饲粮非纤维性碳水化合物/中性洗涤纤维对卡拉库尔羊营养物质消化和瘤胃菌群结构的影响

引用本文

普宣宣, 郭雪峰, 蒋辰宇, 刘俊峰, 张秀萍, 张苏江. 饲粮非纤维性碳水化合物/中性洗涤纤维对卡拉库尔羊营养物质消化和瘤胃菌群结构的影响[J]. 动物营养学报, 2020, 32(1): 285-294.

PU Xuanxuan, GUO Xuefeng, JIANG Chenyu, LIU Junfeng, ZHANG Xiuping, ZHANG Sujiang. Effects of Dietary Non-Fiber Carbohydrate/Neutral Detergent Fiber on Nutrient Digestion and Rumen Bacterial Structure of Karakul Sheep[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2020, 32(1): 285-294.

饲粮非纤维性碳水化合物/中性洗涤纤维对卡拉库尔羊营养物质消化和瘤胃菌群结构的影响

普宣宣¹ , 郭雪峰^1,2 , 蒋辰宇¹ , 刘俊峰^1,2 , 张秀萍^1,2 , 张苏江^1,2

1. 塔里木大学动物科学学院, 阿拉尔 843300;
2. 新疆生产建设兵团塔里木畜牧科技重点实验室, 阿拉尔 843300

收稿日期: 2019-07-09

基金项目: 国家自然科学基金项目(31760680)

作者简介: 普宣宣(1997-), 女, 河南周口人, 硕士研究生, 研究方向为动物营养与饲料科学。E-mail:2924197349@qq.com.

通信作者: 郭雪峰, 副教授, 硕士生导师, E-mail:gxfdky@126.com.

摘要: 本试验旨在研究饲粮非纤维性碳水化合物/中性洗涤纤维（NFC/NDF）对卡拉库尔羊营养物质消化率和瘤胃菌群结构的影响。试验选取18月龄、体况良好、体重[（35.0±3.3）kg]相近、装有永久性瘤胃瘘管的卡拉库尔羊（去势公羊）12只，随机分为4组，每组3只，分别饲喂4种饲粮，饲粮NFC/NDF分别为0.54（1组）、0.96（2组）、1.37（3组）、1.90（4组）。试验分为4期，Ⅰ期（1~26 d）、Ⅱ期（27~52 d）、Ⅲ期（53~78 d）和Ⅳ期（79~104 d）。试验每期均为预试期15 d，正试期11 d，其中消化试验8 d，瘤胃内容物收取3 d。各期均测定营养物质表观消化率和瘤胃菌群结构。结果表明：1）4期试验中，3组和4组干物质（DM）表观消化率显著高于1组和2组（P < 0.05），有机物（OM）表观消化率除Ⅰ期3组和4组显著高于1组和2组（P < 0.05）外，其余3期组间差异均不显著（P>0.05），NDF和酸性洗涤纤维（ADF）表观消化率均为3组最高，但组间差异不显著（P>0.05）。2）4期试验中，2组瘤胃菌群结构均与1组、3组和4组差异较大，不同时期同组的菌群结构分布相对集中。纤维降解菌属、半纤维降解菌属和淀粉降解菌属的相对丰度分别在2组、3组和4组达到最高。由此可知，饲粮NFC/NDF为1.37时，可提高营养物质消化率；NFC/NDF为0.96时，菌群结构改变较大，同组饲粮菌群结构未随试验期数发生太大改变；4期试验中，纤维降解菌、半纤维降解菌和淀粉降解菌在属水平上的相对丰度分别在NFC/NDF为0.96、1.37和1.90时达到最高。

关键词: NFC/NDF 表观消化率细菌卡拉库尔羊

Effects of Dietary Non-Fiber Carbohydrate/Neutral Detergent Fiber on Nutrient Digestion and Rumen Bacterial Structure of Karakul Sheep

PU Xuanxuan¹ , GUO Xuefeng^1,2 , JIANG Chenyu¹ , LIU Junfeng^1,2 , ZHANG Xiuping^1,2 , ZHANG Sujiang^1,2

1. College of Animal Science, Tarim University, Alar 843300, China;
2. Key Laboratory of Tarim Animal Husbandry Science and Technology, Alar 843300, China

Corresponding author: GUO Xuefeng, associate professor, E-mail:gxfdky@126.com.

