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不同粗饲料及蛋白质来源日粮条件下奶牛瘤胃细菌群落多样性变化

金迪  
【摘要】:本研究的目的在于揭示不同粗饲料及蛋白质来源日粮对奶牛瘤胃细菌群落多样性的影响,并分析优势菌群的数量变化。选取48头泌乳日龄及体重相近的健康中国荷斯坦奶牛随机分为3组,饲喂粗饲料及蛋白质来源不同的三种日粮:MF组(苜蓿,玉米青贮及豆粕),CSA组(玉米秸秆,豆粕)和CSB组(玉米秸秆,棉籽粕和油菜籽粕);其中,CSA组和MF组相比区别在于用玉米秸秆代替苜蓿和玉米青贮作为粗饲料来源;CSB组和CSA组相比区别在于用杂粕替代豆粕作为蛋白质饲料来源。所有奶牛在饲喂其指定日粮91天后全部换为MF组日粮。在试验期第31,61,91和107天,分晨饲前和晨饲后两个时间点,通过口腔采样器采集瘤胃内容物样品,进行不同粗饲料及蛋白质饲料降解相关菌群的比较。主要研究内容如下: 1.不同粗饲料和蛋白质来源日粮条件下奶牛瘤胃细菌群落多样性分析。提取不同时间点的瘤胃液样品总DNA,利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术分析细菌群落多样性变化,并对差异条带进行测序分析。DGGE分析结果表明,三个不同处理组的电泳图谱的条代数和峰密度值差异显著。聚类分析结果显示,在试验31天,混合粗饲料组(MF组)与单一秸秆组(CSA和CSB组)相比相似度仅51%,且MF组出现了更多特异性条带;与31天相比,试验第61天和91天的DGGE图谱的差异变小,相似度分别为53%和59%,表明瘤胃细菌对日粮的逐渐适应。但豆粕组(CSA组)和杂粕组(CSB组)的DGGE条带数和光密度值均差异不明显。多样性指数分析结果显示,对于试验第31天,61天晨饲后和91天的样品,MF组的香浓指数均高于(P0.05)CSA组和CSB组,即MF组多样性丰富。对DGGE差异条带测序发现,在受日粮影响发生变化的菌属中,Vibrio、Prevotella和一些未培养细菌在MF组增多,MF组出现的特异优势菌群为未培养瘤胃细菌,将其命名为R-UB。另外,从属于Bacteroidetes,Firmicutes和Proteobacteria菌门的细菌在不同处理组间也有所改变。 2.不同粗饲料日粮条件下瘤胃优势菌群R-UB的分析。为验证DGGE图谱中与粗饲料降解相关的特异条带所代表的优势菌群R-UB的信息,对该条带进行DNA回收、测序,确定其序列来源,测序结果表明未培养细菌(群)R-UB与细菌Vibrio有90%的相似性。根据R-UB来源序列的16S rDNA序列设计定量引物,选用91天和107天的试验样品,进行qPCR检测,验证R-UB数量变化与日粮粗饲料类型的相关性。两种引物的定量结果均表明,对于试验期91天的样品,MF组中R-UB的数量显著高于(P0.001)CSA和CSB组,且饲喂前、后相比,饲喂后R-UB在混合粗饲料组和秸秆组的数量差异更大;在试验第107天,即三组都换为相同的混合粗饲料日粮约2周后,R-UB的数量在CSA和CSB组均显著增加,并且在三个处理组中的数量差异不显著(P0.05),即日粮粗饲料类型对R-UB有显著影响。 综上,日粮中苜蓿和秸秆两种不同粗饲料来源能够影响奶牛瘤胃细菌群落多样性,而豆粕和杂粕两种不同蛋白质来源对瘤胃细菌群落结构影响不显著;对于饲喂苜蓿、玉米青贮混合粗饲料的奶牛,其瘤胃细菌多样性丰富且存在特殊的细菌群落结构,未培养瘤胃细菌(群)R-UB丰富;验证结果证实R-UB在苜蓿和玉米青贮饲喂组数量高,在玉米秸秆饲喂组中相对缺少,表明R-UB与日粮中粗饲料纤维降解密切相关,其在混合粗饲料组为特异优势菌种。


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