摘要
在动物生产中，提高饲料效率和机体健康对于高效养殖和优质生产具有重要意义。通过不断优化营养调控策略，可加速饲料转化来促进动物生长，并有助于缓解因免疫抑制引发的不良反应。丁酸梭菌(Clostridiumbutyricum)作为一种能适应胃肠道环境的益生菌，具有独立的消化酶系统，可分泌多种有益于人和动物的生物活性物质，有助于改善肠道屏障功能，促进饲料等营养物质的消化吸收，提高饲料效率，有效提高机体健康。目前，已有研究表明在单胃动物的饲粮中补充丁酸梭菌可提高畜禽肠道的完整性，且能抑制有害菌的入侵，增强肠道免疫功能，促进营养物质的消化吸收，缓解炎症反应等。然而，目前关于丁酸梭菌在反刍动物中的作用效果尚不明确，特别是丁酸梭菌在瘤胃消化系统中对于菌群的影响尚不清楚。因此，为明确丁酸梭菌在反刍动物瘤胃和肠道中的作用效果，本研究旨在探究饲粮中添加丁酸梭菌对育肥山羊生长性能、屠宰性能以及免疫功能的影响。 试验一:饲粮添加丁酸梭菌对育肥山羊生长性能、血浆生化、养分消化率、瘤胃发酵和微生物区系的影响 试验选取26只健康雄性阿尔巴斯山羊(体重=22±2.03kg),随机分为3个处理组，试验分组如下:对照组(CON)(基础饲粮，精粗比=65∶35;n=10);低剂量丁酸梭菌组(LCB)(基础饲粮+2.0×108CFU/kg丁酸梭菌;n=8);高剂量丁酸梭菌组(HCB)(基础饲粮+1.0×109CFU/kg丁酸梭菌;n=8)。试验共计70天。以评价添加不同水平的丁酸梭菌对山羊生长性能、血浆生化、养分消化率、瘤胃发酵、瘤胃和直肠微生物区系的影响。结果表明，高精料饲粮中补充丁酸梭菌有助于延缓瘤胃pH的下降，但对生长性能无显著影响(P＞0.10)。与对照组相比，饲粮中补充丁酸梭菌显著提高了普雷沃氏菌属_1(Prevotella_1）、克里斯滕森菌属_R7_Group(Christensenellaceae_R7_Group)和普雷沃氏菌科_UCG-003(Prevotellaceae_UCG-003)的相对丰度(P＜0.05),显著降低了解琥珀酸菌属(Succiniclasticum)和未分类拟杆菌属(Muribaculaceae_unclassified)的相对丰度(P＜0.05)。瘤胃中梭菌属(Clostridium)的相对丰度＜1.0％。此外，直肠16SrDNA分析结果显示，饲粮中补充丁酸梭菌可有效降低直肠中梭菌属(Clostridium)的相对丰度(P＜0.05),而另枝菌属(Aliistipes)和阿克曼氏菌属(Akkermansia)的相对丰度有升高的趋势(0.05＜P＜0.10)。综上，饲粮添加丁酸梭菌对育肥山羊生长性能无显著影响，但可通过调节瘤胃微生物区系结构影响瘤胃发酵。 试验二:饲粮添加丁酸梭菌对育肥山羊屠宰性能和肉品质的影响 本试验设计和饲养管理与试验一相同，在上述生长试验的基础上分别从CON和HCB(CB)组，随机挑选出10头山羊进行屠宰，记录宰前活重、热胴体重和内脏重量，并收集山羊背最长肌和盲肠内容物。以评价丁酸梭菌通过调节肠道菌群，对育肥山羊的屠宰性能、肉品质和抗氧化功能的影响。试验结果显示，饲粮中补充丁酸梭菌对山羊屠宰性能、脏器指数、蒸煮损失和剪切力无显著影响(P＞0.10)。各处理组山羊肉24h内的滴水损失无显著变化，而48h内CB组的滴水损失显著低于CON组(P＜0.05)。这与CB组山羊肉的pH降低的结果相一致(P＜0.05),表明饲粮添加丁酸梭菌有助于提高山羊肉的保水能力。此外，饲粮中补充丁酸梭菌可有效提高山羊肉的红度(a*)和总抗氧化能力(T-AOC),并使得羊肉中丙二醛(MDA)的含量有效下降(P＜0.05)。此外，16SrDNA测序属水平结果显示，饲粮添加丁酸梭菌可显著降低梭菌属(Clostridium)和未分类梭状芽孢杆菌科(Clostridiaceae_unclassified)的相对丰度(P＜0.05)。而梭菌属种水平结果表明，仅在CB组发现山羊盲肠中含有丁酸梭菌，而先前的瘤胃和直肠样本中均未检测到丁酸梭菌，尽管其相对丰度＜0.1％。Spearman相关性热图显示，属水平和种水平未分类梭状芽孢杆菌门(Clostridiales_unclassified)与pH、MDA呈强正相关(P＜0.05),丁酸梭菌与山羊肉的a*呈正相关(P＜0.05)。