發(fā)布時間：2017-12-11 15:31

  本文關(guān)鍵詞：不同玉米青貯水平對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的背景下,本試驗在保持相似日增重、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:11106002)的半同胞荷斯坦后備母牛作為研究對象,為減少粗飼料種類和來源對試驗結(jié)果的潛在影響,本試驗以全株玉米青貯作為唯一粗飼料來源,提供四個玉米青貯水平(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頭試驗牛按照完全隨機(jī)區(qū)組試驗設(shè)計要求等額分配到四個處理組,在正試期最后一天晨飼后3-4小時采集瘤胃液樣品。利用MiSeq測序平臺對24個樣品進(jìn)行16S rRNA基因和18S rRNA基因的V3-V4區(qū)、ITS1區(qū)測序,利用GC-TOF/MS系統(tǒng)對24個樣品進(jìn)行代謝物檢測分析。根據(jù)瘤胃液細(xì)菌區(qū)系測序結(jié)果分析,擬桿菌門、厚壁菌門和變形菌門為優(yōu)勢菌門(其相對豐度之和超過94%),絲狀桿菌門、螺旋菌門、黏膠球形菌門等四個菌門為次優(yōu)勢菌門;在已知屬水平分類中,普雷沃氏菌屬和琥珀酸菌屬為優(yōu)勢菌屬(相對豐度之和約為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)系測序結(jié)果分析,優(yōu)勢菌門為囊泡蟲門(其相對豐度超過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)勢菌屬(相對豐度之和為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,但各處理組之間差異不顯著(P0.05);對淀粉刺激敏感的內(nèi)毛蟲屬的相對豐度呈顯著線性下降趨勢(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(q0.05)。根據(jù)瘤胃液真菌區(qū)系測序結(jié)果分析,優(yōu)勢菌門為新麗鞭毛菌門和子囊菌門(相對豐度之和占真菌區(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)勢菌屬(相對豐度之和為51.55%),厭氧鞭菌屬、被孢霉屬、根囊鞭菌屬等10個菌屬為次優(yōu)勢菌屬。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),但四個處理組間的差異均不顯著(P0.1);新麗鞭毛菌門的相對豐度顯著線性升高(q = 0.03)、擔(dān)子菌門和壺菌門的相對豐度呈顯著線性降低(q0.05),而子囊菌門處理組間的相對豐度差異顯著(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)、而后兩個菌屬的處理組間差異顯著(P= 0.03);枝梗鞭毛菌屬四個處理組間差異顯著(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,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代謝物檢測系統(tǒng)分析結(jié)果,四個處理水平24個瘤胃液樣品共檢出558個代謝物特征峰,通過與代謝數(shù)據(jù)庫對比和鑒定,共有243個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檢驗的FDR值(q0.05)作為差異代謝物判定標(biāo)準(zhǔn)對不同玉米青貯水平處理組進(jìn)行兩兩比較,共獲取了 16個差異代謝物。隨著日糧玉米青貯水平的升高,六個代謝物線性顯著降低(q∈(0.001,0.032])、五個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個隨日糧玉米青貯水平顯著變化的微生物菌屬和8個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】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S823.5

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本文編號：1279004