Abstract: The aim of the experiment was to investigate effects of dietary non-fiber carbohydrate/neutral detergent fiber (NFC/NDF) on nutrient digestibility, bacterial structure of Karakul sheep. Twelve 18-month-old Karakul sheep with healthy condition, similar weight[(35.0±3.3) kg] and permanent fistula were randomly divided into four groups, each group with three replicates. They were fed four diets with different NFC/NDF at 0.54 (group 1), 0.96 (group 2), 1.37 (group 3) and 1.90 (group 4), respectively. The experiment was designed for four periods, periods Ⅰ (1 to 26 d), Ⅱ (27 to 52 d), Ⅲ (53 to 78 d) and Ⅳ (79 to 104 d). During each period, the first 15 days was used for adaption, and the trial period was 11 days including 8 days for digestion text, and 3 days for rumen digesta collection. The apparent digestibility of nutrients and structure of bacteria were measured for four periods. Results showed as follows:1) through four periods, the apparent digestibility of dry matter (DM) in groups 3 and 4 was significantly higher than that in groups 1 and 2 (P < 0.05), the apparent digestibility of organic matter (OM) in groups 3 and 4 was significantly higher than that in groups 1 and 2 (P < 0.05) in period Ⅰ, while the difference among groups was not significant in other periods (P>0.05), and the apparent digestibility of NDF and acid detergent fiber (ADF) in group 3 was the highest but the difference was not significant (P>0.05). 2) Through four periods, the difference of bacterial structure between groups 2 and 1, 3, 4 was larger, and the distribution of bacteria structure was relatively concentrated in the same diet under different periods. The relative abundance of cellulose-degrading bacteria, semi-cellulose-degrading bacteria and starch-degrading bacteria genus reached the highest in groups 2, 3 and 4, respectively. In conclusion, the digestibility of nutrients is improved when dietary NFC/NDF is 1.37; the bacteria structure changes largely when dietary NFC/NDF is 0.96 and the structure of rumen bacteria in the same group does not change much with the prolong of experimental periods; through four periods, the relative abundance of cellulose-degrading bacteria, semi-cellulose-degrading bacteria and starch-degrading bacteria at genus level is the highest when NFC/NDF are 0.96, 1.37 and 1.90, respectively.

Key words: NFC/NDF apparent digestibility bacteria Karakul sheep

改善反刍动物瘤胃内的营养物质消化率从而提高饲粮的利用效率和动物的生产性能是反刍动物营养学主要研究的问题^[1]。反刍动物瘤胃可发酵饲粮中80%的淀粉、50%的纤维物质和60%的有机物等，进而为机体提供能量^[2]，瘤胃发酵主要依靠瘤胃微生物(细菌、真菌、原虫和古生菌等^[3-5])相互作用进行的，瘤胃微生物是迄今为止已知的降解转化植物纤维素类物质效率最高的天然体系^[6]，它们相互协同作用，将纤维类物质快速降解转化为营养物质，进而生产出肉、奶等产品。因此，改善瘤胃微生物结构对反刍动物生长和生产具有重要意义。研究表明，饲粮精粗比对营养物质消化率^[7-8]和微生物菌群结果^[9-10]具有一定影响。陈宁^[11]研究表明，饲粮精粗比60 : 40时，干物质(DM)和中性洗涤纤维(NDF)降解率显著高于70 : 30和50 : 50组。魏德泳等^[12]研究表明，随着饲粮非纤维性碳水化合物/中性洗涤纤维(NFC/NDF)的升高，瘤胃微生物总量降低，菌群结构发生改变。Song等^[13]研究表明，饲喂黑山羊高NFC/NDF饲粮时，DM、NDF和酸性洗涤纤维(ADF)表观消化率显著升高，纤维降解菌中除产琥珀酸丝状杆菌(Fibrobacter succinogenes)相对丰度显著降低外，其他菌相对丰度均无显著变化。目前关于饲粮NFC/NDF对卡拉库尔羊营养物质消化率和瘤胃细菌多样性的研究较少，而且瘤胃菌群非常复杂，很有可能会随时间的延长而再次发生改变化。因此，本试验旨在通过4期长期试验，研究饲粮NFC/NDF对卡拉库尔羊瘤胃营养物质消化率和菌群结构的影响，进而为提高营养物质消化率和改善菌群结构提供依据。

