动物营养学报    2019, Vol. 31 Issue (1): 324-333    PDF    
饲粮中添加沙葱粉或复合益生菌制剂对杜寒杂交羊瘤胃发酵参数和瘤胃液菌群多样性的影响
丁赫, 刘旺景, 敖长金, 哈斯额尔敦, 李书仪, 李英, 张佐忠     
内蒙古农业大学动物科学学院, 呼和浩特 010018
摘要: 本试验旨在研究饲粮中添加沙葱粉或复合益生菌制剂对杜寒杂交羊瘤胃发酵参数和瘤胃液菌群多样性的影响。选取体重相近的杜寒杂交羊30只,随机分为3组,每组10只,各组饲喂饲粮如下:对照组,基础饲粮;沙葱组,基础饲粮+沙葱粉(沙葱粉添加量为饲粮干物质的0.46%);复合益生菌组,基础饲粮+复合益生菌制剂(复合益生菌制剂添加量为饲粮干物质的4.35%)。饲喂90 d后,随机从每组羊群中选取体重相近的试验羊4只,屠宰后采集瘤胃液,检测瘤胃发酵参数,并运用高通量测序方法检测瘤胃菌群多样性。结果表明:1)与对照组相比,复合益生菌组瘤胃液乙酸浓度显著提高(P < 0.05),沙葱组瘤胃液乙丙比下降(P>0.05),复合益生菌组瘤胃液乙丙比则升高(P>0.05)。2)复合益生菌组瘤胃液香农指数显著高于对照组(P < 0.05),而沙葱组瘤胃液香农指数虽高于对照组,但差异不显著(P>0.05)。3)在前10种菌门中,沙葱组各菌门相对丰度与对照组存在差异,但差异均不显著(P>0.05);复合益生菌组拟杆菌门、疣微菌门和互养菌门的相对丰度显著高于对照组(P < 0.05),而变形菌门的相对丰度显著低于对照组(P < 0.05);在科水平上,沙葱组和复合益生菌组氨基酸球菌科的相对丰度均显著低于对照组(P < 0.05)。由此得出,饲粮中添加沙葱粉或复合益生菌制剂均可以改变瘤胃发酵类型,并可不同程度地丰富瘤胃液菌群多样性。
关键词: 沙葱粉     复合益生菌制剂     杜寒杂交羊     瘤胃发酵     菌群多样性    
Effects of Dietary Allium mongolicum Regel Powder or Probiotic Complex Preparation on Ruminal Fermentation Parameters and Rumen Fluid Bacterial Diversity of Dorper×Thin-Tailed Han Crossbred Sheep
DING He, LIU Wangjing, AO Changjin, Khas-Erdene, LI Shuyi, LI Ying, ZHANG Zuozhong     
College of Animal Science, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010018, China
Abstract: The aim of this study was to evaluate the effects of dietary Allium mongolicum Regel (AMR) powder or probiotic complex (PC) preparation on ruminal fermentation parameters and rumen fluid bacterial diversity of Dorper×thin-tailed Han crossbred sheep. Thirty Dorper×thin-tailed Han crossbred sheep with similar body weight were randomly divided into 3 groups and each group had 10 sheep. The diets of the three groups were as follows:control group, basal diet only; AMR group, basal diet+0.46% AMR powder; PC group, basal diet+4.35% PC preparation. The adding amounts of AMR powder and PC preparation were according to the dry matter of the basal diet. After feeding 90 days, four sheep with similar body weight were randomly selected, the rumen fluid of every sheep was sampled after slaughter to detect ruminal fermentation parameters, and the rumen fluid bacterial diversity was determined high-throughput sequencing method. The results showed as follows:1) compared with the control group, the concentration of acetic acid of rumen fluid in PC group was significantly increased (P < 0.05), the acetate/propionate of rumen fluid in AMR group was lowed and that in PC group was increased, but the differences were not significant (P>0.05). 2) The Shannon index of rumen fluid in PC group was significantly lower than that in control group (P < 0.05), and that in AMR group was higher than that in control group, but the difference was not significant (P>0.05). 3) Within top 10 bacteria at phylum level, there were differences between control and AMR group in the relative abundance of each bacterial phylum, but the differences were not significant (P>0.05); The relative abundance of Bacteroidetes, Verrucomicrobia and Synergistetes in PC group were significantly higher than those in control group (P < 0.05), however, the relative abundance of Proteobucteria was significantly lower than that in control group (P < 0.05). At family level, the relative abundance of Acidaminococcaceae in AMR group and PC group was significantly higher than that in control group (P < 0.05). The results indicate that AMR powder and PC preparation supplementations can change the type of rumen fermentation, and make the rumen fluid bacterial diversity more abundant at different extents, respectively.
Key words: Allium mongolicum Regel powder     probiotic complex preparation     Dorper×thin-tailed Han crossbred sheep     rumen fermentation     bacterial diversity    

