日糧精粗比對哺乳期犢牛生長性能、瘤胃發酵參數及細菌菌群結構的影響

馬麗娜 高海慧 康曉冬 梁小軍

（寧夏農林科學院動物科學研究所，寧夏 銀川 750002）

適宜的日糧精粗比有助于犢牛早期瘤胃微生物生長，促進瘤胃發育，進而提高犢牛的生長性能和養殖效益。吳瑜婷等[1]研究表明，不同精粗比飼糧對魯西肉用奶牛的血糖、甘油三酯、蛋白含量無明顯影響，但飼喂代乳粉牦牛犢牛血清生化指標均優于母乳組[2]。任春燕等[3]研究發現，犢牛開食料中15%中洗滌性纖維（NDF）水平可以增加犢牛斷奶后采食量和體重，血清谷丙轉氨酶（ALT）、谷草轉氨酶（AST）、堿性磷酸酶（ALP）活性呈上升的趨勢，提高了血清的抗氧化水平。周蓉等[4]發現，日糧精粗比為63∶35時，斷奶犢牛血液白細胞含量顯著高于其他組，犢牛的免疫力顯著提高。

本試驗旨在探討不同精粗比日糧對哺乳期安格斯犢牛早期體重增長、瘤胃發酵及細菌菌群結構的影響，為早期構建犢牛瘤胃微生物區系提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

選擇30 頭體重（33.0±1.5）kg、出生1 周左右的健康安格斯犢牛（公、母各半），隨機分為3 組，每組10 個重復，每個重復1 頭牛。試驗1 組犢牛飼喂高精粗比日糧（精粗比60∶40），試驗2 組（對照組）犢牛飼喂中等精粗比日糧（精粗比50∶50），試驗3 組犢牛飼喂低精粗比日糧（精粗比40∶60）。預試期10 d，正式試驗期90 d。

1.2 飼養管理

犢牛隨母哺乳，7 d開始補飼顆粒料，每日飼喂2次。試驗犢牛每組每日苜蓿草飼喂量為2 kg，給予充足飲水。試驗期間，犢牛補飼日糧組成及營養水平見表1。

表1 補飼日糧組成及營養水平（干物質基礎）

1.3 測定指標及方法

1.3.1 生長性能

犢牛出生時，測定初生重，在試驗開始（犢牛7 日齡）和結束（犢牛90 日齡）晨飼前稱重。每周連續3 d稱量犢牛飼草料剩余量，記錄采食量，計算平均日增重和料重比。

1.3.2 瘤胃液樣品采集與處理

試驗結束時，利用犢牛瘤胃液采集器插入犢牛瘤胃抽取瘤胃液，分裝至50 mL離心管中，置于-80 ℃凍存。

1.3.3 瘤胃液發酵參數

采用馮宗慈等[5]改進的比色法測定氨態氮含量，采用氣相色譜-質譜聯用（GC-MS）的方法測定揮發性脂肪酸含量。

1.3.4 瘤胃細菌菌群結構

將瘤胃液送至西安擎科生物科技有限公司，采用16S rDNA高通量測序技術對犢牛瘤胃細菌菌群種類進行檢測。

1.4 數據統計與分析

試驗數據通過Excel初步整理，利用SAS 8.02軟件進行單因素方差分析，LSD 法進行多重比較。結果以“平均值±標準差”表示，P＜0.05 表示差異顯著，P＜0.01 表示差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 日糧精粗比對犢牛生長性能的影響（見表2）

