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家畜健康是高效生产的前提,家畜健康属于健康管理的学科领域,始终是家畜生产体系中研究的热点问题。胁迫家畜健康的因素非常多,涉及家畜本身、公共卫生安全、家畜营养、家畜环境卫生、病原微生物等因素。家畜健康管理的技术手段、途径、策略正在经历由兽用抗生素干预、疫苗免疫向非抗生素健康维护的学科前沿发展,其总体技术思路是利用外源性营养素,诸如有机酸、酶、生物活性多肽、益生菌、益生元、后生元、植物源性酚类、酮类物质等调控并改善家畜肠道微生态系统的健康水平或者是调控细胞乃至组织、器官、系统代谢的正向生理机能,以此提高家畜的健康水平和对疾病的抵抗能力。牛至精油（Oregano essential oil,OEO）的活性成分主要是百里香酚和香芹酚,已被证明具有抗菌、抗氧化、抗应激的生物学功能,应用于猪和禽生产中,健康维护效果显著,但在反刍家畜健康维护效果方面的研究不够深入。平凉红牛具有生产雪花牛肉的遗传特征,是甘肃省肉牛产业支柱,在甘肃省乃至全国肉牛产业中颇具影响。通过在饲粮中添加牛至精油,研究其对平凉红牛健康维护效果及其机理,为平凉红牛遗传资源健康管理和高效品质化生产提供理论和实践依据。本试验选取27头阉割的12月龄体况良好、初始体重为270.47±16.26 kg的平凉红牛,随机分为3组,每组9头。分别在基础饲粮中添加0 g/d（Con组）、10 g/d（L组）和20 g/d（H组）牛至精油。试验饲粮根据美国肉牛营养需求（2016）推荐设计,配方每月调整一次以满足每一育肥阶段目标日增重的营养需求。饲喂试验预试期14 d,正式期390 d。屠宰后测定平凉红牛育肥性能、屠宰性能、胴体性状、肉品质以及肌肉脂肪酸、氨基酸和挥发性风味物质含量;采集瘤胃、盲肠组织和内容物测定消化酶活性、发酵参数、上皮发育及组织屏障功能,并运用宏基因组和代谢组学技术分析内容物中微生物组成、功能以及代谢产物的变化;采集血清样本测定免疫和炎症因子水平以及代谢产物和通路的变化,研究结果如下:（1）牛至精油用于平凉红牛全过程阶段式品质育肥试验,与Con组相比,L和H组育肥效率提高15.94%和21.74%（P＜0.05）,宰前活重提高7.84%和16.51%（P＜0.05）,胴体重增加12.29%和13.06%（P＜0.05）,净肉重提高10.90%和14.63%（P＜0.05）,p H值降低4.06%和2.71%（P＜0.05）,剪切力降低16.84%和20.64%（P＜0.05）;H组饲料转化率提高18.50%（P＜0.05）,高档肉产量提高了10.49%（P＜0.05）,优质肉产量提高了14.62%（P＜0.05）。（2）牛至精油用于平凉红牛全过程阶段式品质育肥试验,与Con组相比,H组棕榈酸含量显著降低（P＜0.05）,L组硬脂酸含量显著降低（P＜0.05）,导致L和H组饱和脂肪酸含量显著降低（P＜0.05）,而单/多不饱和脂肪酸含量显著增加（P＜0.05）;L和H组α-亚麻酸和γ-亚麻酸含量显著高于Con组（P＜0.05）,H组共轭亚油酸含量显著高于Con组（P＜0.05）。H组必需氨基酸、风味氨基酸含量和氨基酸总量显著高于Con组（P＜0.05）,而与L组无显著差异（P＞0.5）。此外,肌肉中醛类、醇类、酮类物质含量随着牛至精油添加量的增加显著上升（P＜0.05）,而脂类物质含量则显著降低（P＜0.05）。（3）与Con组相比,L和H组瘤胃内容物中纤维素酶活性、丙酸含量显著升高,乙酸含量显著降低（P＜0.05）;H组瘤胃乳头高度、丁酸和戊酸含量显著升高,淀粉酶活性显著降低（P＜0.05）;H组β-葡萄糖苷酶活性显著高于Con和L组（P＜0.05）。