瘤胃中定植着大量的微生物,在这些微生物的作用下,饲粮中70%~80%的可消化干物质和50%的粗纤维可在瘤胃内被消化,产生挥发性脂肪酸、甲烷、氨和二氧化碳,并能合成B族维生素和菌体蛋白[1-2]。因此,瘤胃中微生物的活性在反刍动物消化代谢中起着重要的作用。饲粮中的营养因素是调节反刍动物瘤胃发酵的有效措施[3],而越来越多的研究开始关注饲粮中添加植物提取物和益生菌制剂对反刍动物瘤胃发酵的调节作用[4-5]。董晓丽[6]研究指出,在断奶犊牛饲粮中添加复合益生菌(probiotic complex,PC)可以显著提高犊牛饲料转化率,影响瘤胃菌群结构。潘龙等[5]研究表明荷斯坦奶牛饲粮中添加1.0 g/kg的柴胡可显著降低瘤胃液香农指数,提高菌群优势度指数。占今舜等[7]研究发现,当给奶牛饲喂含不同添加量苜蓿黄酮的全混合日粮时,瘤胃液香农指数随着苜蓿黄酮添加量的升高呈先上升后下降的趋势,且在门水平上,随着苜蓿黄酮添加量的增加,互养菌门相对丰度呈先下降后升高的趋势。天然葱属植物因含有甾体皂苷、含硫化合物、多糖、黄酮类化合物等活性物质而具有增强免疫[8]、抑菌消炎[9]、抗氧化[10-11]、抗肿瘤[12]和调节瘤胃发酵[13]等生理功能,被用作绿色营养功能性添加剂,其中国内外研究较常见的是大蒜和沙葱(Allium mongolicum Regel,AMR)[4, 13]。张霞[14]研究发现,在蒙古羯羊饲粮中添加鲜沙葱及其提取物均可提高瘤胃纤维分解菌、白色瘤胃球菌、产琥珀酸丝状杆菌的相对数量。另外,瘤胃发酵参数是评价瘤胃健康的重要指标。有研究表明复合益生菌制剂和植物提取物可以稳定瘤胃内环境和促进氮的代谢[15-16]。但是有关沙葱粉和复合益生菌制剂对杜寒杂交羊发酵参数和菌群多样性影响的报道甚少。因此,本试验拟研究饲粮中添加沙葱粉或复合益生菌制剂对杜寒杂交羊瘤胃发酵参数和菌群多样性的影响,以期为沙葱粉和复合益生菌制剂在舍饲肉羊生产实践中的应用提供理论依据。