1 材料与方法 1.1 试验饲粮

试验根据《肉羊饲养标准》(NY/T 816—2004)^[14]设计4种饲粮，原料均购买于阿克苏天康饲料股份有限公司，按照精粗比分别为37 : 63、50 : 50、60 : 40和63 : 37进行饲粮配制，经常规养分分析后得到饲粮NFC/NDF分别为0.54、0.96、1.37和1.90，饲粮组成及营养水平见表 1。

表 1 饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of diets (air-dry basis)

%
项目 Items	非纤维性碳水化合物/中性洗涤纤维NFC/NDF
项目 Items	0.54	0.96	1.37	1.90
原料Ingredients
玉米Corn	20.00	35.40	45.00	54.00
豆粕Soybean meal	2.00	2.00	2.00	2.00
麦麸Wheat bran	12.70	10.30	10.70	4.70
氯化钠NaCl	0.80	0.80	0.80	0.80
碳酸钙CaCO₃	0.50	0.50	0.50	0.50
预混料Premix¹⁾	1.00	1.00	1.00	1.00
棉籽壳Cottonseed hulls	30.00	20.00	15.00	13.00
苜蓿颗粒Alfalfa grain	33.00	30.00	25.00	24.00
合计Total	100.00	100.00	100.00	100.00
营养水平Nutrient levels²⁾
干物质DM	95.54	95.74	96.30	95.55
总能GE/(MJ/kg)	15.88	16.44	16.88	16.98
粗蛋白质CP	14.76	14.96	14.10	13.43
粗脂肪EE	2.08	2.11	2.33	2.58
粗灰分Ash	8.85	7.62	6.86	6.35
钙Ca	0.74	0.73	0.72	0.75
磷P	0.26	0.25	0.24	0.22
非纤维性碳水化合物NFC³⁾	26.11	36.98	44.41	50.84
中性洗涤纤维NDF	48.20	38.33	32.30	26.80
酸性洗涤纤维ADF	31.75	28.73	23.80	21.41
非纤维性碳水化合物/中性洗涤纤维NFC/NDF	0.54	0.96	1.37	1.90
1)预混料为每千克饲粮提供The premix provided the following per kilogram of diets：VA 1 800 IU，VD₃ 600 IU，VE 30 mg，Fe 65 mg，Se 0.15 mg，I 0.6 mg，Cu 10 mg，Mn 28 mg，Zn 45 mg，Cu 12 mg。 2)非纤维性碳水化合物为计算值，其余均为实测值。NFC was a calculated value, while the others were measured values. 3)非纤维性碳水化合物(%)=(1-中性洗涤纤维-粗蛋白质-粗脂肪-粗灰分)×100。NFC(%)=(1-NDF-CP-EE-Ash)×100。

表 1 饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of diets (air-dry basis)

1.2 试验动物与饲养管理

试验在塔里木大学动科试验站进行。试验选取18月龄、体况良好、体重[(35.0±3.3) kg]相近、装有永久性瘤胃瘘管的卡拉库尔羊(去势公羊)12只，随机分为4组(1~4组)，每组3只，单笼饲养于消化代谢笼中，分别饲喂上述配制的4种NFC/NDF饲粮。试验前驱虫，每天09:00和20:00分2次定量饲喂，自由饮水。