表2 日糧精粗比對犢牛生長性能的影響

由表2可知，試驗1組犢牛90日齡體重、采食量、平均日采食量、平均日增重極顯著高于試驗3組（P＜0.01），料重比顯著高于試驗2組、試驗3組（P＜0.05）。

2.2 精粗比日糧對犢牛瘤胃發酵參數的影響（見表3）

表3 日糧精粗比對犢牛瘤胃發酵參數的影響

由表3可知，試驗1組微生物蛋白、氨態氮和異丁酸含量均極顯著高于試驗2 組、試驗3 組（P＜0.01），試驗1組乙酸、丁酸含量均顯著高于試驗3組（P＜0.05）。

2.3 日糧精粗比對瘤胃菌群Alpha多樣性的影響

2.3.1 犢牛瘤胃細菌菌群OTU分析（見圖1）

圖1 犢牛瘤胃細菌菌群OTU韋恩圖

選用相似水平為97%的OTU樣本表制成Venn圖。

由圖1 可知，試驗1 組犢牛瘤胃細菌OTU 數為1 045，特有的OTU 數為28，明顯高于試驗2 組、試驗3 組。

2.3.2 不同日糧精粗比對瘤胃菌群多樣性指數的影響（見表4）

由表4可知，本試驗菌群檢測的物種覆蓋率為100%。試驗1 組、試驗3 組Ace、Chaol、Shannon 指數均極顯著高于試驗2組（P＜0.01）。

2.4 不同日糧精粗比對犢牛瘤胃細菌菌群結構的影響

2.4.1 日糧精粗比對犢牛門水平上瘤胃微生物的影響（見表5）

表5 日糧精粗比對犢牛門水平上瘤胃微生物的影響 單位：%

由表5 可知，試驗3 組犢牛瘤胃擬桿菌門、后壁菌門、黏膠球形菌門、螺旋菌門、纖維桿菌門的相對豐度極顯著高于試驗1 組（P＜0.01）。各組瘤胃藍藻門、放線菌門、軟壁菌門、嗜熱球菌門差異不顯著（P＞0.05）。

2.4.2 日糧精粗比對犢牛屬水平上瘤胃微生物的影響（見表6）

表6 日糧精粗比對犢牛屬水平上瘤胃微生物的影響 單位：%

由表6可知，試驗1組犢牛瘤胃普雷沃氏菌屬、密螺旋體屬、螺旋菌屬、丁酸弧菌_2 屬的相對豐度極顯著高于試驗2 組、試驗3 組（P＜0.01）。各組犢牛瘤胃的瘤胃球菌科-NK4A214群差異不顯著（P＞0.05）。

3 討論

3.1 不同精粗比對犢牛生長性能的影響

犢牛出生后7 d可進行早期補飼，哺乳期適時飼喂固體顆粒飼料能滿足犢牛生長發育所需的營養成分，可通過對瘤胃組織的生理刺激，逐步實現飼料從液態至固態的過渡[6]。日糧結構會影響反芻動物瘤胃微生物多樣性和組成[7]。日糧精粗比會明顯影響動物體重。研究發現，育肥后期日糧精粗比為65∶35時，牦牛總增重和平均日增重下降[8]。飼糧中的精粗比例與反芻動物飼料有效利用有很大關系[9]。李斌昌[10]研究發現，在日糧精料水平提高30%～50%，9～15月齡的后備奶牛消化率顯著提高。徐文慧等[11]研究發現，泌乳新疆褐牛全混合日糧精料比為50∶50，可增加產奶量，延長反芻時間。本研究表明，在不同日糧精粗比例下，犢牛體重、采食量均會發生變化，但試驗1 組犢牛日增重顯著高于試驗2 組、試驗3 組。綜合分析，高精粗比日糧可增加哺乳期犢牛采食量，提高增重。

3.2 日糧精粗比對犢牛瘤胃發酵參數的影響

瘤胃利用微生物降解粗飼料，通過產生揮發性脂肪酸合成微生物蛋白，為機體提供能量和蛋白質，促進動物生長發育[12]。日糧中蛋白質在瘤胃中的主要降解產物為氨態氮（NH3-N），NH3-N 可為瘤胃中的微生物提供18%～100%的氮，保證瘤胃液中微生物蛋白產量正常。飼草料在瘤胃進行發酵會產生脂肪酸，主要有乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、異戊酸和戊酸。王安思[13]研究發現，飼喂不同日糧精粗比的犢牛，其瘤胃組織的形態和顏色會有明顯變化。沈芳等[14]研究發現，舍飼組高精料日糧飼喂條件下，牦牛犢牛瘤胃液NH3-N、總揮發性脂肪酸濃度均極顯著提高，因此高精料日糧可以有效促進牦牛犢牛的瘤胃發酵。李巖等[8]研究發現，瘤胃液中異丁酸含量隨著日糧中精料的增加而升高，異戊酸含量隨著日糧精料增加先升高再降低。本研究中，高精料日糧飼喂下試驗1 組犢牛瘤胃微生物蛋白、氨態氮和異丁酸濃度極顯著高于試驗2、試驗3組，乙酸、丁酸含量顯著高于試驗3組，與上述研究結果一致。