1 材料与方法 1.1 试验设计与饲粮

随机选取体重相近的杜寒杂交羊(杜泊羊×小尾寒羊F1代)30只,分为3组,每组10只,各组饲喂饲粮如下:对照组,基础饲粮(将饲料原料粉碎后均匀混合并制粒后饲喂);沙葱组,基础饲粮+沙葱粉(沙葱粉添加量为饲粮干物质的0.46%;将沙葱粉与其他饲料原料粉料均匀混合并制粒后饲喂);复合益生菌组,基础饲粮+复合益生菌制剂(复合益生菌制剂添加量为饲粮干物质的4.35%;考虑到高温对益生菌活性的破坏,故该组饲粮未制粒,将复合益生菌制剂与其他饲料原料粉料均匀混合后采用粉料形式饲喂)。沙葱粉购于阿拉善浩海生物科技有限公司,其添加量参考前人研究得出的结论[17],复合益生菌制剂(由枯草芽孢杆菌、光合细菌、酵母菌、双歧杆菌和黑曲霉菌组成,总菌落数≥1.5×109 CUF/g)由驻马店吉兴隆牧业生物科技有限公司提供,其添加量为厂家推荐添加量。试验用基础饲粮参照我国《肉羊饲养标准》(NY/T 816—2004)配制,然后在基础饲粮的基础上按照试验设计添加各添加剂制成试验饲粮。饲粮组成及营养水平见表 1。各组饲粮常规营养指标检测方法参照《饲料分析及饲料质量检测技术》[18],各营养指标检测使用的仪器如下:粗蛋白质含量,K9840自动凯氏定氮仪(济南海能仪器有限公司);粗脂肪含量,SOX406索氏提取仪(济南海能仪器有限公司);粗灰分含量,SRJX-8-13马弗炉(上海实贝仪器设备厂);中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量,Ankom220型纤维分析装置(美国ANKOM公司);钙和磷含量,V-1500可见分光光度计(上海美析仪器有限公司)。

表 1 饲粮组成及营养水平(干物质基础) Table 1 Composition and nutrient levels of diets (DM basis)
1.2 样品的采集

饲喂90 d后,分别从对照组、沙葱组和复合益生菌组中随机选取体重相近的杜寒杂交羊4只,总共12只,作为采样对象。屠宰后立即无菌操作采集试验羊的新鲜瘤胃内容物,一部分用4层灭菌纱布过滤收集滤液,分装于10 mL的离心管中(每只羊2管),置实验室-20 ℃保存,用于测定瘤胃液挥发性脂肪酸和氨态氮浓度;另取2管未过滤的瘤胃内容物于液氮中保存,用于瘤胃液菌群多样性的测定。

1.3 瘤胃发酵参数和瘤胃液菌群多样性的检测 1.3.1 瘤胃发酵参数的检测

瘤胃液氨态氮浓度的检测采用冯宗慈等[19]改进的方法。瘤胃液挥发性脂肪酸浓度的检测采用王洪荣等[20]方法通过气相色谱仪(GC-9A,日本岛津)检测。使用便携式智能pH计(CT-6022, 中国柯迪达)检测瘤胃液pH。

1.3.2 基因组DNA的提取和PCR扩增

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)方法对样本的基因组DNA进行提取,之后利用琼脂糖凝胶电泳检测DNA的纯度和浓度,取适量的样品于离心管中,使用无菌水稀释样品至1 ng/μL。以稀释后的基因组DNA为模板,根据测序区域的选择,使用带Barcode的特异引物,New England Biolabs公司的Phusion® High-Fidelity PCR Master Mix with GC Buffer和高效高保真酶进行PCR,确保扩增效率和准确性。测定引物区域为16S rDNA基因V4区,引物序列信息见表 2

表 2 测序分析采用的引物信息 Table 2 Information of primer for sequencing analysis
1.3.3 PCR产物的混样和纯化

PCR产物使用2%浓度的琼脂糖凝胶进行电泳检测;根据PCR产物浓度进行等量混样, 充分混匀后使用1×TAE浓度2%的琼脂糖凝胶电泳纯化PCR产物,剪切回收目标条带。使用Thermo Fisher Scientific公司生产的GeneJET胶回收试剂盒回收产物。