1.3 试验设计

试验分为4期，Ⅰ期(1~26 d)、Ⅱ期(27~52 d)、Ⅲ期(53~78 d)和Ⅳ期(79~104 d)。试验每期均为预试期15 d，正试期11 d，其中消化试验8 d，采用全收粪法，将8 d的粪样混合均匀后，烘干称重后粉碎过40目网筛，以备后续分析。试验正试期的第9、10、11天，于晨饲前取1组3只羊的混合瘤胃液50 mL，迅速带回实验室，-80 ℃冰箱冷冻保存，连取3 d，送至北京诺禾致源科技股份有限公司进行16S rDNA高通量测序。

1.4 测定指标及方法

饲粮和粪便中DM含量参照GB/T 6435—1986的方法进行测定，粗蛋白质(CP)含量参照GB/T 6432—1994的方法进行测定，ADF和NDF含量采用Van Soest等^[15]的方法进行测定，并计算其表观消化率。粗灰分(Ash)含量参照GB/T 6438—1992的方法进行测定，饲料样品原重量减去Ash含量即为有机物(OM)含量，并计算OM表观消化率。饲粮中钙(Ca)、磷(P)含量参照AOAC(2000)^[16]的方法测定，饲粮总能(GE)利用氧弹式热量测定仪(C200，广州仪科实验室技术有限公司)进行测定。

DNA提取和PCR扩增：样品采用Stool DNA提取试剂盒(QIAamp Fast DNA Stool Mini Kit)进行瘤胃液总DNA提取，步骤参照试剂盒说明。提取产物用1%琼脂糖凝胶电泳检测DNA的纯度和浓度。根据细菌16S rDNA基因V1~V9区，合成带有Barcode的特异引物，通用引物序列为F:5’-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3’；R:5’-GNTACCTTGTTACGACTT-3’。引物由上海生工生物工程股份有限公司合成。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，充分混匀后使用浓度2%的琼脂糖胶电泳纯化PCR产物，剪切回收目标条带。产物纯化使用的是Qiagen公司提供的胶回收试剂盒回收产物。

文库构建和上机测序：将扩增好的DNA片段两端用DNA黏合酶连接，用AMpure PB磁珠对DNA片段进行纯化选择，进行SMRT Bell文库构建，文库构建好后用Qubit浓度定量和检测是否合格，最后用PacBio平台进行测序。

生物信息和统计分析：用Cutadapt^[17]得到原始数据，经去除嵌合体序列处理，得到有效数据。以97%的一致性将序列聚类成为操作分类单元(OTUs)，利用Uparse软件^[18]对所有样品的进行聚类，然后进行物种注释，采用Mothur方法与SILVA^[19]的SSUrRNA数据库^[20]进行物种注释分析，进而获得样本的群落组成。

细菌结构分析：试验采用无度量多维标定法(non-metric multi-dimensional scaling，NMDS)^[21]和Beta Diversity指数研究饲粮NFC/NDF对瘤胃菌群结构的影响。无度量多维标定法为非线性模型，适用于生态学研究，克服了线性模型(包括PCA、PCoA)的缺点，能更好地反映生态学数据^[22]。Beta Diversity指数中用Weighted Unifrac距离衡量2个样品之间的相异系数，其值越小，表示2个样品物种多样性的差异越小，两两样本间的距离以数字的形式标示出来制成热图。

1.5 数据统计分析

用Excel 2003对数据进行初步整理，SPSS 17.0软件中单因素方差分析进行显著性检验，Duncan氏法多重比较其差异性，P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析 2.1 饲粮NFC/NDF对DM、OM、NDF和ADF表观消化率的影响

由表 2可知，4期试验中，DM和OM表观消化率均为：3组>4组>2组>1组，其中3组和4组DM表观消化率显著高于1组(P＜0.05)。除Ⅰ期3组和4组OM表观消化率显著高于1组和2组(P＜0.05)外，其余3期组间差异均不显著(P>0.05)。4期试验中，NDF表观消化率均为：3组>2组>4组>1组，但组间差异均不显著(P>0.05)，ADF表观消化率为：3组>2组>1组>4组，组间差异也不显著(P>0.05)。

