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青贮可以保存青绿饲料的营养价值,以达到其长期保存的目的。在反刍动物的饲养过程中,青贮饲料可以提高日粮中营养物质的消化率,降低耗料增重比,提高日增重以及经济效益。此外,青贮饲料不仅能够维持反刍动物良好的瘤胃功能状态,而且可以降低反刍动物瘤胃酸中毒和皱胃移位等疾病的风险。因此,青贮饲料对反刍动物的生产具有十分重要的生产和健康意义。但是,对于目前的研究中,关于青贮饲料在胃肠道中的微生物降解机制以及代谢机制尚不清楚。因此,本试验以稻草尾菜混贮饲料(下称混贮饲料)为研究材料,探究混贮饲料对湖羊胃肠道微生物以及粪便代谢组的影响。试验一、体外法探究稻草尾菜混贮饲料与精料的组合效应本部分试验以混贮饲料为研究对象,探究与精料的组合效应,确定二者最适比例,为下一步进行湖羊饲养试验提供参考。本试验采用精料(玉米、豆粕和麦麸)与混贮饲料按照干物质(DryMatter,DM)0:100(C0)、30:70(C30)、50:50(C50)、70:30(C70)和100:0(C100)配制日粮。在体外进行连续48 h产气培养试验和批次培养试验。结果表明:(1)在48h,理论最大产气量、潜在产气量、累积产气量、干物质降解率(Dry matter digestibility,DMD)、总挥发性脂肪酸(Total volatile fatty acid,TVFA)和乙酸所占比例随着精粗比的增加显著升高(P<0.05);(2)在8、12、24和48h,pH随着精粗比增加显著降低(P<0.05),C100组在培养24h之后,培养液达到酸中毒状态;(3)C50和C70组培养液的微生物蛋白(Microbialprotein,MCP)和氨态氮(Ammonia nitrogen,NH3-N)差异不显著(P>0.05);(4)在 12、24 和 48h,C100 组丙酸和丁酸所占比例显著高于其它各组(P<0.05);(5)C30、C50和C70组都产生正组合效应,以C50组的组合效应值最高。本部分试验结果表明,混贮饲料与精料组合有利于改善体外瘤胃发酵,不同比例精料与混贮饲料混合均产生正组合效应,混贮饲料和精料最佳比例是50:50。试验二、稻草尾菜混贮饲料对湖羊瘤胃发酵和微生物群体的影响本部分试验旨在探究混贮饲料对湖羊瘤胃发酵参数和瘤胃微生物的影响。本试验以16只健康湖羊作为试验动物,将其随机分为两组,每组8只(公母各半)。青贮组以混贮饲料为粗饲料,对照组以花生秧、玉米皮和高粮壳为粗饲料。两组日粮精粗比均为50:50。试验测定了湖羊瘤胃发酵参数以及微生物菌群结构。结果表明:(1)青贮组显著降低瘤胃液pH、异戊酸和异丁酸浓度,并且提高TVFA、NH3-N、丁酸和戊酸的浓度(P<0.05)。(2)门水平上,两组优势菌门均为Bacteroidetes和Firmicutes。与对照组相比,青贮组显著提高瘤胃液中Synergistetes和Kiritimatiellaeota的相对丰度(P<0.05)。属水平,21个属(任一样品中菌群相对丰度超过0.1%)在两组之间存在显著性差异。与对照组相比,青贮组显著提高Prevotellaceae UCG-001、Prevotellaceae UCG-004和 Ruminococcaceae UCG-005 等纤维降解菌的相对丰度,此外,Howardella和Veillonellaceae UCG 001等有害微生物的相对丰度显著降低(P<0.05)。(3)典范对应分析(Canonical correspondence analysis,CCA)表明,pH、NH3-N、TVFA、丁酸、异戊酸和戊酸对瘤胃微生物菌群贡献度最大。(4)混贮饲料可以显著促进瘤胃内磷酸转移酶系统、抗坏血酸和醛酸代谢等代谢通路,而抑制糖酵解/糖异生和丙酸代谢等代谢通路(P<0.05)。相关性结果表明Prevotellaceae UCG-004可能在抗坏血酸和醛酸代谢过程中发挥重要作用。本部分试验结果表明,混贮饲料有利于改善湖羊体内瘤胃发酵,提高纤维降解菌的相对丰度并抑制有害微生物的生长繁殖。此外,Prevotellaceae UCG-004可能在抗坏血酸和醛酸代谢过程中发挥重要作用。试验三、稻草尾菜混贮饲料对湖羊粪便微生物及代谢组的影响本部分试验旨在探究混贮饲料对湖羊粪便微生物及代谢物组的影响。试验设计同试验二。试验采集终期直肠粪便,测定其微生物组和代谢组,以探究混贮饲料对湖羊粪便微生物群体和代谢的影响。结果表明:(1)混贮饲料对粪便微生物菌群的丰富度和多样性没有显著影响(P>0.05)。门水平上,对照组和青贮组的优势菌门均是Firmicutes和Bacteroidetes。属水平上,对照组优势菌属是 Ruminococcaceae UCG-005 和Christensenellaceae R-7 group,青贮组优势菌属是Christensenellaceae R-7 group和Rikenellaceae RC9 gut group。LEfSe分析结果表明 Ruminococcaceae UCG010、Breznakia、Erysipelothrix 和 Desulfovibrio 是对照组代表性菌属;青贮组代表性菌属为Psychrobacter、Clostridium sensu stricto 1、Succiniclasticum、Shuttleworthia 和 Carnobacterium。(2)ESI+模式下,差异代谢物有 155种,其中49种上调,106种下调。ESI-模式下,差异代谢物有137种,其中30种上调,107种下调。具有代表性的差异代谢物共有79种,主要分布在氨基酸、肽和类似物、碳水化合物和碳水化合物结合物、脂肪酸和共轭物、黄酮类以及其它类。(3)KEGG代谢通路中氨酰-tRNA生物合成、苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成、精氨酸生物合成和苯丙氨酸代谢、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸生物合成四条代谢通路存在显著性差异(P<0.05)。(4)关联分析和 Network 分析结果表明Psychrobacter、Carnobacterium、Ruminococcaceae UCG010、Breznakia、Shuttleworthia 和 Desulfovibrio 与差异代谢物存在显著相关性(P<0.05)。本部分试验结果表明,混贮饲料可能通过提高湖羊粪便中Psychrobacter、Shuttleworthia和Carnobacterium相对丰度,降低 Ruminococcaceae UCG010、Breznakia和Desulfovibrio的相对丰度,进而降低粪便中含氮与碳物质的排放,有利于改善饲养环境。以上试验结果表明,混贮饲料改变湖羊胃肠道微生物菌群结构,提高瘤胃内微生物的多样性和丰富度,促进瘤胃内有益微生物生长繁殖,抑制有害微生物生长繁殖。此外,混贮饲料还可以降低粪便中含氮与含碳类物质的排放,影响肠道内的代谢通路。