發(fā)布時(shí)間：2017-12-11 15:31

  本文關(guān)鍵詞：不同玉米青貯水平對(duì)荷斯坦后備牛瘤胃液微生物組及其代謝組的影響

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【摘要】：在優(yōu)質(zhì)粗飼料短缺、環(huán)保壓力持續(xù)增加和農(nóng)作物秸稈資源大量浪費(fèi)的背景下,本試驗(yàn)在保持相似日增重、限飼條件下系統(tǒng)分析了不同玉米青貯水平日糧處理對(duì)荷斯坦后備母牛瘤胃液微生物組及其代謝組的影響,為提高飼料利用效率、降低養(yǎng)殖成本、促進(jìn)我國(guó)奶牛養(yǎng)殖業(yè)提質(zhì)增效等方面提供理論指導(dǎo)和數(shù)據(jù)支持。根據(jù)日齡和體重相近原則選取了 24頭8-10月齡、253±29 kg、同一父本(公牛號(hào):11106002)的半同胞荷斯坦后備母牛作為研究對(duì)象,為減少粗飼料種類和來源對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的潛在影響,本試驗(yàn)以全株玉米青貯作為唯一粗飼料來源,提供四個(gè)玉米青貯水平(20%、40%、60%、80%干物質(zhì)基礎(chǔ),即S20、S40、S60、S80)的試驗(yàn)日糧,保持相似的代謝能和粗蛋白質(zhì)攝入量,預(yù)飼期(50%玉米青貯水平)和正試期各28天;將24頭試驗(yàn)牛按照完全隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求等額分配到四個(gè)處理組,在正試期最后一天晨飼后3-4小時(shí)采集瘤胃液樣品。利用MiSeq測(cè)序平臺(tái)對(duì)24個(gè)樣品進(jìn)行16S rRNA基因和18S rRNA基因的V3-V4區(qū)、ITS1區(qū)測(cè)序,利用GC-TOF/MS系統(tǒng)對(duì)24個(gè)樣品進(jìn)行代謝物檢測(cè)分析。根據(jù)瘤胃液細(xì)菌區(qū)系測(cè)序結(jié)果分析,擬桿菌門、厚壁菌門和變形菌門為優(yōu)勢(shì)菌門(其相對(duì)豐度之和超過94%),絲狀桿菌門、螺旋菌門、黏膠球形菌門等四個(gè)菌門為次優(yōu)勢(shì)菌門;在已知屬水平分類中,普雷沃氏菌屬和琥珀酸菌屬為優(yōu)勢(shì)菌屬(相對(duì)豐度之和約為34%),丁酸弧菌屬、瘤胃球菌屬、絲狀桿菌屬和新月形單胞桿菌屬等為次優(yōu)勢(shì)菌屬。隨著玉米青貯水平的升高,瘤胃液細(xì)菌區(qū)系的多樣性和物種豐富度顯著增加;絲狀桿菌屬、琥珀酸單胞菌屬、厭氧孢桿菌屬和產(chǎn)乙酸糖發(fā)酵菌屬等具有纖維降解活性菌屬的相對(duì)豐度呈顯著線性增加(q0.05);其他具有纖維分解活性的菌屬如產(chǎn)琥珀酸絲狀桿菌、溶纖維丁酸弧菌等雖有檢出,但各處理組之間差異不顯著。根據(jù)瘤胃液原蟲區(qū)系測(cè)序結(jié)果分析,優(yōu)勢(shì)菌門為囊泡蟲門(其相對(duì)豐度超過99.99%);在屬水平瘤胃液原蟲區(qū)系分類上,內(nèi)毛蟲屬、硬甲屬和等毛蟲屬為優(yōu)勢(shì)菌屬(相對(duì)豐度之和為93.78%),雙甲屬、厚毛蟲屬和假內(nèi)毛蟲屬等為次優(yōu)勢(shì)菌屬。隨著玉米青貯水平的升高,瘤胃液原蟲區(qū)系的物種多樣性顯著增加;物種豐富度等其它多樣性指數(shù)在不同處理組之間雖有逐漸增加的趨勢(shì),但各處理組之間差異不顯著(P0.05);對(duì)淀粉刺激敏感的內(nèi)毛蟲屬的相對(duì)豐度呈顯著線性下降趨勢(shì)(q0.05);在纖維降解過程中發(fā)揮重要作用的硬甲屬和多甲屬呈顯著線性增加趨勢(shì)(q0.05)。