表 2 饲粮NFC/NDF对营养物质表观消化率的影响 Table 2 Effects of dietary NFC/NDF on nutrient apparent digestibility

%
项目 Items	组别Groups				SEM	P值 P-value
项目 Items	1	2	3	4	SEM	P值 P-value
Ⅰ期Period Ⅰ
干物质DM	56.12^c	63.15^b	70.76^a	70.24^a	1.85	0.008
有机物OM	50.74^b	51.08^b	52.52^a	52.99^a	1.04	0.006
中性洗涤纤维NDF	43.27	46.76	51.37	46.05	1.96	0.513
酸性洗涤纤维ADF	35.22	35.77	38.64	36.74	2.97	0.970
Ⅱ期Period Ⅱ
干物质DM	56.87b	63.68^ab	71.76^a	70.66^a	2.03	0.007
有机物OM	50.11	51.38	52.79	52.53	0.51	0.233
中性洗涤纤维NDF	43.97	46.07	51.49	45.07	2.11	0.702
酸性洗涤纤维ADF	34.87	36.31	39.16	32.98	2.07	0.808
Ⅲ期Period Ⅲ
干物质DM	55.38^b	63.51^ab	71.05^a	70.23^a	2.26	0.017
有机物OM	50.38	51.43	52.43	51.54	0.32	0.152
中性洗涤纤维NDF	44.02	45.49	51.21	44.11	2.02	0.643
酸性洗涤纤维ADF	35.28	37.95	39.33	36.26	1.81	0.751
Ⅳ期Period Ⅳ
干物质DM	55.47^b	63.34^ab	71.39^a	70.30^a	2.24	0.010
有机物OM	50.24	51.26	52.62	52.33	0.37	0.062
中性洗涤纤维NDF	42.20	44.94	52.36	43.75	2.06	0.345
酸性洗涤纤维ADF	34.63	36.59	39.49	34.93	2.45	0.893
同行数据肩标不同字母表示差异不显著(P < 0.05)。下表同。 In the same row, values with different letter superscripts mean significant difference (P < 0.05). The same as below.

表 2 饲粮NFC/NDF对营养物质表观消化率的影响 Table 2 Effects of dietary NFC/NDF on nutrient apparent digestibility

2.2 饲粮NFC/NDF对瘤胃菌群结构的影响

NMDS结果如图 1所示，同期同组的3个样品除Ⅳ期1组外，均至少有2个样品在同一界限内，即同组样品菌落结构差异性不大。Ⅰ~Ⅳ期样品中，1组均与2组、3组、4组距离相接近，2组与3组、4组距离较远，即同期试验内，2组饲粮菌群结构变化较大。同组在不同期间的点分布也具有一定距离，但相对而言较为集中，即同组饲粮下菌群结构随试验期数的变化不大。

图中的每个点表示一个样品，点与点之间的距离表示差异程度，同一个组的样品使用同一种颜色表示。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ分别代表试验期数。1、2、3和4代表分别饲喂4组饲粮。图 2同。 Each point in the figure represents a sample, and the distance between the points represents the degree of difference, and the samples in the same group are represented with the same color. Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ and Ⅳ represent experimental periods; 1, 2, 3, 4 mean four groups. The same as Fig. 2. 图 1 NMDS分析 Fig. 1 Analysis of NMDS

图中方格中的数字是样品两两之间的相异系数，相异系数越小的2个样品，物种多样性的差异越小。 The digit in the square represents the dissimilarity coefficient between the two samples. The smaller the dissimilarity coefficient is, the smaller the difference in species diversity is. 图 2 Beta多样性指数热图 Fig. 2 Heat map of Beta diversity index