3.3 日糧精粗比對犢牛瘤胃細菌菌群多樣性的影響

在反芻動物幼齡時期，消化道中的微生物定植會對其生長發育產生影響，對機體具有長期健康防護作用。研究表明，反芻動物的瘤胃真菌在出生后1 周左右進行初期定植，在出生3 周后初步完成定植。日齡的變化會對反芻動物瘤胃中菌屬群落產生較為明顯的影響，因此不同日齡反芻動物瘤胃中主導的優勢菌屬也不同[6]。

利用16S rDNA 對瘤胃微生物進行高通量測序時，Shannon指數、Chao1指數和覆蓋度是衡量瘤胃菌群多樣性的評定指標。Shannon指數顯示瘤胃組織中微生物分布和多樣性，Ace指數顯示物種豐富程度，Chao1指數反映物種的總數[14]。在本研究中，3組瘤胃測序數據的覆蓋度為100%，表明樣本符合要求（測序樣本的覆蓋面超過0.97），能夠真實反映3個OTU的覆蓋率和序列深度，表明數據可科學充分反映犢牛瘤胃菌群的實際情況。在本試驗條件下，試驗1組、試驗3組Ace、Chaol和Shannon指數顯著高于試驗2組，與沈芳等[14]研究結果一致，印證了瘤胃菌群結構會隨日糧的不同而發生變化，不同的飼料精粗比會在一定程度上改變犢牛瘤胃的菌群數量和種類。

反芻動物出生后開始與外界微生物接觸，其瘤胃內的微生物受動物日齡、品種以及飲食結構的影響。瘤胃中的微生物主要有厭氧細菌、古生菌、真菌和原蟲，其中細菌數量最多。成年反芻動物每克瘤胃液中細菌約有1 010～1 011 個，反芻動物通過瘤胃細菌對飼草料的消化分解消化來獲取充足的營養和能量。黃金峰等[15]研究發現，瘤胃微生物組成很大程度上受飼料組成和采食模式影響。冶文興等[16]研究發現，犢牛開食料中添加5 g甘露寡糖會大幅增加變形菌門、互養菌門、琥珀酸弧菌屬、新月形單胞菌屬的豐富程度，桿菌屬和優桿菌屬的含量明顯下降。徐曉鋒等[7]研究發現，日糧精粗比會對瘤胃微生物的數量和種類具有明顯影響。孫光明等[17]研究表明，日糧中精料水平提高，瘤胃中氨態氮和總氮含量會明顯增加，但微生物蛋白含量明顯下降，因此，低精料日糧能夠促進氨態氮的利用并能夠有效調節瘤胃氮平衡。遠德龍等[18]研究發現，飼喂含有棗粉和梨渣的日糧可以顯著提高奶牛瘤胃總揮發性脂肪酸含量。郝文君等[19]研究發現，不同GI 與CBI組合日糧對牦牛瘤胃放線菌門具有顯著差異，對牦牛瘤胃細菌區系屬水平影響不顯著。張俊等[20]通過Meta 分析探究發現，日糧精粗比與后備奶牛的干物質采食量和瘤胃丙酸比例具有顯著的一元一次回歸關系；在細菌門水平上，以擬桿菌門和纖維桿菌門為主要優勢菌；在屬水平上，共涉及124 個屬，其中優勢微生物菌屬包含普雷沃氏菌屬、密螺旋體屬、琥珀酸弧菌科-UCG-001 屬、纖維桿菌屬、瘤胃球菌屬等。普雷沃氏菌屬屬于普雷沃氏菌科，普雷沃氏菌對促進飼料中淀粉、蛋白質和纖維素在瘤胃中的消化代謝[21]，瘤胃球菌會促進動物機體蛋白質代謝[22]，其相對豐度在高精料日糧飼喂的湖羊瘤胃具有較高表達[23]。擬桿菌門對飼草料碳水化合物的消化吸收具有積極作用，尤其是對飼草料植物細胞壁有明顯的降解作用[24]，表明試驗1組犢牛體重的顯著增加與瘤胃中主要優勢菌有關，在瘤胃中主要優勢菌促進飼草料消化，增加機體營養成分的吸收，為犢牛生長發育提供能量。

4 結論

在本試驗條件下，哺乳期犢牛飼喂日糧精粗比為60∶40 有利于犢牛早期生長發育，改善瘤胃發酵參數，瘤胃細菌在門水平上影響最為明顯。