反芻動(dòng)物瘤胃菌群組成和數(shù)量、影響因素及與代謝性疾病關(guān)系
2影響瘤胃菌群組成和數(shù)量的因素
2.1年齡和生理狀況
年齡對(duì)瘤胃微生物區(qū)系的影響較大，有研究發(fā)現(xiàn)犢牛隨著年齡的增長(zhǎng)，瘤胃微生物區(qū)系的組成逐漸成熟，豐度趨向穩(wěn)定。圍產(chǎn)期是反芻動(dòng)物生理敏感期，研究顯示反芻動(dòng)物在此期間瘤胃菌群結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生顯著變化。圍產(chǎn)期高產(chǎn)奶牛瘤胃菌群中參與氨基酸和維生素代謝的基因豐度高于低產(chǎn)奶牛;奶牛瘤胃中厚壁菌門(Firmicutes)豐度從產(chǎn)前的57%降至產(chǎn)后的35%，擬桿菌門(Bacteroidota)豐度從產(chǎn)前的22%降至產(chǎn)后的18%;奶牛產(chǎn)后第1天與第14天瘤胃微生物結(jié)構(gòu)和發(fā)酵模式存在明顯差別;奶牛在圍產(chǎn)前期干物質(zhì)攝入量較低，瘤胃菌群中降解纖維的菌屬豐度較高，而在圍產(chǎn)后期，與蛋白質(zhì)水解、淀粉溶解以及泌乳相關(guān)的細(xì)菌豐度顯著增多。
2.2飼料營(yíng)養(yǎng)成分
飼料中的營(yíng)養(yǎng)成分以及特定的功能性成分同樣能夠影響瘤胃微生物群落的構(gòu)成和數(shù)量。高粗飼料水平飼喂奶牛時(shí)，瘤胃纖維桿菌門(Fibrobacterota)豐度較高;而高精料水平飼喂奶牛時(shí)，瘤胃擬桿菌門豐度則較高。奶牛在食用低谷物飼糧時(shí)，瘤胃中瘤胃球菌科和未分類的擬桿菌目(unclassified Bacteroidales)豐度較高;但轉(zhuǎn)為高谷物飼糧后，反芻單胞菌屬(Ruminobacter)豐度減少，而普雷沃氏菌屬(Prevotella)和未分類的琥珀細(xì)菌科(unclassified Succinivibrionaceae)豐度增加。另有研究發(fā)現(xiàn)，瘤胃中分解纖維素的微生物會(huì)競(jìng)爭(zhēng)性地附著在纖維素上，通過(guò)不同的方式附著和分解纖維素，導(dǎo)致它們?cè)诓煌孜锷系慕到庑什煌M(jìn)而影響瘤胃發(fā)酵過(guò)程。
2.3抗生素與飼料添加劑
抗生素與飼料添加劑對(duì)瘤胃微生物組成和數(shù)量也有一定的影響。莫能菌素能減少瘤胃中的細(xì)菌和真菌數(shù)量，尤其對(duì)原蟲數(shù)量有顯著抑制作用;補(bǔ)充活性干酵母和鈉蘋果酸鈣能夠顯著提高瘤胃中纖維桿菌門豐度;在高淀粉飼糧中補(bǔ)充黏土礦物基飼料添加劑可有效緩解奶牛大腸菌群失調(diào)，顯著提高血清初級(jí)膽汁鹽和次級(jí)膽汁酸濃度，改善奶牛的肝功能。在飼糧中添加脂質(zhì)與硝酸鹽，會(huì)顯著影響奶牛瘤胃產(chǎn)甲烷相關(guān)菌群豐度;而添加枯草芽孢桿菌和魚腥草提取物，可增加奶牛干物質(zhì)攝入量和產(chǎn)奶量，減少奶牛腸道甲烷排放。
3瘤胃代謝物與代謝性疾病
反芻動(dòng)物主要依靠瘤胃微生物發(fā)酵生成的乙酸、丙酸和丁酸來(lái)提供能量。約90%的葡萄糖通過(guò)糖異生生成，其中50%~60%是的葡萄糖由丙酸在肝臟糖異生過(guò)程中生成的[26]。丙酸的產(chǎn)生直接受瘤胃微生物種類和數(shù)量的影響，奶牛產(chǎn)后采食量減少，導(dǎo)致瘤胃微生物群落的數(shù)量和比例發(fā)生變化，主要表現(xiàn)為乳酸生成菌如乳酸桿菌(Lactobacillus)數(shù)量顯著增加，而丙酸生成菌如反芻月形單胞菌(Megasphaera elsdenii)數(shù)量顯著減少。因此奶牛產(chǎn)后微生物群落的變化會(huì)影響乳酸分解和利用，嚴(yán)重時(shí)可能引起瘤胃環(huán)境失衡，導(dǎo)致丙酸供應(yīng)不足，造成能量代謝失調(diào)。
瘤胃發(fā)酵產(chǎn)生的代謝物包括氨基酸、脂肪酸、揮發(fā)性脂肪酸和膽固醇酯等，這些代謝物含量的波動(dòng)反映了瘤胃微生物的動(dòng)態(tài)變化。奶牛發(fā)生瘤胃酸中毒(SARA)時(shí)，反硝化作用、活性氧、氮解毒和淀粉降解等相關(guān)瘤胃代謝物含量顯著下調(diào)。而亞臨床酮癥奶牛瘤胃液中丁酸鹽、蔗糖、3-羥基丁酸鹽、麥芽糖和戊酸鹽含量顯著升高，N，N-二甲基甲酰胺、乙酸鹽、葡萄糖和丙酸鹽含量顯著降低。
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