Beta Diversity指数热图如图 2所示，Ⅰ期2组与1组、3组、4组距离分别为0.441、0.422、0.400，1组与3组、4组距离分别为0.121、0.195，3组与4组距离为0.154；Ⅱ期2组与1组、3组、4组距离分别为0.414、0.399、0.410，1组与3组、4组距离分别为0.113、0.313，3组与4组距离为0.291；Ⅲ期2组与1组、3组、4组距离分别为0.398、0.392、0.407，1组与3组、4组距离分别为0.222、0.183，3组与4组距离为0.307；Ⅳ期2组与1组、3组、4组距离分别为0.495、0.488、0.479，1组与3组、4组距离分别为0.089、0.413，3组与4组距离为0.385，由此可知同期内，1组与3组、4组的距离较近，2组与1组、3组、4组距离较远，即NFC/NDF为0.96时，菌群变化较大，这与NMDS分析结果基本相一致。

2.3 饲粮NFC/NDF对瘤胃纤维降解菌、半纤维降解菌和淀粉降解菌相对丰度(属水平)的影响

由表 3可知，试验中分离的纤维降解菌主要有纤维杆菌属(Fibrobacter)、假丁酸弧菌属(Pseudobutyrivibrio)、未定义的瘤胃球菌科(unidentified-Ruminococcaceae)和未定义的梭菌目(unidentified-Clostridiales)，主要的半纤维降解菌有未定义的毛螺菌科(unidentified-Lachnospiraceae)和琥珀酸弧菌属(Succinivibrio)，主要的淀粉降解菌有链球菌属(Streptococcus)和未定义的普雷沃氏菌科(unidentified-Prevotellaceae)。

表 3 饲粮NFC/NDF对瘤胃纤维降解菌、半纤维降解菌和淀粉降解菌相对丰度(属水平)的影响 Table 3 Effects of dietary NFC/NDF on relative abundance of cellulose-degrading, semi-cellulose-degrading bacteria and starch-degrading bacteria (genus level) in rumen

项目 Items	组别Groups				SEM	P值 P-value
项目 Items	1	2	3	4	SEM	P值 P-value
Ⅰ期Period Ⅰ
纤维杆菌属Fibrobacter	0.182	0.295	0.127	—	0.182	0.629
假丁酸弧菌属Pseudobutyrivibrio	—	1.509	—	—
未定义的瘤胃球菌科Unidentified-Ruminococcaceae	0.329	1.454	0.330	0.110	0.218	0.114
未定义的梭菌目Unidentified-Clostridiales	0.082	0.165	0.247	—	0.337	0.077
未定义的毛螺菌科Unidentified-Lachnospiraceae	4.088	2.853	6.600	6.200	0.609	0.206
琥珀酸弧菌属Succinivibrio	0.037^b	0.138^a	—	—	0.030	0.034
链球菌属Streptococcus	—	—	—	—
未定义的普雷沃氏菌科Unidentified-Prevotellaceae	—	0.027^c	0.082^b	0.190^a	0.021	0.017
Ⅱ期Period Ⅱ
纤维杆菌属Fibrobacter	0.224	1.756	0.192	0.137	0.334	0.260
假丁酸弧菌属Pseudobutyrivibrio	0.054	0.527	—	—	0.014	0.565
未定义的瘤胃球菌科Unidentified-Ruminococcaceae	0.384	1.015	0.466	0.160	0.118	0.055
未定义的梭菌目Unidentified-Clostridiales	0.055	0.065	0.137	0.050	0.026	0.552
未定义的毛螺菌科Unidentified-Lachnospiraceae	6.036	2.930	10.970	7.320	1.800	0.523
琥珀酸弧菌属Succinivibrio	—	0.055	—	—
链球菌属Streptococcus	—	—	—	0.250
未定义的普雷沃氏菌科Unidentified-Prevotellaceae	0.027^c	0.037^c	0.067^b	0.240^a	0.043	0.034
Ⅲ期Period Ⅲ
纤维杆菌属Fibrobacter	0.110	0.137	0.110	—	0.095	0.336
假丁酸弧菌属Pseudobutyrivibrio	0.127	0.895	0.054	0.020	0.214	0.056
未定义的瘤胃球菌科Unidentified-Ruminococcaceae	0.329	0.411	0.330	0.330	0.247	0.886
未定义的梭菌目Unidentified-Clostridiales	0.027	0.038	0.078	0.020	0.011	0.345
未定义的毛螺菌科Unidentified-Lachnospiraceae	7.760	1.860	10.530	4.960	1.142	0.053
琥珀酸弧菌属Succinivibrio	0.027	0.055	—	—	0.050	0.501
链球菌属Streptococcus	—	—	—	—
未定义的普雷沃氏菌科Unidentified-Prevotellaceae	0.025^c	0.047^c	0.082^b	0.220^a	0.025	0.010
Ⅳ期Period Ⅳ
纤维杆菌属Fibrobacter	0.521	0.619	0.127	—	0.108	0.332
假丁酸弧菌属Pseudobutyrivibrio	0.189	0.356	0.109	—	0.018	0.052
未定义的瘤胃球菌科Unidentified-Ruminococcaceae	0.360	0.494	0.364	0.302	0.091	0.926
未定义的梭菌目Unidentified-Clostridiales	0.027	0.037	0.065	—	0.009	0.596
未定义的毛螺菌科Unidentified-Lachnospiraceae	15.845	3.156	16.681	9.470	2.712	0.276
琥珀酸弧菌属Succinivibrio	—	0.054	—	—	0.032	0.052
链球菌属Streptococcus	—	—	0.027^b	2.330^a	0.481	0.006
未定义的普雷沃氏菌科Unidentified-Prevotellaceae	0.055^c	0.082^c	0.127^b	0.270^a	0.046	0.003
“—”表示未检测到。“—” means not detected.

