燕麦β-葡聚糖对哺乳犊牛血清生化指标、肠道菌群和血浆代谢物的影响

作     者：张力本 

作者单位：四川农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：曹随忠;雍康

授予年度：2023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：燕麦β-葡聚糖 哺乳犊牛 血清生化指标 肠道菌群 血浆代谢物 

摘      要：哺乳期是犊牛生长发育的关键阶段之一,较高的哺乳期日增重和断奶体重有助于提高奶牛在生产阶段的盈利能力。然而,营养失衡、疾病和菌群失调可以显著影响哺乳犊牛的生长。研究表明,犊牛通过补饲益生元可以调节肠道菌群,改善生长性能并增强对疾病的抵抗力。燕麦β-葡聚糖是燕麦和其他谷物的细胞壁多糖之一,是一种可溶性纤维,被视为益生元,将其添加到饲料中,有利于哺乳犊牛的生长和健康。然而,目前燕麦β-葡聚糖对哺乳犊牛肠道健康的报道较少。因此,整合菌群、血浆代谢物和血清生化指标,阐明燕麦β-葡聚糖调节菌群和宿主代谢对哺乳犊牛的生长和健康的影响,为燕麦β-葡聚糖作为益生元在哺乳犊牛中的应用提供依据。本研究开展以下试验:将14头日龄和体重相近且健康的新生荷斯坦母犊,随机分为对照组(n=7)和β-葡聚糖组(n=7),称重。在d 7,β-葡聚糖组犊牛在基础日粮中添加燕麦β-葡聚糖(按75 mg/kg BW计算),持续饲喂14天。在d 21晨饲前采集对照组和β-葡聚糖组犊牛血液、粪便样本,分析血清生化指标,通过16S rDNA扩增子测序分析粪便菌群,高效液相色谱-串联质谱法(LCMS/MS)进行血浆代谢物分析。在d 60,犊牛断奶,并在晨饲前称重。试验的结果如下:1.与对照组相比,β-葡聚糖组的血清总蛋白、白蛋白、球蛋白有升高的趋势(P0.05)。脂多糖浓度差异不显著(P0.05)。β-葡聚糖组的哺乳犊牛从出生到断奶的平均日增重提高70 g/d(P0.05),断奶体重增加4.29 kg(P0.05)。结果表明,添加燕麦β-葡聚糖可提高哺乳犊牛血清总蛋白、白蛋白和球蛋白水平,显著增加超氧化物歧化酶活性,增强二胺氧化酶活性。2.与对照组相比,β-葡聚糖组肠道菌群Shannon指数、Chao 1指数和Simpson指数显著提高(P90%),且差异不显著(P0.05)。其中,β-葡聚糖组的蓝藻门(Cyanobacteria)丰度比对照组有显著增加(P0.05)。厚壁菌门(Firmicutes)与拟杆菌门(Bacteroidetes)的比值低于对照组。STAMP差异分析结果显示,β-葡聚糖组中拟普雷沃菌属(Alloprevotella)、另枝菌属(Alistipes)、拟杆菌属(Bacteroides)、考拉杆菌属(Phascolarctobacterium)丰度显著升高(P0.05)。CL500-29 marine group、弯曲杆菌(Campylobacter)、膜壳菌(Hyphomicrobium)、谷氨酸杆菌(Glutamicibacter)、Sphingorhabdus、马尔文氏菌(Marvinbryantia)丰度在β-葡聚糖组中显著降低(P0.05)。结果表明,饲喂燕麦β-葡聚糖可提高哺乳犊牛肠道菌群的丰富度和多样性,降低哺乳犊牛肠道中弯曲杆菌等有害菌属,提高拟杆菌属、另枝菌属、拟普雷沃菌、福涅雷拉菌、颤螺旋菌、考拉杆菌等有益菌属的相对丰度。3.与对照组相比,β-葡聚糖组犊牛的血浆中L-酪氨酸、α-海藻糖、L-组氨酸、苯乙酸、2-草酸和N6,N6,N6-三甲基-L-赖氨酸含量升高(P0.1)。甘氨脱氧胆酸、甘氨鹅脱氧胆酸、鞘氨醇、L-犬尿氨酸、5-羟基吲哚乙酸盐等20种代谢物含量减少(P0.1)。KEGG路径分析表明,色氨酸代谢、氨基酰t RNA生物合成、β-丙氨酸代谢等6条代谢通路发生显著变化。基于Spearman相关性分析,瘤胃菌属＿NK4A214的丰度与3-甲氧基-4-羟基苯乙二醇硫酸盐和鞘氨醇水平呈正相关,与海藻糖呈负相关。然而,另枝菌属的丰度与3-甲氧基-4-羟基苯乙二醇硫酸盐和鞘氨醇水平呈负相关,与海藻糖呈正相关。拟杆菌属的丰度与海藻糖水平呈正相关,与3-甲氧基-4-羟基苯乙二醇硫酸盐和鞘氨醇水平呈负相关。结果表明,日粮中添加燕麦β-葡聚糖可增加哺乳犊牛血浆中海藻糖、组氨酸含量,降低犬尿氨酸、5-羟基吲哚乙酸盐、甘氨脱氧胆酸、甘氨鹅去氧胆酸含量,下调色氨酸代谢;燕麦β-葡聚糖可通过调控哺乳犊牛肠道瘤胃球菌属、另枝菌属和拟杆菌属的丰富度,影响血浆代谢和生长性能。结论:(1)日粮中添加燕麦β-葡聚糖可提高哺乳犊牛血清总蛋白、白蛋白和球蛋白水平,增加SOD水平,增强DAO活性,提高生长性能;(2)添加燕麦β-葡聚糖可提高哺乳犊牛肠道菌群的丰富度和多样性,增加肠道有益菌,减少有害菌,增强肠道屏障;(3)添加燕麦β-葡聚糖可提高哺乳犊牛血浆中海藻糖、组氨酸含量,降低犬尿氨酸、5-羟基吲哚乙酸盐、甘氨脱氧胆酸、甘氨鹅去氧胆酸含量,下调色氨酸代谢,影响血浆代谢水平;(4)燕麦β-葡聚糖通过调控哺乳犊牛肠道菌群,影响血浆代谢水平及血清生化指标,进而提高生长性能。