黃芪飼料添加劑對(duì)羔羊生長(zhǎng)性能、血清Ig 和瘤胃發(fā)酵功能及微生物菌群特征的影響

摘要：為了解黃芪飼料添加劑對(duì)早期斷奶羔羊機(jī)體免疫、瘤胃發(fā)酵功能及瘤胃微生物菌群特征的影響，選擇30只健康、體重相近（14.63±1.22 kg）的斷奶羔羊（45日齡）開(kāi)展飼喂試驗(yàn)。對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)日糧，黃芪組在飼喂基礎(chǔ)日糧的基礎(chǔ)上添加0.3%的黃芪添加劑。試驗(yàn)結(jié)束后對(duì)羔羊的體重、血清免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）含量、瘤胃微生物菌群特征及發(fā)酵參數(shù)進(jìn)行測(cè)定分析。結(jié)果表明，黃芪組羔羊日增重高于對(duì)照組，但差異不顯著；黃芪組血液的IgA和IgM 含量顯著高于對(duì)照組；黃芪組瘤胃中的揮發(fā)性脂肪酸（volatile fatty acids，VFAs）含量顯著高于對(duì)照組，其中乙酸和丁酸含量差異極顯著，且黃芪組的氨態(tài)氮（NH3-N）含量也極顯著高于對(duì)照組。瘤胃微生物16S rRNA分析發(fā)現(xiàn)，黃芪組和對(duì)照組的微生物菌群特征存在顯著差異，在門水平，擬桿菌門（Bacteroidetes）在黃芪組的相對(duì)豐度極顯著高于對(duì)照組，而厚壁菌門（Firmicutes）在黃芪組的相對(duì)豐度極顯著低于對(duì)照組；在屬水平，普雷沃氏菌屬（Prevotella）和琥珀酸菌屬（Succiniclasticum）在黃芪組的相對(duì)豐度極顯著高于對(duì)照組。微生物的基因與功能預(yù)測(cè)結(jié)果顯示，能量代謝、多聚糖生物合成與代謝等通路在黃芪組顯著富集。相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，瘤胃微生物菌群與發(fā)酵產(chǎn)物VFAs、Ig間存在顯著相關(guān)性。因此，黃芪作為飼料添加劑可增強(qiáng)羔羊機(jī)體免疫力，改善羔羊瘤胃微生物菌群結(jié)構(gòu)，提高瘤胃發(fā)酵能力，從而緩解早期斷奶羔羊的應(yīng)激反應(yīng)。

關(guān)鍵詞：羔羊；黃芪添加劑；瘤胃微生物；揮發(fā)性脂肪酸；相關(guān)性分析

doi：10.13304/j.nykjdb.2023.0667

中圖分類號(hào)：S826 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：10080864（2025）03008312

羔羊早期斷奶具有縮短肉羊生產(chǎn)周期、降低飼養(yǎng)成本、減少母羊空懷時(shí)間和提高繁殖效率等優(yōu)點(diǎn)，但斷奶應(yīng)激會(huì)降低羔羊的免疫功能，導(dǎo)致腹瀉并誘發(fā)炎癥反應(yīng)，進(jìn)而增加羔羊的發(fā)病率和死亡率[1-3]。瘤胃是反芻動(dòng)物的重要免疫器官，其屏障作用不容忽視[4]。由瘤胃上皮細(xì)胞和細(xì)胞間機(jī)械連接組成物理屏障能防止病原菌以及有害物質(zhì)進(jìn)入血液[5]。另外，瘤胃內(nèi)有數(shù)量龐大的細(xì)菌、厭氧真菌、原生動(dòng)物和古細(xì)菌等微生物菌群[6]，這些被稱為宿主“第二基因組”的腸道微生物菌群與宿主共生并影響宿主的腸道穩(wěn)態(tài)和健康，能夠促進(jìn)腸道免疫屏障的建立和宿主免疫系統(tǒng)的成熟，從而發(fā)揮微生物屏障功能[5-7]。瘤胃微生物在發(fā)揮屏障功能的同時(shí)，能夠?qū)⒅参锢w維素和半纖維素等復(fù)雜多糖發(fā)酵轉(zhuǎn)化為宿主可以直接利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，提高宿主的飼料利用效率[89]。研究表明，羔羊的斷奶應(yīng)激與其胃腸道微生物的組成顯著相關(guān)[1011]；Cheng等[12]發(fā)現(xiàn)，對(duì)早期斷奶羔羊進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)干預(yù)，可以改變菌群結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響其胃腸道健康，緩解斷奶應(yīng)激。由此可見(jiàn)，反芻動(dòng)物的瘤胃健康對(duì)其生產(chǎn)性能及健康具有重要影響。因此，在羔羊生產(chǎn)中運(yùn)用早期斷奶技術(shù)時(shí)必須維護(hù)好其腸道健康。

黃芪（Astragalus membranaceus）是一種豆科植物，廣泛分布于我國(guó)溫帶地區(qū)[13]，具有增強(qiáng)機(jī)體免疫、平衡機(jī)體內(nèi)環(huán)境、補(bǔ)充微量元素、保護(hù)肝功能、抗糖尿病、抗腫瘤、鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜和提高動(dòng)物抗病能力等作用[14]。在飼料中添加黃芪可以提高畜禽生產(chǎn)性能及血清中免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）A、IgG和IgM含量，并增強(qiáng)免疫力[1516]。研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加0.3%黃芪多糖可提高肉羊的機(jī)體免疫及健康[17]；促進(jìn)羔羊瘤胃發(fā)酵并影響瘤胃發(fā)酵模式[18]。在單胃動(dòng)物中也發(fā)現(xiàn)了類似的現(xiàn)象，黃芪纖維能夠改善仔豬的生產(chǎn)性能、促進(jìn)盲腸中揮發(fā)性脂肪酸（volatile fatty acids，VFAs）的產(chǎn)生，增加腸道微生物多樣性，并能夠降低仔豬腹瀉、緩解斷奶應(yīng)激[19]。然而，關(guān)于早期斷奶羔羊飼喂黃芪添加劑對(duì)其生長(zhǎng)性能、免疫水平和瘤胃微生物組成及發(fā)酵功能影響的研究鮮有報(bào)道。因此，本研究在斷奶羔羊的日糧中添加0.3%的黃芪添加劑，通過(guò)16S rRNA測(cè)序技術(shù)，測(cè)定瘤胃內(nèi)微生物菌群組成，并對(duì)其發(fā)酵功能、血清免疫指標(biāo)和生產(chǎn)性能進(jìn)行測(cè)定，以了解黃芪飼料添加劑對(duì)早期斷奶羔羊瘤胃內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)及其健康水平的影響，為其在反芻動(dòng)物飼料中的應(yīng)用提供基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