纤维降解菌：4期结果中未定义的瘤胃球菌科相对丰度(0.10%~1.60%)均为最高，其次为纤维杆菌属。4期试验中纤维杆菌属、假丁酸弧菌属和未定义的瘤胃球菌科的相对丰度均为2组最高，未定义的梭菌目的相对丰度则为3组最高，但组间差异均不显著(P>0.05)。

半纤维降解菌：半纤维降解菌中未定义的毛螺菌科的相对丰度最高，为0.01%~16.70%，4期试验中其相对丰度均在3组达到最高，2组最低，但组间差异均不显著(P>0.05)。琥珀酸弧菌属的相对丰度则较小，各期均在2组达到最高，其中Ⅰ期2组相对丰度显著高于其他3组(P < 0.05)，其余各期组间差异均不显著(P>0.05)。

淀粉降解菌：未定义的普雷沃氏菌科的相对丰度在0~0.3%，4期试验中其相对丰度均在4组达到最高，Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ期中4组的未定义的普雷沃氏菌科相对丰度均显著高于其他3组(P < 0.05)。链球菌属的相对丰度在0~2.5%，但在Ⅰ期和Ⅲ期均未检测到，在Ⅱ和Ⅳ期中4组链球菌属的相对丰度显著高于其他3组(P < 0.05)。

综上可知，瘤胃纤维降解菌、半纤维降解菌和淀粉降解菌的相对丰度分别在NFC/NDF为0.96、1.37和1.90时达到最高。

3 讨论 3.1 饲粮NFC/NDF对营养物质表观消化率的影响

NDF对DM采食量和饲粮消化率具有重要影响^[23-24]，NFC也是影响采食量的重要因素，Hall等^[24]报道指出NFC在瘤胃中降解速度很快。研究表明，提高饲粮精粗比例时，易消化碳水化合物含量增加，营养物质消化率升高，但超过一定比例时，精料对瘤胃内饲粮的消化具有一定的负作用，营养物质消化率有所下降^[25-26]。本试验4期试验结果中，饲粮DM和OM表观消化率在NFC/NDF为1.37时，达到最高，超过1.37时，则有所下降，NDF和ADF表观消化率在NFC/NDF为1.37时，达到最高，0.96组次之，这与Song等^[13]试验结果相一致。而张雪娇等^[27]研究表明，饲喂山羊NDF水平在35%~45%变化时，高NDF组NDF表观消化率显著升高，DM和OM表观消化率则差异不显著，李斌昌等^[28]研究表明，饲粮DM和OM表观消化率随精粗比增加无显著变化，NDF和ADF表观消化率则显著下降，这可能是由于试验动物、饲粮精粗水平不同等所导致的。

