泌乳奶牛瘤胃和后肠微生物与生产性能的关系

作者：Hugo F. Monteiro, Ziyao Zhou, Marilia S. Gomes, Phillip M. G. Peixoto, Erika C. R. Bonsaglia, Igor F. Canisso, Bart C. Weimer & Fabio S.Lima

1 加州大学兽医学院，人口健康与生殖系，加州戴维斯，美国。

2 四川农业大学动物医学院，动物临床医学系，成都。

3美国伊利诺伊大学香槟分校，动物临床医学系，厄巴纳。

4佛罗里达大学动物科学系，佛罗里达盖恩斯维尔，美国。

小编：养牛就是养瘤胃，其最主要的是养瘤胃中的微生物，但后肠微生物对反刍动物生产有怎样的影响却鲜有人知。今天，小编摘录了一篇关于胃肠道微生物与奶牛生产性能之间关系的文献，主要介绍了奶牛泌乳期间瘤胃和肠道微生物菌群的变化及与生产性能的关联，希望能为养牛的朋友提供更多的知识参考。

前言

奶牛瘤胃微生物组对生产效率的贡献已经得到了广泛的研究，但整个泌乳期生产性能的变化和后肠道微生物组对这些性状的贡献仍然不明确。因此，作者研究了初产荷斯坦奶牛泌乳期瘤胃和后肠整个消化道微生物菌群与饲料和牛奶生产效率的关系，使我们能够更广泛地了解肠道微生物群对生产效率的贡献，从而实现更高效、可持续的牲畜生产。

试验设计

选用18头平均体重为553kg的头胎泌荷斯坦奶牛产犊后进行纵向研究。分别于泌乳期第7、21、50、90和130天采集样本，分别代表分娩、过渡期结束、泌乳期高峰、DMI高峰和泌乳期中后期。主要检测的指标详见结果部分。

结果

不同泌乳日龄下瘤胃和后肠微生物菌群的变化

注：

Chao1常用来估计物种总数，值越大代表物种总数越多；

Simpson用来估算样品中微生物的多样性指数之一；

Shannon综合考虑了群落的丰富度和均匀性；

PCoA即主坐标分析，用来研究样本群落组成的相似性或相异性。

结果：

在产后第7天，及分娩期内，瘤胃和后肠菌群多样性指数存在明显差异，但无统计学意义。

在泌乳期内，即过渡期结束至泌乳中后期，瘤胃和后肠菌群多样性指数均无显著差异。

Tips：泌乳前期减少的细菌主要为致病性菌株，包括芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌、志贺氏杆菌、克雷伯菌和葡萄球菌等。泌乳后期后肠微生物组的差异逐渐减少，与后肠道健康改善有关。

瘤胃和后肠微生物菌群与饲料效率的关系

注：PCoA即主坐标分析，用来研究样本群落组成的相似性或相异性。

注：LDA score展现不同组中丰度有显著差异的物种,柱状长度代表影响大小。

结果：

采食水平与瘤胃和后肠微生物菌群的总体多样性无关；

采食水平与瘤胃和后肠微生物群落中单一菌种的有关，存在显著差异；

Tips：采食量较高时，Gauvreauii（瘤胃球菌属，纤维分解菌）相对丰度较高，纤维发酵加快，从而加快瘤胃食糜的周转和饲料消耗。采食量较低时，Howardella（瘤胃球菌属，尿素分解菌）相对丰度较高，尿素循环可能会增加，意味着蛋白质摄入量较低。

后肠微生物菌群与产奶效率的关系。

结果：

瘤胃和后肠微生物菌群与矫正乳产量之间没有关联，因为菌群丰度没有差异。

后肠微生物菌群与乳成分之间存在关联，因为核心菌株在不同效率奶牛之间存在差异。

Tips：效率更高的奶牛有更多未消化的营养物质到达大肠，这将从膳食营养中提取更多的能量。当饲喂高饲料饲粮时，瘤胃中参与碳水化合物分解的微生物更多，将产生更多的活性酶，这些酶能促进纤维素、半纤维素和果胶降解，而这些很可能是进入后肠消化道的主要营养物质。在本次研究中，我们观察到后肠纤维杆菌和瘤胃真菌有所增加，从而证实了后肠微生物的差异是影响产奶效率和乳蛋白效率的关键。产奶、乳脂和乳蛋白效率较低的奶牛，其后肠道中梭杆菌、瘤胃球菌科UCG_001和放线菌的相对丰度较高。

后肠微生物菌群与采食量及生产效率的关系。

注：线性回归分析，R2值越接近0.99，相关性越大；

结果：

预测采食量和实际采食量与胃肠道菌群多个变量相关，变异较大（R2=0.35,0.23）；

加入瘤胃和肠道下段微生物群后，预测采食量和实际采食量的相关性更高（R2=0.82）；。

注：线性回归分析，R2值越接近0.99，相关性越大；

结果：

后肠道微生物组组成对牛奶和乳脂生产效率的贡献较低(两个变量的调整R2 = 0.09)；

后肠道微生物组对乳蛋白生产效率的贡献相对较高(调整R2 = 0.38)；

本文结语：

这项研究表明，奶牛的后肠道微生物群与牛奶、乳脂和乳蛋白的生产效率有很大的关联。这些关联可能是由于营养物质到达这些动物的后肠道，以及这些微生物在后肠道获取更多此类营养物质，因此发挥了更大的潜在能力。这项研究揭示了，后肠健康及后肠微生物菌群在驱动奶牛生产效率方面有着重要作用，并可能指导未来的研究朝着更可持续的牲畜生产方向发展。