黃芪購(gòu)自甘肅省永登縣民樂(lè)鄉(xiāng)潤(rùn)楓源農(nóng)牧生態(tài)種植基地（38°25′N、100°48′E），經(jīng)自然風(fēng)干，水分含量低于14.0%。黃芪經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后過(guò)200目篩，裝袋進(jìn)行密封，備用。根據(jù)羔羊采食特點(diǎn)，制成中草藥添加劑。

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物

試驗(yàn)在甘肅省武威市古浪縣傲農(nóng)牧場(chǎng)（37°43′N、102°86′E）進(jìn)行。隨機(jī)選擇30只健康、體質(zhì)量相近（14.63±1.22 kg）的45日齡湖羊羔羊，隨機(jī)分為2組，每組15個(gè)重復(fù)。對(duì)照組（CK）飼喂基礎(chǔ)日糧；黃芪組（HQ）在基礎(chǔ)日糧的基礎(chǔ)上添加0.3%的黃芪添加劑。預(yù)試驗(yàn)期7 d，正式試驗(yàn)期60 d。其中基礎(chǔ)日糧組成以及飼養(yǎng)管理水平同團(tuán)隊(duì)前期研究[20]。

1.3 樣品采集

瘤胃液采集：在試驗(yàn)結(jié)束的晨飼前，采用羊用胃管式瘤胃采樣器采集瘤胃液，每只羊采集3個(gè)重復(fù)。將樣品迅速放入液氮罐中冷凍，帶回實(shí)驗(yàn)室-80 ℃保存，用于16S rRNA以及瘤胃發(fā)酵參數(shù)分析。

血清采集：采用普通采血管從頸靜脈采血10 mL， 3 000 r·min-1 離心20 min 后收集上層血清。于液氮罐冷凍，帶回實(shí)驗(yàn)室-80 ℃保存，用于血清Ig測(cè)定。

1.4 生長(zhǎng)性能測(cè)定

初始體質(zhì)量與末質(zhì)量：分別在試驗(yàn)正式開(kāi)始和結(jié)束時(shí)用電子稱稱量斷奶羔羊空腹體質(zhì)量；計(jì)算日增重，公式如下。

1.5 血清Ig 測(cè)定

通過(guò)EILSA檢測(cè)試劑盒（南京建成生物技術(shù)有限公司，中國(guó)南京）測(cè)定血清IgA、IgM和IgG含量。利用酶標(biāo)儀（Thermo 3020）在450 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度（OD 值），通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算樣品中IgG含量。

1.6 瘤胃發(fā)酵參數(shù)測(cè)定

將瘤胃液5 400 r·min-1 離心10 min，按照Liu等[21]的方法提取上清液，采用日本島津（GC-2010plus）氣相色譜儀測(cè)定VFAs的組成和含量，內(nèi)標(biāo)為2- 乙基丁酸，色譜柱為AT-FFAP（50 m×0.32 mm×0.25 μm）毛細(xì)管柱。色譜柱升溫程序：溫度60 ℃ 保持 1min；以5 ℃·min-1升至115 ℃，再以15 ℃·min-1升至180 ℃；檢測(cè)器溫度260 ℃，進(jìn)樣口溫度250 ℃。將瘤胃液3 500～4 000 r·min-1離心10 min，量取2 mL上清液根據(jù)馮宗慈等[22]方法測(cè)定NH3-N含量。

1.7 生物信息學(xué)分析

將采集的瘤胃微生物樣品送至北京百邁客生物科技有限公司進(jìn)行16S rRNA 測(cè)序，對(duì)原始測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪、雙端拼接（FLASH， version1.2.11）、質(zhì)量過(guò)濾（Trimmomatic， version 0.33）、并去除嵌合體（UCHIME， version 8.1）；然后使用Usearch 軟件（version 10.0）將高質(zhì)量的有效數(shù)據(jù)（effective tags）與2013 Greengenes（version 13.8）核糖體數(shù)據(jù)庫(kù)在相似性97%水平上進(jìn)行聚類，以所有測(cè)序序列數(shù)的0.005% 作為閾值過(guò)濾OTU（operational taxonomic units）[23]，并基于Silva（細(xì)菌16S）數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)OTU進(jìn)行物種注釋及分類學(xué)分析。通過(guò)Mothur（versionv.1.30）對(duì)OTU分析結(jié)果進(jìn)行Alpha多樣性分析，并繪制稀釋性曲線（rarefactioncurve）。通過(guò)LEfSe（linear discriminant analysiseffect size）分析組間差異物種。使用PICRUSt軟件通過(guò)比對(duì)16S測(cè)序數(shù)據(jù)獲得的物種組成信息，分析不同分組之間在功能上的差異；通過(guò)KEGG（Kyoto encyclopedia of genes and genomes）差異分析不同分組樣品間微生物群落的功能基因在代謝途徑上的差異和變化。通過(guò)COG（clusters oforthologous groups of proteins）分析預(yù)測(cè)不同分組之間原核生物功能差異和變化。

