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犊牛腹泻是犊牛发生的以消化不良、腹泻为临床特征的消化道疾病综合征,是造成断奶前犊牛死亡的主要原因之一,给奶牛和肉牛养殖业带来了巨大的经济损失。肠道病原感染是引起犊牛腹泻的主要原因,研究表明牛轮状病毒（Bovine Rotavirus,BRV）、牛冠状病毒（Bovine coronavirus,BCoV）、K99型大肠杆菌和隐孢子虫是引起犊牛腹泻的最主要病原。此外,沙门氏菌、产气荚膜梭菌、牛病毒性腹泻病毒（Bovine Viral Diarrhea Virus,BVDV）、贾第鞭毛虫、牛诺如病毒（Bovine Norovirus,BNoV）和纽布病毒（Nebovirus,NeV）等也是造成犊牛腹泻的重要病原。目前,由于缺乏有效的疫苗和药物,犊牛腹泻问题仍未从根本上得到解决。近年研究表明,肠道菌群在肠道健康中发挥着重要作用,肠道疾病的发生与肠道菌群紊乱密切相关。腹泻犊牛肠道菌群的组成和结构会发生显著变化,但其变化特征及肠道菌群在犊牛腹泻发生中的作用机制仍不清楚。本研究拟对宁夏部分地区新生犊牛腹泻进行流行病学调查,并对腹泻犊牛粪便进行16S rRNA扩增子测序分析和代谢组分析,筛选指示物种和差异代谢物,探究腹泻犊牛肠道菌群组成及代谢物的变化特征,为进一步揭示肠道菌群在新生犊牛腹泻发生中的作用机制奠定理论基础。1.本研究对宁夏部分地区中大型规模化奶牛场的2月龄内断奶前犊牛腹泻发病情况进行了调查,应用ELISA和PCR法分别对健康和腹泻犊牛的粪便进行了 BRV、BCoV、BNoV、BVDV、NeV、K99型大肠杆菌和隐孢子虫等病原的检测,并对主要病原进行了遗传进化分析。结果显示,本研究中宁夏部分地区犊牛腹泻主要发生于30日龄内犊牛,BRV、BCoV、BNoV和隐孢子虫可能是造成断奶前犊牛腹泻的主要病原,在腹泻犊牛中检出率分别为19.8%、9.43%、12.26%和6.6%,感染形式以单一感染为主。遗传进化分析结果表明,本研究检出的BRV、BCoV与国内已报到的毒株基本一致,BNoV主要为GⅢ.2型,隐孢子虫主要为微小隐孢子虫。上述结果表明,BRV、BCoV、BNoV和隐孢子虫是宁夏部分地区新生犊牛腹泻的主要病原,其中BNoV已经在宁夏部分地区新生犊牛中广泛流行。2.本研究分别选取健康和腹泻犊牛粪便进行肠道菌群多样性分析。结果表明,腹泻犊牛肠道菌群多样性和丰富度显著降低,菌群组成在门、纲、目、科和属等分类水平上均存在显著差异。差异标志物筛选结果表明,大肠杆菌、死亡梭杆菌、梭杆菌属、埃希氏-志贺菌属等主要在腹泻犊牛粪便中显著富集;梭杆菌类等在BRV相关腹泻犊牛中显著富集;普雷沃氏菌科、Bacteroides-caecigallinarum等在BCoV相关腹泻犊牛中显著富集;变形菌门、大肠杆菌、脆弱拟杆菌等在BNoV相关腹泻犊牛中显著富集。物种网络相关性分析结果表明,健康犊牛中关键菌群主要为厚壁菌门细菌,腹泻犊牛肠道菌群中关键菌群主要为变形菌门细菌。3.本研究对腹泻和健康犊牛粪便进行LC-MS代谢组分析。结果显示,与健康犊牛相比,腹泻犊牛粪便代谢谱发生了显著变化,CKgroup和Dgroup共筛选出54个差异代谢物,其中溶血磷脂等51个代谢物显著降低（P<0.05）,多孔菌甾酮B等3个代谢物显著升高（P<0.05）;CKgroup和BRV组共筛选的35个差异代谢物,其中多孔菌甾酮B、磷脂酰胆碱、脱硫生物素等34个代谢物显著降低,溶血磷脂显著升高。代谢通路富集结果表明,CKgroup和Dgroup组差异代谢物主要与叶酸生物合成、生物素代谢和甘油磷脂代谢途径相关,CKgroup和BRV组差异代谢物主要与生物素代谢有关。肠道菌群与差异代谢物的关联分析结果表明,CKgroup和Dgroup组筛选的差异代谢物与粪杆菌属、广古菌门等呈显著正相关,与梭菌属、变形菌门、埃希氏菌属等呈显著负相关。4.本研究分别对腹泻和健康犊牛粪便中的胆汁酸和短链脂肪酸进行靶向代谢组分析。结果显示,与健康犊牛相比,腹泻犊牛粪便中胆汁酸和短链脂肪酸代谢谱均发生了显著变化。CKgroup和Dgroup组胆汁酸靶向代谢组共筛选出鹅脱氧胆酸、别胆酸、2,3-脱甲胆酸、猪胆酸等4个差异代谢物,其中鹅脱氧胆酸和别胆酸在腹泻犊牛粪便中显著升高（P<0.05）,2,3-脱甲胆酸和猪胆酸显著降低（P<0.05）;短链脂肪酸靶向代谢组分析共筛选出6种差异代谢物,其中乙酸、丁酸和己酸在腹泻犊牛粪便中显著降低,异己酸、异丁酸和异戊酸显著升高。代谢通路富集分析结果表明,本研究筛选的差异代谢物主要与丙酮酸代谢相关。