮氨酸（FDR=0.043）、丙氨酸等（FDR=0.046））和胺类（N-乙酰-β-D-甘露胺（FDR=0.043）、丙二酰胺（FDR=0.043）、5-甲氧色胺（FDR=0.045）和吲哚-3-乙酰胺（FDR=0.035））的水平显著上调。瘤胃微生物菌属与差异代谢产物相关性分析结果显示,胺类和氨基酸类物质与 Oribacterium、Pseudobutyrivibrio、RC9gutgroup、unclassified BS11gutgroup 和 Selenomonas 相对丰度呈显著负相关（P<0.05,|r|>0.75）。结果表明,奶牛乳脂降低条件下,瘤胃微生物区系组成与结构发生了改变,同时代谢物组成中,一些致炎物质显著增加,说明奶牛瘤胃微生物区系及代谢紊乱。3.奶牛乳脂降低条件下血浆代谢组的变化研究本试验旨在探究奶牛乳脂降低条件下,血浆代谢产物和脂肪酸组成的变化。试验设计同第二章。于试验期第51、52和53天采集血浆样品进行代谢组和脂肪酸组成分析。结果显示:与CON组奶牛相比,TR组奶牛血浆中trans-11 C18:1（P=0.003）、cis-10 C15:1（P=0.009）、cis-9 C18:1（P=0.019）、cis-11 C20:1（P=0.001）、cis-13 C22:1（P<0.001）和 C18:0（P=0.013）浓度显著降低,trans-9,12 C18:2（P=0.014）、trans-10,cis-12 C18:2（P=0.038）和 C16:0（P=0.017）浓度显著升高。血浆代谢组分析结果显示,两组奶牛血浆中差异代谢产物主要为:氨基酸类物质（甘氨酸、异亮氨酸和亮氨酸等）、脂类（棕榈酸甲酯等）、一些有机酸类物质（富马酸、α-D-葡萄糖胺-1-磷酸等）、糖醇类（肌醇等）。结果表明,奶牛乳脂降低条件下,奶牛血浆脂肪酸组成发生改变;同时氨基酸代谢和脂质代谢发生变化,这些物质代谢的改变与奶牛乳脂降低密切相关。