根據(jù)瘤胃液真菌區(qū)系測(cè)序結(jié)果分析,優(yōu)勢(shì)菌門為新麗鞭毛菌門和子囊菌門(相對(duì)豐度之和占真菌區(qū)系序列總數(shù)的94%以上);在屬水平分類上,瘤胃壺菌屬、瘤胃真菌屬、新麗鞭毛菌屬和枝梗鞭菌屬等為已知種類的優(yōu)勢(shì)菌屬(相對(duì)豐度之和為51.55%),厭氧鞭菌屬、被孢霉屬、根囊鞭菌屬等10個(gè)菌屬為次優(yōu)勢(shì)菌屬。隨著玉米青貯水平的升高,瘤胃液真菌區(qū)系的α-多樣性指數(shù)呈先升后降的變化規(guī)律(S40組或S60組最高),但四個(gè)處理組間的差異均不顯著(P0.1);新麗鞭毛菌門的相對(duì)豐度顯著線性升高(q = 0.03)、擔(dān)子菌門和壺菌門的相對(duì)豐度呈顯著線性降低(q0.05),而子囊菌門處理組間的相對(duì)豐度差異顯著(P0.01)且線性降低(q0.01);新麗鞭毛菌屬、閉小囊菌屬和假散囊菌屬均顯著線性降低(= 0.01),但新麗鞭毛菌屬處理組差異不顯著(P= 0.05)、而后兩個(gè)菌屬的處理組間差異顯著(P= 0.03);枝梗鞭毛菌屬四個(gè)處理組間差異顯著(P= 0.01)且呈顯著線性升高(q = 0.01)。結(jié)果表明,過低水平的玉米青貯對(duì)瘤胃真菌有抑制作用,適當(dāng)?shù)木�粗比有助于瘤胃真菌生長(zhǎng),S40組為瘤胃液真菌區(qū)系發(fā)酵提供的條件最為充分。根據(jù)GC-TOF/MS代謝物檢測(cè)系統(tǒng)分析結(jié)果,四個(gè)處理水平24個(gè)瘤胃液樣品共檢出558個(gè)代謝物特征峰,通過與代謝數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)比和鑒定,共有243個(gè)代謝物被鑒定和量化。以O(shè)PLS-DA分析模型第一組成分的VIP值(VIP1.5)結(jié)合T檢驗(yàn)的FDR值(q0.05)作為差異代謝物判定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同玉米青貯水平處理組進(jìn)行兩兩比較,共獲取了 16個(gè)差異代謝物。隨著日糧玉米青貯水平的升高,六個(gè)代謝物線性顯著降低(q∈(0.001,0.032])、五個(gè)代謝物線性顯著升高(q∈(0.001,0.019]),丙酮酸呈先升后降的顯著二次曲線變化(q0.01)。通過對(duì)瘤胃液微生物組與其代謝組進(jìn)行相關(guān)分析,結(jié)果表明6個(gè)隨日糧玉米青貯水平顯著變化的微生物菌屬和8個(gè)組間差異代謝物之間存在顯著的正/負(fù)相關(guān)關(guān)系。將瘤胃液微生物組和代謝組進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,通過研究不同玉米青貯水平日糧處理對(duì)瘤胃液微生物組變化顯著菌群及一些與之高度相關(guān)代謝產(chǎn)物的影響,旨在建立奶牛瘤胃微生態(tài)調(diào)控機(jī)制模型。在低粗料限飼模式下,以瘤胃液微生物區(qū)系多樣性和豐富度作為判定依據(jù),具有最佳日糧瘤胃能氮平衡的40%玉米青貯水平處理組既可為瘤胃液微生物提供最充分的發(fā)酵條件又能保證荷斯坦后備牛瘤胃液微生物菌群的組成結(jié)構(gòu)和代謝產(chǎn)物不發(fā)生顯著改變。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S823.5

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本文編號(hào)：1279004