活酵母和酵母培养物对奶牛生产性能的影响及其作用机理研究

作     者：张少泽 

作者单位：安徽农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：卓钊

授予年度：2021年

学科分类：090502[农学-动物营养与饲料科学] 0905[农学-畜牧学] 09[农学] 

主      题：活酵母 酵母培养物 生产性能 瘤胃发酵 宏基因组 代谢组 

摘      要：本试验旨在研究日粮中分别添加活酵母(ADY)和酵母培养物(YC)对泌乳奶牛生产性能、表观消化率及瘤胃发酵参数的影响,并利用高通量测序技术,从宏基因组水平探讨日粮添加活酵母和酵母培养物对奶牛瘤胃微生物的影响,从代谢组水平探讨日粮添加活酵母和酵母培养物后奶牛瘤胃液及血浆中代谢物的变化,以期研究活酵母和酵母培养物对奶牛生产的影响及其作用机制。选择泌乳天数、胎次、日均产奶量相近的中国荷斯坦奶牛75头,采用完全随机设计,试验分为对照组(CON group)、活酵母组(ADY group)和酵母培养物组(YC group),每组25个重复,每个重复1头牛。对照组饲喂全混合日粮,活酵母组在全混合日粮基础上添加20 g/d/头的ADY,酵母培养物组在全混合日粮基础上添加30 g/d/头的YC。结果表明:1)日粮中添加活酵母和酵母培养物对乳脂率、脂蛋比、乳糖率、乳总固形物、体细胞数和尿素氮均无显著影响(P0.05),但有提高干物质采食量(P=0.082)、产奶量(P=0.062)和乳蛋白率(P=0.091)的趋势。与CON组相比,日粮中添加活酵母和酵母培养物对EE、NDF和ADF的表观消化率无显著影响(P0.05),但显著提高了粗蛋白的表观消化率(P=0.05)。日粮中添加活酵母和酵母培养物有提高瘤胃总挥发性脂肪酸浓度的趋势(P=0.098),但对p H值、微生物蛋白、乙酸、丙酸、丁酸的浓度和乙丙比均无显著影响(P0.05),日粮中添加YC显著降低了瘤胃的氧化还原电位(P0.05)。经代谢组检测表明,活酵母组与对照组相比,差异倍数变化最大的前10种差异代谢物均是显著上调的,上调幅度最大的前3种代谢物是蛋氨酸(Methylmalonic acid)、前列腺素D3(Prostaglandin D3)和焦磷酸酯(Pyrophosphate);酵母培养物组与对照组相比,差异倍数变化最大的前10种差异代谢物只有4-吡哆酸(4-Pyridoxic acid)显著上调;活酵母组与酵母培养物组相比,差异倍数变化最大的前10种差异代谢物均是显著上调的,上调幅度最大的2种代谢物是D-木糖(D-Xylose)和甘油酸(Glyceric acid)。这些差异代谢物的主要富集通路为氨基酸代谢和脂代谢,表明活酵母和酵母培养物可能是通过影响参与这些通路的代谢物来发挥其功能。3)血浆代谢组结果表明,活酵母组和对照组相比,差异代谢物中上调最大的是精氨酸、丝氨酸和苯丙氨酸(Arg Ser Phe),下调最大的代谢物是鞘氨醇(Sphinganine),差异代谢物主要富集在氨酰-t RNA生物合成(Aminoacyl-t RNA biosynthesis)和鞘脂代谢(Sphingolipid metabolism)通路;酵母培养物组和对照组相比,差异代谢物上调最大的代谢物是精氨酸、丝氨酸和苯丙氨酸(Arg Ser Phe),下调最大的代谢物是鞘氨醇(Sphinganine),有富集在氨酰-t RNA生物合成(Aminoacyl-t RNA biosynthesis)通路的趋势(P=0.054);酵母培养物组和活酵母组相比,差异代谢物4-羟苯丙酮酸(4-Hydroxyphenylpyruvic acid)和2-氨苯甲酸(2-Aminobenzoic acid)上调,2,6-二羟基苯甲酸(2,6-Dihydroxybenzoic acid)和α-亚麻酸(Alpha-Linolenic acid)下调较大,差异代谢物主要富集在组氨酸代谢(Histidine metabolism)通路。综上所述,在本试验条件下,日粮中添加活酵母和酵母培养物有提高干物质采食量、产奶量、乳蛋白率和瘤胃中的总挥发性脂肪酸浓度的趋势,以及显著提高了粗蛋白表观消化率,且日粮中添加YC显著降低了瘤胃中的氧化还原电位。此外,活酵母和酵母培养物对奶牛瘤胃微生物宏基因组的影响均无显著差异,但瘤胃液代谢组检测出众多差异代谢物,且差异代谢物主要富集于氨基酸代谢、脂代谢和维生素代谢等通路;日粮添加活酵母和酵母培养物均能显著影响奶牛血浆中代谢物的水平,其差异代谢物主要集中在氨基酸代谢和脂代谢通路。因此,活酵母和酵母培养物可能是通过参与氨基酸代谢和脂代谢等相关通路发挥其功能。