随着牛至精油添加量的增加,瘤胃内容物中狄氏拟杆菌和多形拟杆菌相对丰度呈显著上升趋势（P＜0.05）;编码木聚糖酶的GH＿43＿17基因丰度显著上升（P＜0.05）,而参与淀粉和糖原降解的GH＿23基因丰度呈降低趋势（P＜0.05）;内容物中山梨酸、乙酰水杨酸、金合欢烯、肝素和泛酰巯基乙胺含量随着牛至精油添加量的增加呈显著上升趋势（P＜0.05）;差异KEGG代谢通路主要富集在磷脂酰肌醇信号系统、高亲和力受体信号通路、α-亚麻酸代谢和磷酸肌醇代谢。此外,狄氏拟杆菌、多形拟杆菌和丙酸、纤维素酶、β-葡萄糖苷酶活性呈显著正相关;狄氏拟杆菌、副拟杆菌＿sp.＿CAG:409与山梨酸、金合欢烯含量呈显著正相关。（4）H组盲肠内容物中纤维素酶活性、丁酸含量显著高于Con组（P＜0.05）,淀粉酶和脂肪酶活性显著低于Con组（P＜0.05）;β-葡萄糖苷酶活性显著高于Con和L组（P＜0.05）。与Con组相比,H组盲肠组织Claudin-1 m RNA表达量显著升高（P＜0.05）,L和H组ZO-1 m RNA表达量显著升高（P＜0.05）,而IL-1β、LPS和TNF-α表达水平显著降低（P＜0.05）。盲肠内容物中,产琥珀酸丝状杆菌、蜡状芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌丰度随着牛至精油添加量的增加显著上升（P＜0.05）,而另枝菌sp.＿CAG:157丰度显著降低（P＜0.05）;差异微生物KEGG功能主要富集在氨基糖和核苷酸糖代谢途径,富集程度随着牛至精油添加量的增加而降低（P＜0.05）;编码木聚糖酶的碳水化合物结合模块CBM4基因丰度随着牛至精油添加量的增加而增加（P＜0.05）,而参与黄原胶生物合成的糖基转移酶GT94基因丰度则显著降低（P＜0.05）;L和H组中溶血磷脂类和氨基酸类物质含量显著低于Con组（P＜0.05）,且它们主要富集在甘氨酸、丝氨酸及苏氨酸代谢以及氨酰基-t RNA生物合成代谢通路上。（5）与Con组相比,H组血清免疫球蛋白Ig G含量显著升高（P＜0.05）,LPS含量显著降低（P＜0.05）;L和H组IL-4含量显著升高（P＜0.05）,IL-1β、IL-2、TNF-α、TNF-β含量随牛至精油添加量的增加而显著降低,3个处理组间差异显著（P＜0.05）。L和H组中α-鼠胆酸、7-酮基石胆酸、12-酮基石胆酸、23-脱甲脱氧胆酸、γ-鼠胆酸、原胆酸含量均显著高于Con组（P＜0.05）,且它们均为胆汁酸代谢的中间产物。综上所述,饲粮中添加牛至精油能够提高平凉红牛育肥性能、屠宰性能、胴体性状,提高肌肉的嫩度和多汁性,并改善肌肉中脂肪酸、氨基酸和挥发性风味物质含量。结合宏基因组测序和代谢组学技术,发现牛至精油在瘤胃中通过提高狄氏拟杆菌产生更多的丙酸,提供更多的能量供应,进一步改善肌肉的嫩度和多汁性;通过提高多形拟杆菌促进了纤维消化酶活性,进而提高了平凉红牛的消化能力,促进了生长。盲肠中,牛至精油通过维持组织屏障结构完整性,并增加蜡状芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌丰度促进了盲肠健康水平;通过提高产琥珀酸丝状杆菌丰度以及纤维消化酶促进了盲肠纤维消化能力。血清中,牛至精油通过调节炎症和免疫因子水平以及胆汁酸代谢调控宿主的生理功能和作用。本研究所提供的信息能够为平凉红牛健康高效生产提供理论与实践依据,进一步提升平凉红牛种质资源利用价值。