1.8 統(tǒng)計(jì)分析

使用SPSS 23.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)分析不同處理組間的差異顯著性，采用Spearman 進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn)。采用線性判別分析（linear discriminant analysis，LDA）效應(yīng)量（LEfSe）方法評(píng)估微生物群落的差異，LDA評(píng)分閾值為4。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃芪添加劑對(duì)羔羊生長(zhǎng)性能的影響

黃芪添加劑對(duì)早期斷奶羔羊生長(zhǎng)性能的影響如表1所示。日糧中添加黃芪添加劑能夠在一定程度上增加早期斷奶羔羊的日增重，但與對(duì)照組差異不顯著。

2.2 黃芪添加劑對(duì)羔羊血清免疫指標(biāo)的影響

由表2可知，不同處理組羔羊的血清免疫球蛋白水平存在顯著差異。日糧中添加黃芪可以顯著（Plt;0.05）提高羔羊血清的IgA 和IgM 含量；但2處理組的IgG含量差異不顯著。

2.3 黃芪添加劑對(duì)羔羊瘤胃VFAs 及NH3-N 含量的影響

由表3可知，不同日糧飼喂羔羊瘤胃VFAs含量存在差異。黃芪組的總VFAs含量極顯著（Plt;0.01）高于對(duì)照組。除丙酸、異丁酸和戊酸之外其他的VFAs 組分在黃芪組與對(duì)照組間均差異顯著，其中，黃芪組羔羊瘤胃中的乙酸和丁酸含量極顯著高于對(duì)照組。同時(shí)，黃芪組羔羊瘤胃中的NH3-N含量顯著高于對(duì)照組。

2.4 黃芪添加劑對(duì)羔羊瘤胃微生物菌群的影響

2.4.1 瘤胃微生物多樣性 16S rRNA 測(cè)序共獲得800 907 條原始數(shù)據(jù)，質(zhì)控、拼接后共產(chǎn)生797 549 條有效數(shù)據(jù)，每個(gè)樣品至少產(chǎn)生79 257條，平均產(chǎn)生79 755條，序列平均長(zhǎng)度417 bp。使用Usearch 軟件在97% 的相似度下進(jìn)行聚類，共獲得807個(gè)OTU，其中黃芪組784個(gè)，對(duì)照組786個(gè)；黃芪組特有OTU 21個(gè)，對(duì)照組特有OTU 23個(gè)（圖1）。稀釋性曲線描述了各樣品的物種多樣性和物種豐富程度，在30 000 reads處曲線趨于平緩（圖2），表明測(cè)序覆蓋已經(jīng)飽和。Alpha多樣性分析表明，黃芪組的ACE指數(shù)和Chao1指數(shù)高于對(duì)照組，但差異不顯著；對(duì)照組的Simpson 指數(shù)和Shannon指數(shù)極顯著高于黃芪組（表4）。

2.4.2 瘤胃微生物物種組成 在分類學(xué)水平，共檢測(cè)到14門、20綱、33目、60科、125屬和146種。在門水平，厚壁菌門（Firmicutes）、擬桿菌門（Bacteroidota）、螺旋菌門（Spirochaetota）和纖維桿菌門（Fibrobacterot）的相對(duì)豐度大于1%，為優(yōu)勢(shì)菌門，其中厚壁菌門和擬桿菌門在黃芪組和對(duì)照組的相對(duì)豐度均為最高，占總豐度的80% 以上（圖3）。另外，在門水平兩組間有10個(gè)差異物種，其中有3個(gè)門表現(xiàn)為黃芪組的相對(duì)豐度極顯著高于對(duì)照組，如擬桿菌門；另7個(gè)表現(xiàn)為對(duì)照組的相對(duì)豐度顯著高于黃芪組，如厚壁菌門。在屬水平，有62個(gè)菌屬的相對(duì)豐度大于0.1%，其中普雷沃氏菌屬（Prevotella）和Rikenellaceae_RC9_gut_group在黃芪組和對(duì)照組均為優(yōu)勢(shì)菌屬（圖4）。125個(gè)屬種共鑒定出93個(gè)差異菌屬，其中，普雷沃氏菌、uncultured_rumen_bacterium、琥珀酸菌（Succiniclasticum）、纖維桿菌（Fibrobacter）在黃芪組的相對(duì)豐度顯著升高，而Rikenellaceae_RC9_gut_group、Christensenellaceae_R_7_group 在黃芪組的相對(duì)豐度顯著降低。組間樣品LEfSe 分析（圖5）發(fā)現(xiàn)，黃芪組和對(duì)照組具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的生物標(biāo)志物（|LDA|gt;4）中，黃芪組有18個(gè)與對(duì)照組存在顯著差異的生物標(biāo)志物。

2.5 2.3 黃芪添加劑對(duì)羔羊瘤胃微生物基因功能的影響

使用PICRUSt軟件預(yù)測(cè)基因功能，共鑒定出46個(gè)KEGG基因家族和25個(gè)COG基因家族，其中有30個(gè)KEGG基因家族（圖6）和18個(gè)COG基因家族（圖7）在2 組間存在顯著差異。在46 個(gè)KEGG基因家族中，70%以上是與代謝有關(guān)的通路，占比最大的是碳水化合物代謝（carbohydratemetabolism） ，其次是能量代謝（energymetabolism）、氨基酸代謝（amino acid metabolism）和核苷酸代謝（nucleotide metabolism）等通路。與對(duì)照組相比，黃芪添加劑顯著增加了羔羊瘤胃微生物基因家族的相對(duì)豐度，這些基因家族涉及能量代謝、聚糖的生物合成和代謝（glycanbiosynthesis and metabolism）、核苷酸代謝和輔助因子和維生素的代謝（metabolism of cofactors andvitamins）等相關(guān)通路。同時(shí)，在黃芪組中，與免疫相關(guān)的免疫系統(tǒng)（immune system）和免疫疾病（immune diseases）的相對(duì)豐度也高于對(duì)照組，但差異不顯著。而脂質(zhì)代謝（Lipid metabolism）（Plt;0.01）和氨基酸代謝的相關(guān)基因在對(duì)照組顯著富集。在18個(gè)顯著差異的COG基因家族中，核苷酸運(yùn)輸和代謝（nucleotide transport and metabolism）及復(fù)制、重組和修復(fù)（replication， recombinationand repair）、細(xì)胞周期控制/細(xì)胞分裂/染色體分裂（cell cycle control， cell division， chromosomepartitioning）在黃芪組極顯著提高，而氨基酸運(yùn)輸和代謝（amino acid transport and metabolism）、脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)與代謝（lipid transport and metabolism）在黃芪極顯著降低，與KEGG功能結(jié)果一致。