1.3.4 文库构建和上机测序

使用Thermo Fisher Scientific公司的Ion Plus Fragment Library Kit 48 rxns建库试剂盒进行文库的构建,构建好的文库经过Qubit定量和文库检测合格后,使用Thermo Fisher Scientific公司的Ion S5TM XL系统进行上机测序。

1.4 数据统计与分析

试验数据用平均值±标准误表示,所有数据均采用SAS 9.0统计软件中的ANOVA过程进行单因素方差分析,差异显著者采用Duncan氏法进行多重比较,以P < 0.05为差异显著,0.05≤P < 0.10为差异趋于显著。

2 结果与分析 2.1 瘤胃发酵参数

表 3可知,与对照组相比,饲粮添加沙葱粉或复合益生菌制剂均提高了杜寒杂交羊瘤胃液pH、丙酸浓度,降低了瘤胃液氨态氮浓度,但差异均未达显著水平(P>0.05);饲粮添加复合益生菌制剂显著提高了杜寒杂交羊瘤胃液乙酸浓度(P < 0.05);饲粮添加沙葱粉降低了杜寒杂交羊瘤胃液乙丙比,而复合益生菌制剂提高了瘤胃液乙丙比,但差异均未达显著水平(P>0.05)。

表 3 饲粮中添加沙葱粉或复合益生菌制剂对杜寒杂交羊瘤胃发酵参数的影响 Table 3 Effects of dietary AMR powder or PC preparation on ruminal fermentation parameters of Dorper×thin-tailed Han crossed sheep
2.2 瘤胃液菌群PCR扩增

图 1所示,对试验所有样本基因DNA进行16S rDNA基因V4区扩增,得到约300 bp的目的片段,扩增条带清晰,浓度合适且条带单一,表明纯化后基因组DNA中无抑制PCR反应的杂质,可以进行高通量基因测序分析杜寒杂交羊瘤胃液菌群多样性。

第1、2、3和4孔是沙葱组瘤胃液样品;第5、6、7和8孔是复合益生菌组瘤胃液样品,第9、10、11和12孔是对照组瘤胃液样品; M1、CK分别为电泳marker和空白对照。 Lanes 1, 2, 3 and 4 were the rumen fluid samples from AMR group; lanes 5, 6, 7 and 8 were the rumen fluid samples from PC group; lanes 9, 10, 11 and 12 were the rumen fluid samples from control group; M1 and CK were the electrophoresis marker and blank control. 图 1 琼脂糖凝胶电泳检测PCR结果 Fig. 1 Result of agarose gel electrophoresis for PCR
2.3 瘤胃液微生物操作分类单元(OTUs)基础分析 2.3.1 瘤胃液细菌高通量测序质量控制与样品多样性指数

本试验测序样品为12个,所有样品的平均读长为253 bp。由表 4可知,各组去除嵌合体之后的Clean reads数分别为:对照组,81 597条;沙葱组,82 952条;复合益生菌组,93 805条。复合益生菌组的Clean reads数显著高于对照组和沙葱组(P < 0.05)。为了研究样品的物种组成多样性,对所有样品的Clean reads进行聚类,以97%的一致性,将序列聚类成OTUs,对照组、沙葱组和复合益生菌组的OTUs数分别为622、616和842个,复合益生菌组显著高于对照组和沙葱组(P < 0.05)。测序覆盖率均为0.998 3,满足后续测序分析。与对照组相比,复合益生菌组香农指数显著升高(P < 0.05),而沙葱组香农指数虽高于对照组,但差异不显著(P>0.05)。香农指数反映瘤胃菌群的多样性,数值越大,表明细菌多样性越丰富,因此通过3组之间香农指数的比较证明沙葱组和复合益生菌组瘤胃具有更丰富的菌群多样性。此外,复合益生菌组Chao1指数显著高于对照组和沙葱组(P < 0.05)。在瘤胃液细菌高通量测序质量控制与样品多样性指数中,复合益生菌组的Clean reads数、OTUs数、香农指数和Chao1指数均显著高于对照组和沙葱组(P < 0.05),而沙葱组和对照组之间各指标差异不显著(P>0.05)。