结果表明，饲粮添加丁酸梭菌对育肥山羊的屠宰性能无显著影响，但丁酸梭菌可过瘤胃到达肠道，优化肠道微生物区系结构，改善山羊肉的品质和抗氧化功能。 试验三:饲粮添加丁酸梭菌对脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)诱导山羊急性免疫应激反应的影响 育肥期山羊自身强大的免疫功能对提高其生长性能亦至关重要。本试验假设丁酸梭菌可通过调节山羊肠道微生物区系和血液代谢提高其免疫功能和抗氧化功能，有效缓解因LPS诱导的急性免疫应激反应。在试验一的基础上分别从CON和LCB(CB)组中，于第71天从各组中随机挑选4只山羊进行LPS刺激，并收集山羊0h和6h的血液、粪便，以评价丁酸梭菌对其肠道微生物区系、免疫功能、抗氧化功能和血浆代谢物的影响。结果表明，LPS诱导开始时，丁酸梭菌对血浆生化指标无显著影响;但补充丁酸梭菌可有效提高血浆中免疫球蛋白A(ImmunoglobulinA,IgA)、免疫球蛋白G(ImmunoglobulinG,IgG)、总超氧化物歧化酶(Totalsuperoxidedismutase,T-SOD)和T-AOC的含量(P＜0.05),并使得血浆肿瘤坏死因子-α(Tumornecrosisfactor-α,TNF-α),白介素-6(Interleukin-6,IL-6)以及MDA的含量显著下降(P＜0.05),且白介素-10(Interleukin-6,IL-6,IL-10)的含量呈现上升趋势(P＜0.10)。直肠菌群分析表明，山羊饲粮中补充丁酸梭菌可显著提高门水平中Epsilonbacteraeota的相对丰度。在属水平中，弯曲杆菌属(Campylobacter)和叉形棍状厌氧菌属_group(Anaerorhabdus]_furcosa_group)的相对丰度亦显著上升(P＜0.05),优势菌群克里斯滕森菌属_R7_Group(Christensenellaceae_R7_Group)其丰度值也呈显著上升的趋势(0.05＜P＜0.10),而梭菌属(Clostridium)和毛螺菌科_UCG-001(Lachnospiraceae_UCG-001)的丰度值则显著降低(P＜0.05)。Spearman相关性分析结果表明，梭菌属(Clostridium)和毛螺菌科_UCG-001(Lachnospiraceae_UCG-001)相对丰度的降低与TNF-α和IL-6呈正相关，与T-SOD呈负相关性，而叉形棍状厌氧菌属_group(Anaerorhabdus]_furcosa_group)与梭菌属(Clostridium)和毛螺菌科_UCG-001(Lachnospiraceae_UCG-001)的相关性结果相反(P＜0.05)。克里斯滕森菌属_R7_Group(Christensenellaceae_R7_Group)和IgA具有强正相关性(P＜0.01)。当LPS刺激持续至6h时，丁酸梭菌仍使山羊血浆中IgA,IL-10和T-SOD浓度显著高于对照组，有效降低TNF-α的含量(P＜0.05)。与此同时，血浆中总胆固醇和低密度脂蛋白的含量显著下降，血浆中d-脯氨酸的表达显著上调(P＜0.05)。此外，相关性分析结果显示，血浆炎症因子和抗氧化因子的显著表达与d-脯氨酸的上调呈强相关性(P＜0.05)。这表明饲粮添加丁酸梭菌可优化肠道微生物区系结构，协同改善血浆代谢物的表达，增强山羊对急性免疫应激反应的缓解作用。 综上所述，高精料饲粮中补充丁酸梭菌对育肥山羊的生长性能和屠宰性能无显著影响(P＞0.05),但有助于改善山羊肉品质。山羊瘤胃和肠道中梭菌属(Clostridium)丰富度存在显著差异(P＜0.05),饲粮中补充丁酸梭菌可通过瘤胃到达肠道并优化微生物区系结构，降低有害梭菌属(Clostridium)的相对丰度。联合非靶向代谢组学技术表明，丁酸梭菌通过调节肠道微生物区系和血液代谢物的表达，可有效缓解因LPS诱导的山羊急性免疫应激反应，提高机体免疫力和抗氧化功能。
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