2.6 羔羊瘤胃微生物菌群與VFAs、Ig 的互作分析

構(gòu)建不同日糧斷奶羔羊瘤胃微生物菌群（相對(duì)豐度前20的屬水平微生物）與VFAs、Ig間的相關(guān)性（相關(guān)性閾值gt;0.5）熱圖，如圖8所示。乙酸與普雷沃氏菌、纖維桿菌、琥珀酸菌呈極顯著正相關(guān)；丁酸與普雷沃氏菌、纖維桿菌、Lachnospiraceae_NK3A20_ group 和琥珀酸菌呈顯著正相關(guān)，與Rikenellaceae_RC9_gut_group 呈極顯著負(fù)相關(guān)。此外，IgA與琥珀酸菌、普雷沃氏菌呈極顯著正相關(guān)，與 NK4A214_group 呈顯著負(fù)相關(guān)；IgM 與纖維桿菌、普雷沃氏菌呈顯著正相關(guān)，與Rikenellaceae_RC9_ gut_group 呈顯著負(fù)相關(guān)。

3 討論

中草藥添加劑富含生理活性物質(zhì)，能夠促進(jìn)日糧中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，并提高飼料利用率。研究發(fā)現(xiàn)，在舍飼藏綿羊飼糧中添加黃芪添加劑能夠提高日增重以及飼料利用率等指標(biāo)[24]；Hao等[15]在羔羊飼糧中分別添加5、10、15和20 g·kg-1的黃芪添加劑，發(fā)現(xiàn)5 g·kg-1的劑量能夠提高羔羊日增重，但與對(duì)照差異不顯著；而15和20 g·kg-1 的劑量對(duì)羔羊的日增重有抑制作用，僅10 g·kg-1的劑量可顯著提高羔羊日增重；Zhong等[18]研究發(fā)現(xiàn)，在羔羊飼料中添加50 g·kg-1黃芪添加劑對(duì)羔羊采食量、日增重以及飼料利用率等指標(biāo)無(wú)顯著影響。由此表明，黃芪添加劑對(duì)于動(dòng)物生長(zhǎng)性能的影響存在劑量效應(yīng)。以上研究結(jié)果與本研究結(jié)果相似，因此在飼料中添加黃芪可提高羔羊的生長(zhǎng)性能，但效果受添加量的影響。

反芻動(dòng)物的瘤胃作為一個(gè)厭氧發(fā)酵罐，棲息著數(shù)量巨大的微生物。瘤胃微生物將食糜中的粗纖維進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)生VFAs，其中約50%～85% 的VFAs被機(jī)體吸收利用，是反芻動(dòng)物主要的能量來(lái)源[25]。本研究通過(guò)在早期斷奶羔羊飼料中添加黃芪添加劑發(fā)現(xiàn)，羔羊瘤胃中的乙酸、丁酸和總VFAs含量明顯升高，這與Wang等[24]在藏綿羊上的研究結(jié)果一致。瘤胃微生物發(fā)酵產(chǎn)生的乙酸除通過(guò)瘤胃上皮進(jìn)入血液被運(yùn)輸?shù)綑C(jī)體的各個(gè)器官提供能量之外，還被用于脂肪酸的合成[26]；而約95%的丁酸在瘤胃上皮中代謝為酮體（如乙酰乙酸和D-3-羥基丁酸酯）為組織提供能量[27]。此外，NH3-N也是瘤胃內(nèi)重要的發(fā)酵產(chǎn)物，反映瘤胃內(nèi)粗蛋白的降解程度[28]。本研究發(fā)現(xiàn)，黃芪組羔羊瘤胃中的NH3-N含量極顯著高于對(duì)照組，表明黃芪添加劑能夠促進(jìn)日糧中蛋白質(zhì)的降解，加快微生物蛋白合成。Ig具有識(shí)別抗原的能力，在機(jī)體免疫功能上具有重要作用[29]。IgA 和IgG 具有抗菌、抗病毒以及其他免疫功能[30]；IgM 具有激活、殺菌、凝集等作用[31]。Wang等[24]在藏綿羊上的研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加黃芪根能夠促進(jìn)IgA和IgM的積累。本研究在飼料中添加0.3%的黃芪添加劑能顯著提高羔羊血清中IgA和IgM含量，表明黃芪添加劑能夠增強(qiáng)早期斷奶羔羊的免疫功能，緩解早期斷奶羔羊的應(yīng)激反應(yīng)。