表 4 各组瘤胃液细菌高通量测序质量控制与样品多样性指数 Table 4 Microbial high throughput sequencing quality control and sample diversity indexes in rumen fluid of different groups
2.3.2 Venn图

利用细菌群落中共享和独特的细菌丰度对各组杜寒杂交羊瘤胃微生物进行分析,如图 2所示。在97%相似性水平下,12只杜寒杂交羊瘤胃液共产生1 628个OTUs,其中对照组、沙葱组和复合益生菌组的OTU数分别为971、934和1 317个。对照组、沙葱组和复合益生菌组独有的OTUs数分别占OTUs总数的4.79%、5.04%和29.05%。

RS1:沙葱组AMR group;RS2:复合益生菌组PC group;RS3:对照组control group。图 3同The same as Fig. 3 图 2 各组杜寒羊瘤胃液菌群多样性Venn图 Fig. 2 Venn diagram of microbial diversity in rumen fluid of Dorper×thin-tailed Han crossed sheep in different groups
图 3 各组瘤胃液菌群多样性主成分分析 Fig. 3 PCA of bacterial diversity in rumen fluid of different groups
2.4 瘤胃液菌群分类学分析

各组瘤胃液细菌在门水平上的组成和相对丰度见表 5。通过Ion S5TM XL测序平台,利用单端测序的方法,构建小片段文库对瘤胃的16S rDNA基因V4区序列进行单端测序后发现,各组在被列出的前10种菌门中,相对丰度总和>90%的序列属于以下几个菌门:拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicates)和螺旋体门(Spirochaetes)。由表 5可知,拟杆菌门、变形菌门和厚壁菌门是3组的优势菌门,纤维杆菌门(Fibrobacteres)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、蓝藻细菌门(Cyanobacteria)、软壁菌门(Tenericates)、互养菌门(Synergistetes)和黏胶球形菌门(lentisphaerae)是各组的次要优势菌群,沙葱组、复合益生菌组和对照组分别有0.68%、1.05%和0.68%的序列未分类出门类。

表 5 各组瘤胃液细菌在门水平上的组成和相对丰度 Table 5 Bacteria composition and relative abundance at phylum level in rumen fluid of different groups

在前10种菌门中,沙葱组拟杆菌门、变形菌门、纤维菌门和疣微菌门的相对丰度高于对照组,而螺旋体门、厚壁菌门、蓝藻细菌门、软壁菌门、互养菌门和黏胶球形菌门的相对丰度低于对照组,但差异均不显著(P>0.05);复合益生菌组拟杆菌门、疣微菌门和互养菌门的相对丰度显著高于对照组(P < 0.05),变形菌门的相对丰度显著低于对照组(P < 0.05)。

各组瘤胃液细菌在科水平上的组成和相对丰度见表 6。在科水平上,瘤胃液细菌以普雷沃氏菌科(Prevotellaceae)和琥珀酸弧菌科(Succinivibrionaceae)为主。普雷沃氏菌科的相对丰度各组之间差异不显著(P>0.05);复合益生菌组琥珀酸弧菌科和氨基酸球菌科(Acidaminococcaceae)的相对丰度显著低于对照组(P < 0.05),相反地,复合益生菌组拟杆菌目RF16组(Bacteroidales_RF16_group)和理研菌科(Rikenellaceae)的相对丰度则显著高于对照组(P < 0.05);沙葱组氨基酸球菌科的相对丰度显著低于对照组(P < 0.05);沙葱组和复合益生菌组纤维杆菌科的相对丰度均高于对照组,但差异不显著(P>0.05)。

表 6 各组瘤胃液细菌在科水平上的组成和相对丰度 Table 6 Bacteria composition and relative abundance at family level in rumen fluid of different groups
2.5 瘤胃液菌群主成分分析(PCA)

