【摘 要】
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早期瘤胃微生物定植对幼龄反刍动物瘤胃发育和宿主健康至关重要,母羊在疾病状态下泌乳功能障碍将会直接影响到羔羊的成活率和生长发育。在高原牧区,不健全的羔羊管理模式和母羊营养不良会直接降低母羊的繁殖效率和羔羊的存活率。因此,系统的研究代乳粉培育对羔羊瘤胃的微生物组成和功能的影响,对于后期实施牧区羔羊早期断奶及代乳粉开发具有非常重要的应用价值。试验在西藏自治区拉萨市试验站选取36只西藏山羊母羊进行同期发情
【基金项目】
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国家绒毛用羊技术体系（CARS-39-12）项目； 西藏自治区重大科技专项（XZ201901NA02）； 西藏自治区外国专家项目（2020WZ001）；
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早期瘤胃微生物定植对幼龄反刍动物瘤胃发育和宿主健康至关重要,母羊在疾病状态下泌乳功能障碍将会直接影响到羔羊的成活率和生长发育。在高原牧区,不健全的羔羊管理模式和母羊营养不良会直接降低母羊的繁殖效率和羔羊的存活率。因此,系统的研究代乳粉培育对羔羊瘤胃的微生物组成和功能的影响,对于后期实施牧区羔羊早期断奶及代乳粉开发具有非常重要的应用价值。试验在西藏自治区拉萨市试验站选取36只西藏山羊母羊进行同期发情和配种。在羔羊出生后选取10只羔羊,以母乳饲喂过渡3天后,按照体重相近原则随机分为2组,母乳组（Con;n=5）仅饲喂母乳,代乳粉组（MR;n=5）仅饲喂代乳粉,两组羔羊饲喂至28天后,对羔羊进行屠宰,采集瘤胃液和瘤胃腹囊上皮组织,通过宏基因组和转录组分析两种饮食对于羔羊瘤胃微生物组成和功能及瘤胃上皮功能的影响,主要研究结果如下:1.通过对西藏山羊羔羊的瘤胃微生物组成进行分析发现,菌种Fibrobactersuccin ogenes、LachnospiraceaebacteriumP6A3、Sunxiuqiniadokdonensis、methanogenicar chaeonmixedcultureISO4-G1、Clostridiumsp.CAG:302、unculturedbacteriumAd143D13contig1、unculturedbacteriumfosmidp JB95A1、deltaproteobacteriumPSCG C5296、Clostridiumsp.CAG:575、Clostridiumsp.CAG:762、Clostridiumsp.CAG:253、unculturedTermitegroup1bacterium、unculturedbacteriumfosmidp JB84D8在M R组中显著增加,Subdoligranulumvariabile和Parabacteroidessp.D13在Con组中显著增加。2.在Pathway level 3水平上,新生霉素生物合成（Novobiocin biosynthesis）和类固醇生物合成（Steroid biosynthesis）在MR组中显著富集;在CAZy数据库的Family水平上进行显著性分析,共发现14个显著差异酶基因,其中GT94、内切葡聚糖酶（GH45）、CBM48、GH11、糖苷水解酶43（GH4327）、糖苷水解酶5（GH539）、GH510、CBM11、CBM59、壳聚糖酶（GH46）、GT50和PL21在MR组中显著富集,在Con组中显著富集的是切割几丁质或肽聚糖的酶（GH2）和GT20;在抗生素抗性基因水平上,抗菌肽-十一烯丙基焦磷酸盐磷酸酶（ZP03930663）和抗菌肽-十一烯丙基焦磷酸盐磷酸酶（ABS75156）在MR组中显著富集;在VFDB水平上,两组有11个显著差异的毒力因子,磷酸甘露糖变位酶（LOS）、酰基辅酶A转移酶（Capsule I）、（Dev R/S）、IV型菌的生物合成（Type IV pili biosynthesis）、（Mce3）、III型分泌系统ATPase Vsc N2（T3SS2）、附属定植因子（Accessory colonization factor）和Yad A等8个毒力因子在MR组中显著富集,荧光嗜铁素（Pyoverdine）、ABC转运蛋白ATP结合蛋白（Pyochelin）和儿茶酚铁载体（vulnibactin）在Con组中显著富集。3.对代乳粉和母乳饲喂羔羊瘤胃组织进行转录组分析,与Con组相比,有623个DEGs在MR组中显著下调,下调的基因主要有PNP、LOC108635488、ATR、IGSF6、GP2、LOC102175311、SDS和AKAP5等;166个DEGs在MR组中显著上调,主要有PIGR、GDF5、FGF5、TPO、GAL、EPGN和TTPA等。GO富集分析发现上调的基因在phospholipase inhibitor activity（磷脂酶抑制剂活性）和lipase inhibitor activity（脂肪酶抑制剂活性）富集,下调的基因在immune effector process（免疫效应过程）和spindle pole（纺锤极）富集,纺锤极与染色体分离密切相关,说明代乳粉抑制了瘤胃上皮组织的脂肪合成代谢,削弱了羔羊的免疫系统和瘤胃细胞的发育。MR组中所有下调基因参与了Top20的KEGG代谢通路,主要与氨基酸代谢、抗生素合成、碳水化合物代谢、致病菌感染和细胞过程有关。综上所述,代乳粉饲喂不会对羔羊的瘤胃微生物区系结构产生显著的影响,代乳粉饲喂提高了碳水化合物相关代谢通路,对于羔羊的生长发育起到一定的积极作用,但是会导致羔羊体内抗生素抗性增强。代乳粉饲喂会导致羔羊瘤胃上皮组织脂肪合成代谢、氨基酸合成和糖类代谢减弱,同时致病菌的感染和抗生素合成也有所减少。
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