擬桿菌門和厚壁菌門作為瘤胃微生物的優(yōu)勢(shì)菌門，具有降解纖維以及消化復(fù)雜碳水化合物等重要作用[32]。本研究表明，擬桿菌門和厚壁菌門均為優(yōu)勢(shì)菌門，其中擬桿菌門在黃芪組的相對(duì)豐度極顯著提高，而厚壁菌門的相對(duì)豐度極顯著降低。擬桿菌門可降解纖維素，且它們的基因組可編碼分解植物多糖的蛋白[33]。纖維桿菌門是幫助反芻動(dòng)物降解和消化植物纖維素的重要細(xì)菌，與擬桿菌門呈協(xié)同作用[34]。在黃芪組中，擬桿菌門和纖維桿菌門的相對(duì)豐度極顯著升高，能夠加速植物纖維素物質(zhì)分解發(fā)酵產(chǎn)生VFAs，有利于斷奶羔羊積累能量。在屬水平，普雷沃氏菌為優(yōu)勢(shì)菌屬，它可將淀粉和蛋白質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)生乙酸和琥珀酸，為宿主提供能量。研究表明，Lachnospiraceae_NK3A20_group 可以通過(guò)發(fā)酵產(chǎn)生丁酸刺激瘤胃發(fā)育，完善瘤胃上皮屏障功能，提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收效率，從而加速宿主生長(zhǎng)發(fā)育[35]。因此，在黃芪添加劑的作用下，羔羊瘤胃內(nèi)普雷沃氏菌、Lachnospiraceae_NK3A20_group等菌群的相對(duì)豐度增加，可促進(jìn)瘤胃發(fā)酵產(chǎn)生大量VFAs。瘤胃發(fā)酵產(chǎn)生的大量VFAs除為機(jī)體直接供能外，多余的VFAs可通過(guò)糖異生等途徑進(jìn)行能量?jī)?chǔ)存，進(jìn)而在生長(zhǎng)性能方面產(chǎn)生正向作用。琥珀酸菌在瘤胃內(nèi)分布極為廣泛[36]，其相對(duì)豐度的升高可加快糖異生進(jìn)程，滿足機(jī)體對(duì)能量的需求。Van Gylswyk[37]研究發(fā)現(xiàn)，琥珀酸菌可將琥珀酸轉(zhuǎn)化為糖異生的前體物質(zhì)——丙酸。Auffret等[38]研究證實(shí)，琥珀酸菌與動(dòng)物飼料利用率呈正相關(guān)。Daghio等[39]發(fā)現(xiàn)，琥珀酸菌與牛的生長(zhǎng)性能存在正相關(guān)關(guān)系，即琥珀酸菌相對(duì)豐度的升高能夠提高平均日增重。本研究中琥珀酸菌在黃芪組中的相對(duì)豐度極顯著升高，表明琥珀酸菌能夠提高早期斷奶羔羊?qū)I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化效率，對(duì)生長(zhǎng)性能起積極作用。Christensenellaceae_R_7_group 在黃芪組的相對(duì)豐度極顯著降低。Waters等[40]認(rèn)為，Christensenellaceae 與體重呈負(fù)相關(guān)；而Ma等[41]發(fā)現(xiàn)，Christensenellaceae_R_7_group 在生長(zhǎng)遲緩牦牛中的相對(duì)豐度高于正常生長(zhǎng)的牦牛，因此認(rèn)為Christensenellaceae_R_7_group 相對(duì)豐度的降低有利于提高牦牛體重。本研究表明，黃芪組的Christensenellaceae _R_7_group 相對(duì)豐度極顯著降低，這可能是斷奶羔羊體重增加的原因之一。此外，微生物基因功能預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)，在KEGG通路中，能量代謝、多聚糖生物合成與代謝通路顯著上調(diào)，表明瘤胃微生物加強(qiáng)能量代謝合成多聚糖，從而為宿主提供糖類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；同時(shí)輔助因子和維生素代謝、核苷酸代謝、復(fù)制和修復(fù)以及細(xì)胞生長(zhǎng)與死亡等通路顯著上調(diào)，表明黃芪組的瘤胃菌群代謝增強(qiáng)、周轉(zhuǎn)速度加快，能夠促進(jìn)瘤胃內(nèi)食糜的發(fā)酵[42]；氨基酸代謝、脂代謝通路下調(diào)，減少瘤胃微生物對(duì)于氨基酸以及脂類物質(zhì)的代謝，使得宿主可利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)增多，與Wang等[43]結(jié)果一致。同時(shí)，在COG通路中，核苷酸轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝、細(xì)胞周期控制、細(xì)胞分裂、染色體分割以及復(fù)制、重組和修復(fù)通路顯著上調(diào)，氨基酸運(yùn)輸和代謝、脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)與代謝等通路顯著下調(diào)，與KEGG通路結(jié)果一致。因此，黃芪的添加可能會(huì)促進(jìn)斷奶羔羊瘤胃菌群對(duì)食糜的高效代謝，而減少對(duì)氨基酸、脂質(zhì)以及碳水化合物的吸收，有利于宿主營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累。

隨著胃腸道微生物菌群重要性被更多的揭示，人們意識(shí)到腸道微生物菌群可影響宿主的生理狀態(tài)[44]。Zhou等[45]認(rèn)為，微生物菌群參與宿主的能量平衡和代謝，而VFAs與微生物菌群以及宿主存在緊密聯(lián)系[21]。乙酸是纖維桿菌的發(fā)酵產(chǎn)物之一[46]。本研究發(fā)現(xiàn)，纖維桿菌與乙酸呈顯著正相關(guān)，表明纖維桿菌對(duì)乙酸的產(chǎn)生起積極作用。此外，Lachnospiraceae_NK3A20_group 與丁酸呈顯著正相關(guān)。Vital等[47]發(fā)現(xiàn)，Lachnospiraceae 作為反芻動(dòng)物瘤胃微生物的主要組成部分與丁酸的產(chǎn)生密切相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，黃芪組Lachnospiraceae_NK3A20_group 的相對(duì)豐度顯著升高，可加速瘤胃內(nèi)食糜發(fā)酵產(chǎn)生丁酸，為機(jī)體提供能量。在飼料中添加0.3%黃芪添加劑，使羔羊瘤胃中的乙酸、丁酸以及總VFAs含量顯著升高，且不同飼糧組斷奶羔羊的瘤胃微生物構(gòu)成也存在著顯著差異，這是導(dǎo)致瘤胃發(fā)酵參數(shù)發(fā)生變化的原因之一。同時(shí)腸道微生物與Ig也有著密切關(guān)系，乙酸可協(xié)調(diào)上皮細(xì)胞與免疫細(xì)胞間的相互作用，誘導(dǎo)腸道微生物刺激T 細(xì)胞產(chǎn)生IgA[48]。Donaldson 等[49]發(fā)現(xiàn)，IgA 可促進(jìn)擬桿菌在腸道上皮的定植；而Sun等[50]發(fā)現(xiàn)，IgA可靶向結(jié)合腸道微生物，從而保護(hù)宿主黏膜屏障的完整性。本研究中，IgA與擬桿菌門的普雷沃氏菌屬呈顯著正相關(guān)，可能與黃芪添加劑對(duì)羔羊免疫功能的影響有關(guān)。

