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我国是牛肉生产和消费大国,但肉牛不足的问题突出。牦牛、犏牛和奶公牛可以作为牛源补充,但是其生产性能、养分利用和瘤胃微生物区系等差异还未有研究。因此本研究结合体内外试验,考察麦洼牦牛、中国荷斯坦奶公牛、犏牛(藏黄牛×麦洼牦牛)瘤胃发酵特性、甲烷(CH4)产量及瘤胃细菌和产甲烷菌组成差异,为不同品种(系)肉用牛科学饲养提供试验依据。试验一,不同品种(系)肉用牛瘤胃体外发酵特性和产CH4的差异试验选用健康无病、年龄相近(24月龄)麦洼牦牛、中国荷斯坦奶公牛、犏牛阉公牛各5头作为瘤胃液供体,相同饲养条件下饲养42 d,第43 d晨饲前2 h采集瘤胃液进行相同日粮底物的体外发酵,比较发酵产气量(GP)、发酵参数以及CH4、氢气(H2)、二氧化碳(CO2)产量。结果表明:(1)犏牛组慢速发酵部分产气量和潜在产气量显著高于中国荷斯坦奶公牛组和麦洼牦牛组(P(27)0.05),而中国荷斯坦奶公牛组和麦洼牦牛组快速发酵部分产气量和产气速率显著高于犏牛组(P(27)0.05)。(2)各组发酵液p H值都在正常范围内。发酵液氨态氮(NH3-N)浓度呈先下降后升高的趋势。麦洼牦牛组NH3-N浓度在第48 h和72 h最高(P(27)0.05),且微生物蛋白(MCP)浓度最高(P(27)0.05)。各组挥发性脂肪酸(VFA)浓度前48 h随时间延长升高,仅麦洼牦牛组乙酸和丁酸浓度48~72 h继续升高。第72 h麦洼牦牛组乙酸、丙酸、丁酸和总挥发性脂肪酸(TVFA)浓度最高(P(27)0.05)。发酵3~48 h麦洼牦牛组和犏牛组乙酸/丙酸显著低于中国荷斯坦奶公牛组(P(27)0.05)。(3)发酵48 h和72 h犏牛组H2产量最高(P(27)0.05)。发酵3~24 h麦洼牦牛和中国荷斯坦奶公牛组CO2产量高于犏牛,第48 h犏牛组CO2产量显著高于麦洼牦牛组(P(27)0.05)。发酵前48 h中国荷斯坦奶公牛组CH4产量显著最高(除第6 h)(P(27)0.05),第48 h犏牛组CH4产量显著高于麦洼牦牛组(P(27)0.05)。(4)发酵第3~24 h乙酸摩尔比例与CH4产量呈正相关(P(27)0.05),发酵第9 h和24 h CH4产量与丙酸摩尔比例呈负相关、与乙酸/丙酸呈正相关(P(27)0.05),发酵3~72h(除第12 h)CO2产量与CH4呈正相关(P(27)0.05)。试验二,不同品种(系)肉用牛生产性能、养分表观消化率和瘤胃微生物的差异在试验一的基础上,比较不同品种(系)肉用牛产性能和养分表观消化率的差异,通过16S扩增子测序和实时荧光定量PCR比较瘤胃微生物的差异,探究影响不同品种(系)肉用牛瘤胃发酵和甲烷产量的主要微生物,结果表明:(1)中国荷斯坦奶公牛日增重(ADG)和干物质采食量(DMI)显著高于犏牛和麦洼牦牛(P(27)0.05),三个品种肉用牛单位体重采食量(DMI/IBW)差异不显著(P>0.05)。麦洼牦牛酸性洗涤纤维消化率(ADFD)显著高于犏牛(P(27)0.05)。(2)麦洼牦牛、中国荷斯坦奶公牛、犏牛瘤胃细菌和产甲烷菌Observed species、Chao1和Shannon指数差异显著(P(27)0.05),主坐标分析(PCo A)显示三组瘤胃细菌和产甲烷菌菌群结构不同,表明三个品种肉用牛瘤胃细菌和产甲烷菌多样性不同。(3)麦洼牦牛瘤胃碳水化合物降解菌未分类的F082、蛋白降解菌Prevotellaceae UCG-003和产丁酸菌颤螺菌属(Oscillospira)相对丰度最高(P(27)0.05),中国荷斯坦奶公牛瘤胃纤维降解菌Succiniclasticum、未分类的Muribaculaceae、p-1088-a5 gut group和蛋白降解菌菌Prevotellaceae UCG-004相对丰度最高(P(27)0.05)。而产琥珀酸纤维杆菌属(Fibrobacter)在犏牛瘤胃相对丰度最高(P(27)0.05)。并且麦洼牦牛瘤胃真菌数量最高(P(27)0.05)。(4)麦洼牦牛瘤胃氢营养型产甲烷菌Methanobrevibacter sp.YE315显著高于犏牛(P(27)0.05),并且Methanobrevibacter millerae最高(P(27)0.05),犏牛瘤胃氢营养型产甲烷菌Methanobrevibacter sp.G16最高(P(27)0.05),麦洼牦牛与犏牛瘤胃产甲烷菌组成更相似,而中国荷斯坦奶公牛瘤胃氢营养型产甲烷菌Methanobrevibacter sp.YE315显著高于犏牛(P(27)0.05),Methanobrevibacter boviskoreani JH1显著最高(P(27)0.05),并且甲基营养型产甲烷菌Methanosphaera sp.ISO3-F5最高(P(27)0.05)。综上所述,在同一饲养条件下,不同品种肉用牛生产性能、养分表观消化率、瘤胃发酵特性以及瘤胃微生物组成不同,中国荷斯坦奶公牛ADG和DMI最高,但三个品种肉用牛DMI/IBW差异不显著,麦洼牦牛的日粮纤维的表观消化率更高。麦洼牦牛瘤胃纤维和蛋白质降解菌最高,MCP和VFA浓度最高,呈丙酸型发酵,氢营养型产甲烷菌最高,发酵产生的H2和CH4产量最低。中国荷斯坦奶公牛瘤胃细菌组成有利于消化碳水化合物和蛋白质,氢营养型和甲基营养型产甲烷菌最丰富,瘤胃发酵呈乙酸型模式,发酵产生的CO2和CH4产量最高。犏牛瘤胃产琥珀酸的细菌最高,瘤胃发酵呈丙酸型发酵,瘤胃体外发酵H2产量最高,MCP浓度最低。