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反刍动物对饲料中同种营养物质的消化利用率存在显著的个体差异,这差异性可能与瘤胃微生物的结构和组成密切相关。为了分别比较纤维消化率、能量利用率不同的山羊瘤胃微生物的结构与组成的差异性,特进行了如下的研究:试验一、山羊对日粮纤维消化力的评定及其与瘤胃微生物间的关系研究选取19只体重相近、体况良好的波尔山羊为试验动物,饲喂同一种日粮,进行为期20天的试验,其中预饲期14天,消化试验期6天。在消化试验期内,采用全收粪法收集山羊排泄的粪尿并保存于低温冰箱中;试验结束的次日早晨采集瘤胃液用于DNA提取。分析各山羊对日粮粗纤维(CF)的消化率,及群体CF消化率的平均值和标准差。将CF消化率大于平均值+0.5倍标准差的5只山羊视为高纤维消化率组(HFD),小于平均值-0.5倍标准差的5只山羊作为低纤维消化率组(LFD)。统计分析结果表明:组间CF的消化率差异极显著(P<0.01)。用DNA提取试剂盒分别提取HFD和LFD各样品瘤胃微生物的总DNA,以此作为PCR模板,用细菌通用引物对针对微生物的16SrRNA的V4-V5高变区进行PCR扩增,扩增产物经MiSeq高通量测序、生物信息学分析,结果表明:1)在门水平上,HFD和LFD组的优势菌门均为Bacteroidetes、Firmicutes和Proteobacteria,且其相对丰度的组间差异不显著(P>0.05);HFD组中Chloroflex和Crenarchaeota的相对丰度均显著低于LFD组(P<0.05);2)在纲水平上,HFD 组的 Acidobacteria-6、Actinobacteria、Anaerolineae、Gammaproteobacteria 和 Bacilli 的相对丰度显著低于 LFD 组(P<0.05),而Thaumarchaeota的相对丰度极显著低于LFD组(P<0.01)。3)在目水平上,HFD组iiil-15、SBR1031、Enterobacteriales 和 Lactobacillales 的相对丰度显著低于 LFD(P<0.05),Nitrososphaerales和WD2101的相对丰度极显著低于LFD组(P<0.01);4)在科水平上,HFD和LFD的优势菌科均为 Prevotellaceae,且 HFD 组 Enterobacteriaceae、Piscirickettsiaceae、Nitrososphaeraceae、拟杆菌科、肠球菌科 Enterococcaceae、Lactobacillaceae 和 Veillonellaceae的相对丰度显著低于LFD组(P<0.05);5)在属水平上,HFD和LFD共注释得到857个菌属,两组平均相对丰度大于0.1%的菌属有69个。两组的优势菌属均为普雷沃氏菌属且组间差异不显著。在 HFD组中,*Enterobacteriaceae、5-7N15、*Enterococcaceae(Other)、Lactobacillus及Veillonella 的相对丰度显著低于 LFD(P<0.05);*Piscirickettsiaceae和Candidatus Nitrososphaera的相对丰度均极显著低于LFD组(P<0.01)。CF消化率与瘤胃微生物的相对丰度间的回归分析表明,山羊瘤胃中的Bacteroidaceae(科)、Lactobacillus(属)、Bacteroides(属)、5-7N15(属)和Kaistobacte(属)的相对丰度与山羊对日粮CF的消化率均显著正相关,而Crenarchaeota(门)、Thaumarchaeota(纲)、Nitrososphaerales(纲)、Lactobacillaceae(科)、Nitrososphaeraceae(科)、*Enterococccaceae(属)、Veillonella(属)和*Piscirickettsiaceae(属)的相对丰度与 CF 消化率均显著负相关。试验二、山羊对日粮能量代谢力的评价及其与瘤胃微生物间关系的研究选取19只体重相近、体况良好的波尔山羊为试验动物,饲喂同一种日粮。整个试验共24天,其中预饲14天,代谢试验期6天和呼吸测热试验4天。代谢试验期内记录山羊的采食量,收集全部山羊排泄粪尿,呼吸测热试验期内测定山羊的甲烷和二氧化碳日排放量及氧耗量。试验结束的次日晨饲前1h抽取瘤胃液。分析各山羊对日粮能量的代谢率,以及群体能量代谢率的平均值及标准差。将能量代谢率大于平均值+0.5倍标准差的5只山羊视为高能量代谢率表型组(High energy utilization,HEU),小于平均值-0.5倍标准差的5只山羊视为低能量代谢率表型组(Low energy utilization,LEU)。统计分析表明,两组间山羊对日粮能量的代谢率存在显著性差异(P<0.05)。组间微生物多样性的分析方法同试验一。结果表明:从门到属水平上,在HEU组中1个菌纲(芽孢杆菌纲)、3个菌目(乳酸杆菌目、芽孢杆菌目和RB41)、7个菌科(肠球菌科、乳杆菌科、芽孢杆菌科、梭菌科、Sinobacteraceae、Shewanellaceae和拟杆菌科)、厚壁菌门的5个菌属(肠球菌科的other菌属、乳杆菌属、芽孢杆菌属、梭菌属和*Ruminococcaceae)、希瓦氏菌属(Shewanella)和拟杆菌门的3个菌属(拟杆菌属、*Bacteroidaceae和普氏菌属)的相对丰度显著低于LEU组(P<0.05)。但这些菌群的相对丰度与山羊对日粮能量的代谢率间均不存在显著的相关关系。综上所述,不同纤维消化率、不同能量代谢率的山羊瘤胃微生物的结构与组成均存在显著性差异。山羊瘤胃微生物中有1个门(Crenarchaeota),2个纲(Thaumarchaeota和Nitrososphaerales),3 个科(Bacteroidaceae、Lactobacillaceae 和 Nitrososphaeraceae)和7个属(Lactobacillus、Bacteroides、5-7N15 和 Kaistobacter、*Enterococcaceae、Veillonella和*Piscirickettsiaceae)的相对丰度与山羊对CF消化率间存在显著相关性;瘤胃微生物的相对丰度与山羊对日粮能量的代谢率间不存在显著相关性。