綜上所述，在日糧中添加黃芪添加劑后，羔羊血液中的IgA、IgM 含量及瘤胃液中的乙酸、丁酸及NH3-N含量均有所提高，改善了羔羊的免疫功能，促進(jìn)瘤胃發(fā)酵；瘤胃中Prevotella、Succiniclasticum、Fibrobacter 等菌群的相對(duì)豐度顯著升高，并在能量代謝、多聚糖生物合成與代謝、核苷酸代謝等途徑富集，促進(jìn)了羔羊瘤胃的纖維分解和代謝功能。相關(guān)性分析表明，黃芪添加劑可促進(jìn)瘤胃微生物與VFAs、Ig互作，維持機(jī)體與瘤胃內(nèi)環(huán)境以及營(yíng)養(yǎng)吸收的動(dòng)態(tài)平衡，提高早期斷奶羔羊的能量積累能力和免疫水平，緩解斷奶應(yīng)激反應(yīng)，為羔羊早期斷奶的生產(chǎn)實(shí)踐提供理論基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

［1］ LI C， WANG W， LIU T， et al .. Effect of early weaning on the

intestinal microbiota and expression of genes related to barrier

function in lambs [J/OL]. Front. Microbiol.， 2018， 9： 1431

[2023-08-10]. https：//doi.org/10.3389/fmicb.2018.01431.

［2］ GUO G Z， YANG W G， FAN C J， et al .. The effects of fucoidan

as a dairy substitute on diarrhea rate and intestinal barrier

function of the large intestine in weaned lambs [J/OL]. Front.

Vet. Sci.， 2022， 9： 1007346 [2023-08-10]. https：//doi.org/

10.3389/fvets.2022.1007346.

［3］ MCCOARD S A， CRISTOBAL-CARBALLO O， KNOL F W， et al..

Impact of early weaning on small intestine， metabolic， immune

and endocrine system development， growth and body

composition in artificially reared lambs [J/OL]. J. Anim. Sci.，

2020， 98（1）：skz356 [2023-08-10]. https：//doi.org/10.1093/jas/

skz356.

［4］ 杜海東，娜仁花.反芻動(dòng)物胃腸道上皮屏障功能及與微生物

互作研究[J]. 畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào)，2023，54（5）：1804-1814.

DU H D， NA R H. Study on gastrointestinal epithelial barrier

function and interaction withmicroorganisms in ruminants [J].

Acta. Vet. Zootechnica. Sin.， 2023， 54（5）：1804-1814.

［5］ SHEN H， XU Z H， SHEN Z M， et al .. The regulation of ruminal

short-chain fatty acids on the functions of rumen barriers [J/OL].

Front. Physiol.， 2019， 10： 1305 [2023-08-10]. https：//doi. org/

10.3389/fphys.2019.01305.

［6］ EDWARDS J E， MCEWAN N R， TRAVIS A J， et al .. 16S

rDNA library-based analysis of ruminal bacterial diversity [J].

Antonie Van Leeuwenhoek， 2004， 86（3）：263-281.

［7］ GENSOLLEN T， IYER S S， KASPER D L， et al .. How

colonization by microbiota in early life shapes the immune

system [J]. Science， 2016， 352（6285）：539-544.

［8］ MIZRAHI I， WALLACE R J， MORAIS S. The rumen

microbiome： balancing food security and environmental

impacts [J]. Nat. Rev. Microbiol.， 2021， 19（9）：553-566.

［9］ JAMI E， WHITE B A， MIZRAHI I. Potential role of the bovine

rumen microbiome in modulating milk composition and feed

efficiency [J/OL]. PLoS One， 2014， 9（1）：e85423 [2023-08-10].

https：//doi.org/10.1371/journal.pone.0085423.

［10］ LI C， ZHANG Q， WANG G X， et al .. The functional

development of the rumen is influenced by weaning and

associated with ruminal microbiota in lambs [J]. Anim.

Biotechnol.， 2022， 33（4）：612-628.

［11］ MAO H L， ZHANG Y F， YUN Y， et al .. Weaning age affects

the development of the ruminal bacterial and archaeal

community in hu lambs during early life [J/OL]. Front.

Microbiol.， 2021， 12： 636865 [2023-08-10]. https：//doi.org/

10.3389/fmicb.2021.636865.

［12］ CHENG C， YIN Y Y， BIAN G R. Effects of whole maize highgrain

diet feeding on colonic fermentation and bacterial community

in weaned lambs [J/OL]. Front. Microbiol.， 2022， 13： 1018284

[2023-08-10]. https：//doi.org/10.3389/fmicb.2022.1018284.

［13］ 楊芙蓉，張琴，孫成忠，等.蒙古黃芪潛在分布區(qū)預(yù)測(cè)的多模

型比較[J].植物科學(xué)學(xué)報(bào)，2019，37（2）：136-143.