PCA是一种应用方差分析,对多维数据进行降维,从而提取出数据中最主要的元素和结构的方法,应用PCA能够提取出最大程度反映样品间差异的2个坐标轴,从而将多维数据的差异反映在二维坐标图上,揭示复杂数据背景下的简单规律。样品的群落组成越相似,则它们在PCA图中的距离越接近。如图 3所示,第1主成分和第2主成分的贡献率分别为25.08%和15.41%。对照组和沙葱组各自菌群结构相似度较高,样品间可以很好地聚在一起,而复合益生菌组菌群结构相似度相对其他2组较差。总体来看,3组杜寒羊瘤胃液菌群结构差异明显,彼此间可以很好地分开。

3 讨论 3.1 瘤胃发酵参数

反刍动物瘤胃液pH是反映瘤胃微生物代谢平衡状况和发酵状况的综合指标之一[21]。韩正康等[22]和Murphy等[23]研究报道反刍动物瘤胃液pH的范围是5.50~6.80,最适pH范围是6.00~6.30,同时也有研究表明瘤胃液pH的高低一定程度影响瘤胃微生物的活性,Mould等[24]研究发现,当瘤胃液pH在6.00以下时,瘤胃液中的纤维素分解菌的活性将受到完全抑制。本试验所有杜寒杂交羊瘤胃液pH的变化范围在6.12~6.21,均在最适pH范围之内,且远高于纤维分解菌活性受到完全抑制所要求的pH范围(pH <6.00)。瘤胃氨态氮作为瘤胃微生物生长和蛋白质合成的重要氮源,其浓度适宜范围为5.00~30.00 mg/dL[25],本试验中各组瘤胃液氨态氮浓度(7.73~7.59 mg/dL)均在适宜范围内。反刍动物采食饲粮后,饲粮中的可溶性碳水化合物就会在瘤胃微生物的作用下产生挥发性脂肪酸,动物机体所需消化能的70%~80%由这些挥发性脂肪酸提供[26]。乙酸、丙酸和丁酸是饲粮经微生物发酵后产生的几种重要的挥发性脂肪酸,约占瘤胃挥发性脂肪酸总量的95%[27]。依据乙酸、丙酸和丁酸间的比例,可将瘤胃发酵类型分为乙酸型、丙酸型和丁酸型,乙酸型和丙酸型一般通过乙酸浓度与丙酸浓度的比例即乙丙比确定。本试验中,饲粮中添加沙葱粉降低了杂交肉羊瘤胃液乙丙比,发酵类型有向丙酸型靠近的趋势;相反,赵国芬[28]研究得出饲粮中添加沙葱粉可以提高绵羊瘤胃液乙丙比,研究结果不同可能是因动物品种、饲粮结构和沙葱粉添加量不同。复合益生菌组与对照组相比,提高了瘤胃液乙丙比,发酵类型有向乙酸型转变的趋势,而有研究表明单一的酵母或米曲霉可以显著地提高瘤胃液丁酸和丙酸的浓度[29],与本试验得出的结论相反,可能的原因是多种益生菌复合对瘤胃发酵模式产生了与单一益生菌不同的组合效应。

3.2 瘤胃液菌群高通量测序质量控制指数

本试验分别对12只杜寒杂交羊的瘤胃液进行高通量测序,得到的有效序列经过去杂和修剪后共获得1 033 416条优质序列,平均每个样品测序深度为86 118条,高于张梅梅[30]对24只绵羊和山羊瘤胃菌群的测序深度(平均每只羊测序深度22 295条)。吕佳颖[31]研究了在精料配比相同的饲粮中添加不同单一粗饲料对育肥羔羊瘤胃微生物区系的影响,得出各组样本文库覆盖率均接近99.80%。本试验各组样品测序覆盖率均为99.83%,与吕佳颖[31]的试验结果相似,高于张梅梅[30]对绵羊和山羊瘤胃菌群测序的样本覆盖率(98%~99%),可能原因是动物个体差异、不同饲粮结构、取样方式等对样本覆盖率有一定的影响。Mao等[32]研究显示,样品测序覆盖率大于97%表明试验取样充分,而本试验的样品测序覆盖率为99.83%,证明本试验瘤胃液取样充分,样品通过菌群高通量测序能够真实地反映饲粮中添加沙葱粉或复合益生菌制剂对杜寒杂交羊瘤胃菌群多样性的影响。