YANG F R， ZHANG Q， SUN C Z， et al .. Comparative

evaluation of multiple models for predicting the potential

distributionareas of Astragalus membranaceus var mongholicus

[J]. Plant. Sci. J.， 2019， 37（2）：136-143.

［14］ 張薔，高文遠(yuǎn)，滿淑麗.黃芪中有效成分藥理活性的研究進(jìn)

展[J].中國(guó)中藥雜志，2012，37（21）：3203-3207.

ZHANG Q， GAO W Y， MAN S L. Chemical composition and

pharmacological activities of astragali radix [J]. China J. Chin.

Mat. Med.， 2012， 37（21）：3203-3207.

［15］ HAO X， WANG P， REN Y， et al .. Effects of Astragalus

membranaceus roots supplementation on growth performance，

serum antioxidant and immune response in finishing lambs [J].

Asian-Austr. J. Anim. Sci.， 2020， 33（6）：965-972.

［16］ YIN F G， LIU Y L， YIN Y L， et al .. Dietary supplementation

with Astragalus polysaccharide enhances ileal digestibilities

and serum concentrations of amino acids in early weaned

piglets [J]. Amino Acids， 2009， 37（2）：263-270.

［17］ 李藝蔓.黃芪多糖和發(fā)酵麩皮多糖對(duì)肉羊生長(zhǎng)性能、營(yíng)養(yǎng)

物質(zhì)消化率及血液指標(biāo)的影響[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大

學(xué)，2022.

LI Y M. Effects of Astragalus polysaccharides and fermented

wheat branpolysaccharides on production performance，

nutrient digestibilityand blood indexs of mutton sheep [D].

Hohhot： Inner Mongolia Agricultural University， 2022.

［18］ ZHONG R Z， YU M， LIU H W， et al .. Effects of dietary

Astragalus polysaccharide and Astragalus membranaceus root

supplementation on growth performance， rumen fermentation，

immune responses， and antioxidant status of lambs [J]. Anim.

Feed. Sci. Technol.， 2012， 174（1-2）：60-67.

［19］ CHE D S， ADAMS S， WEI C， et al .. Effects of Astragalus

membranaceus fiber on growth performance， nutrient digestibility，

microbial composition， VFA production， gut pH， and immunity of

weaned pigs [J/OL]. Microbiologyopen， 2019， 8（5）：e712 [2023-

08-10]. https：//doi.org/10.1002/mbo3.712.

［20］ 李娜，程賀平，柳調(diào)過(guò)，等.黃芪和板藍(lán)根對(duì)湖寒雜交F1代育

肥羊生產(chǎn)性能和免疫指標(biāo)的影響[J]. 中國(guó)飼料，2021（21）：

48-52.

LI N， CHENG H P， LIU D G， et al .. Effects of Astragalus

membranaceus and Radix isatidis on performance and immune

indexes of Huhan hybrid F1 sheep [J]. China Feed， 2021， 689（21）：

48-52.

［21］ LIU X， SHA Y Z， DINGKAO R， et al .. Interactions between

rumen microbes， vfas， and host genes regulate nutrient

absorption and epithelial barrier function during cold season

nutritional stress in Tibetan sheep [J/OL]. Front. Microbiol.，

2020， 11：593062 [2023-08-10]. https：//doi.org/10.3389/fmicb.

2020.593062.

［22］ 馮宗慈，高民.通過(guò)比色測(cè)定瘤胃液氨氮含量方法的改進(jìn)[J].

畜牧與飼料科學(xué)，2010，31（增刊）：37.

［23］ BOKULICH N A， SUBRAMANIAN S， FAITH J J， et al ..

Quality-filtering vastly improves diversity estimates from

illumina amplicon sequencing [J]. Nat. Methods， 2013， 10（1）：

57-59.

［24］ WANG X J， DING L M， WEI H Y， et al .. Astragalus

membranaceus root supplementation improves average daily

gain， rumen fermentation， serum immunity and antioxidant

indices of Tibetan sheep [J/OL]. Animal， 2021， 15（1）：100061

[2023-08-10]. https：//doi.org/10.1016/j.animal.2020.100061.

［25］ ASCHENBACH J R， PENNER G B， STUMPFF F， et al ..

Ruminant nutrition symposium： role of fermentation acid

absorption in the regulation of ruminal pH [J]. J. Anim. Sci.，

2011， 89（4）：1092-1107.

［26］ BERGMAN E N. Energy contributions of volatile fatty acids

from the gastrointestinal tract in various species [J]. Physiol.

Rev.， 1990， 70（2）：567-590.

［27］ GABEL G， ASCHENBACH J R， MULLER F. Transfer of

energy substrates across the ruminal epithelium： implications

and limitations [J]. Anim. Health. Res. Rev.， 2002， 3（1）：15-30.

［28］ REYNOLDS C K， KRISTENSEN N B. Nitrogen recycling

through the gut and the nitrogen economy of ruminants： an

asynchronous symbiosis [J]. J. Anim. Sci.， 2008， 86（S14）：

293-305.

［29］ CANNON J P， DISHAW L J， HAIRE R N， et al .. Recognition

of additional roles for immunoglobulin domains in immune

function [J]. Semin. Immunol.， 2010， 22（1）：17-24.

［30］ SONG C J， GAN S Q， SHEN X Y. Effects of nano-copper

poisoning on immune and antioxidant function in the Wumeng

semi-fine wool sheep [J]. Biol. Trace. Elem. Res.， 2020， 198（2）：

515-520.

［31］ KEYT B A， BALIGA R， SINCLAIR A M， et al .. Structure，

function， and therapeutic use of igm antibodies [J/OL].

Antibodies （Basel）， 2020， 9（4）：53 [2023-08-10]. https：//doi.org/

10.3390/antib9040053.

［32］ WANG Q Y， ZENG Y T， ZENG X L， et al .. Effects of dietary

energy levels on rumen fermentation， gastrointestinal tract

histology， and bacterial community diversity in fattening male

hu lambs [J/OL]. Front. Microbiol.， 2021， 12：695445 [2023-08-

10]. https：//doi.org/10.3389/fmicb.2021.695445

［33］ NAAS A E， MACKENZIE A K， MRAVEC J， et al .. Do rumen

Bacteroidetes utilize an alternative mechanism for cellulose

degradation？ [J]. mBio， 2014， 5（4）：1401-1414.

［34］ RANSOM-JONES E， JONES D L， MCCARTHY A J， et al .. The

Fibrobacteres： an important phylum of cellulose-degrading

bacteria [J]. Microb. Ecol.， 2012， 63（2）：267-281.

［35］ HUANG C， GE F， YAO X X， et al .. Microbiome and

metabolomics reveal the effects of different feeding systems on

the growth and ruminal development of yaks [J/OL]. Front.

Microbiol.， 2021， 12： 682989 [2023-08-10]. https：//doi.org/

10.3389/fmicb.2021.682989.

［36］ HOLMAN D B， GZYL K E. A meta-analysis of the bovine

gastrointestinal tract microbiota [J/OL]. FEMS Microbiol. Ecol.，

2019， 95（6）： fiz072 [2023-08-10]. https：//doi.org/10.1093/femsec/

fiz072.

［37］ VAN GYLSWYK N O. Succiniclasticum ruminis gen. nov.， sp.

nov.， a ruminal bacterium converting succinate to propionate

as the sole energy-yielding mechanism [J/OL]. Int. J. Syst.

Bacteriol.， 1995， 45（2）： 297 [2023-08-10]. https：//doi.org/

10.1099/00207713-45-2-297.

［38］ AUFFRET M D， STEWART R D， DEWHURST R J， et al ..

Identification of microbial genetic capacities and potential

mechanisms within the rumen microbiome explaining differences in

beef cattle feed efficiency [J/OL]. Front. Microbiol.， 2020， 11：1229

[2023-08-10]. https：//doi.org/10.3389/fmicb.2020.01229.

［39］ DAGHIO M， CIUCCI F， BUCCIONI A， et al .. Correlation of

breed， growth performance， and rumen microbiota in two rustic

cattle breeds reared under different conditions [J/OL]. Front.

Microbiol.， 2021， 12： 652031 [2023-08-10]. https：//doi.org/

10.3389/fmicb.2021.652031.

［40］ WATERS J L， LEY R E. The human gut bacteria

christensenellaceae are widespread， heritable， and associated

with health [J/OL]. BMC Biol.， 2019， 17（1）：83 [2023-08-10].

https：//doi.org/10.1186/s12915-019-0699-4.

［41］ MA J， ZHU Y Y， WANG Z S， et al .. Comparing the bacterial

community in the gastrointestinal tracts between growthretarded

and normal yaks on the Qinghai-Tibetan plateau [J/OL].

Front. Microbiol.， 2020， 11：600516 [2023-08-10]. https：//doi.

org/10.3389/fmicb.2020.600516.

［42］ 王文娟，孫冬巖，孫笑非.豬腸道微生物菌群及其與營(yíng)養(yǎng)代謝

的相互作用[J].飼料研究，2023，46（15）：124-127.

WANG W J， SUN D Y， SUN X F. Swine gut microbiota and its

interaction with nutrient metabolism [J]. Feed Res.， 2023， 46（15）：

124-127.

［43］ WANG X J， HU C S， DING L M， et al .. Astragalus

membranaceus alters rumen bacteria to enhance fiber

digestion， improves antioxidant capacity and immunity indices

of small intestinal mucosa， and enhances liver metabolites for

energy synthesis in tibetan sheep [J/OL]. Animals （Basel），

2021， 11（11）： 3236 [2023-08-10]. https：//doi.org/10.3390/

ani11113236.

［44］ LEE-SARWAR K A， LASKY-SU J， KELLY R S， et al ..

Metabolome-microbiome crosstalk and human disease [J/OL].

Metabolites， 2020， 10（5）： 181 [2023-08-10]. https：//doi.org/

10.3390/metabo10050181.

［45］ ZHOU F， LIU B D， LIU X， et al .. The impact of microbiome

and microbiota-derived sodium butyrate on Drosophila

transcriptome and metabolome revealed by multi-omics

analysis [J/OL]. Metabolites， 2021， 11（5）： 298 [2023-08-10].

https：//doi.org/10.3390/metabo11050298.

［46］ REN Z， YAO R， LIU Q， et al .. Effects of antibacterial peptides

on rumen fermentation function and rumen microorganisms in

goats [J/OL]. PLoS One， 2019， 14（8）： e221815 [2023-08-10].

https：//doi.org/10.1371/journal.pone.0221815.

［47］ VITAL M， HOWE A C， TIEDJE J M. Revealing the bacterial

butyrate synthesis pathways by analyzing （meta） genomic data [J/OL].

mBio， 2014， 5（2）：e889 [2023-08-10]. https：//doi.org/10.1128/

mBio.00889-14.

［48］ TAKEUCHI T， MIYAUCHI E， KANAYA T， et al .. Acetate

differentially regulates IgA reactivity to commensal bacteria

[J]. Nature， 2021， 595（7868）：560-564.

［49］ DONALDSON G P， LADINSKY M S， YU K B， et al .. Gut

microbiota utilize immunoglobulin A for mucosal colonization

[J]. Science， 2018， 360（6390）：795-800.

［50］ SUN J， QI C， ZHU H L， et al .. IgA-targeted lactobacillus

jensenii modulated gut barrier and microbiota in high-fat dietfed

mice [J/OL]. Front. Microbiol.， 2019， 10：1179 [2023-08-

10]. https：//doi.org/10.3389/fmicb.2019.01179.