3.3 门水平上瘤胃液菌群多样性

Kim等[33]对核糖体数据库(Ribosomal Database Project,RDP)存储的瘤胃菌群16S rRNA基因序列进行Meta分析,最终得出反刍动物瘤胃优势菌群(按相对丰度由大到小)为厚壁菌门、拟杆菌门和变形菌门,本试验与上述研究得出一致的结果。但Qin等[34]和Ley等[35]研究报道反刍动物瘤胃优势菌群为厚壁菌门和拟杆菌门,张梅梅[30]研究发现山羊和绵羊采食添加单宁的饲粮后,其瘤胃优势菌群为拟杆菌门和厚壁菌门,与本研究得出不同的结论,可能的原因是动物品种、饲粮结构、动物日龄和采样方式等不同。本试验中,瘤胃优势菌群按照相对丰度由大到小依次为拟杆菌门、变形菌门和厚壁菌门,说明饲粮中添加绿色营养功能性添加剂沙葱粉或复合益生菌制剂并未对杜寒杂交羊瘤胃优势菌群的构成造成影响,而与Kim等[33]所得结论相比菌群的优势地位发生了改变。拟杆菌门和厚壁菌门分别主要负责分解瘤胃内非纤维和纤维类物质,与对照组相比,饲粮中添加复合益生菌制剂显著地提高了拟杆菌门的相对丰度,这可能会提高瘤胃内非纤维类物质的分解效率,发酵产生更多的丙酸;沙葱组和复合益生菌组厚壁菌门的相对丰度有低于对照组的趋势,表明这2组杂交羊瘤胃内纤维类物质的消化率可能会下降,产生少量的乙酸。沙葱组厚壁菌门的相对丰度降低的可能原因是沙葱中的活性物质黄酮类化合物针对性地抑制了厚壁菌门细菌细胞壁的形成[36]。沙葱组变形菌门的相对丰度高于对照组和复合益生菌组,可能的原因是饲粮中的沙葱为变形菌门细菌提供了其生长的必需营养物质。

3.4 科水平上瘤胃液菌群多样性

在科水平上,各组的优势菌科为普雷沃氏菌科和琥珀酸弧菌科。普雷沃氏菌科是拟杆菌门的主要细菌,含较多活性较高的半纤维素分解菌,广泛定植于瘤胃和畜禽后肠道,负责碳水化合物和蛋白质的分解[37]。本研究发现沙葱组和复合益生菌组普雷沃氏菌科的相对丰度与对照组相比表现出增高的趋势,说明饲粮中添加沙葱粉或复合益生菌制剂均能在一定程度上提高普雷沃氏菌科的数量,进而可能提高半纤维素被分解的效率。琥珀酸弧菌科作为优势菌科之一,极有可能具有与普雷沃氏菌科相同的分解半纤维素和碳水化合物的本领[38],其相对丰度在沙葱组和对照组之间差异不显著,复合益生菌组则显著低于对照组,可能的原因是与其拮抗、竞争的菌群在复合益生菌的作用下,数量增加、活性升高,最终抑制了该菌群相对丰度的增加。

4 结论

饲粮中添加沙葱粉或复合益生菌制剂均可不同程度地丰富杜寒杂交羊瘤胃液菌群的多样性,且改变了瘤胃菌群前10种菌门中优势菌群的相对丰度;沙葱粉和复合益生菌制剂分别推动瘤胃发酵类型向丙酸型和乙酸型转变。

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