3.2 饲粮NFC/NDF对瘤胃菌群结构的影响

瘤胃细菌每克内容物数量能达到10¹⁰~10¹¹个，瘤胃细菌组成受饲粮影响较大^[29]，饲喂适宜的精料有提高瘤胃内细菌多样性的趋势。韩旭峰等^[4]研究表明，不同精粗比饲粮可显著影响陕北白绒山羊瘤胃菌群组成，由本试验结果可知，饲粮NFC/NDF为0.96时与其他3组的菌群结构差异较大。

3.3 饲粮NFC/NDF对瘤胃纤维降解菌、半纤维降解菌及淀粉降解菌相对丰度(属水平)的影响

纤维降解菌：瘤胃内的产琥珀酸拟杆菌(活性最强^[30])、黄色瘤胃球菌和白色瘤胃球菌被认为是3种主要的纤维分解细菌，它们在瘤胃降解中起着重要的作用。林波等^[31]饲喂水牛不同精粗比的饲粮，结果表明全粗料饲粮有提高瘤胃中纤维降解相关细菌比例的趋势，但降低了细菌的多样性；Pitta等^[32]研究表明，饲喂水牛全粗料饲粮时，瘤胃内瘤胃球菌属和黄杆菌门相对丰度较高。由本试验结果可知，检测出的纤维降解菌属相对丰度较低，这与Zened等^[33]试验结果相一致。Yang等^[34]研究表明，瘤胃中的黄色瘤胃球菌是白色瘤胃球菌相对丰度的100倍，但是在本研究中，被检测到的黄色瘤胃球菌菌群的相对丰度几乎和白色瘤胃球菌相同，这可能是由于物种差异、测序方法不同造成的。本试验纤维降解菌属相对丰度随饲粮NFC/NDF的升高，呈先升高后降低，其比例为0.96时，纤维降解菌属的相对丰度达到最大，这可能由于饲粮中精料添加超过一定水平时，瘤胃发酵产生的挥发性脂肪酸(VFA)增多，造成瘤胃pH降低，瘤胃pH对纤维降解菌和纤维素酶活性具有一定影响，孙云章等^[35]研究表明，高精料引起瘤胃pH的急剧下降，进而抑制纤维降解菌数量生长，Schwarz^[36]、Russell等^[37]研究表明，pH低于6.0时，纤维素酶活性降低。因此需进一步研究饲粮NFC/NDF影响纤维物质消化时，对两者影响的差异。

半纤维降解菌：所有纤维降解菌均具有降解半纤维素的能力，另外还有些具有降解半纤维素能力的菌如毛螺旋菌属、琥珀酸弧菌属等。本试验结果中未定义的毛螺菌科相对丰度随饲粮NFC的增高呈先增加后降低趋势，各期均在3组达到最高，这与饲粮NFC/NDF为1.37时，NDF和ADF表观消化率达到最高相一致。

淀粉降解菌：一些纤维降解菌也能降解淀粉，如产琥珀酸丝状杆菌(Fibrobacteria succinogenes)、溶纤维丁酸弧菌(Butyrivibrio fibrisolvens)等，主要能降解淀粉的非纤维降解菌属有链球菌属、未定义的普雷沃氏菌科和瘤胃杆菌属(Ruminobacter)等。许多研究表明，普雷沃菌属(Prevotella)为瘤胃的优势菌群^[38-39]，由本试验检测到的淀粉降解菌属有链球菌属和未定义的普雷沃氏菌科，它们的相对丰度均降低，这可能是由于测序方法和测定区域不同所导致的。NFC中淀粉含量是影响DM采食量和消化率的重要因素，哺乳期奶牛添加谷物饲粮时，奶牛DM采食量增加^[40]。淀粉降解则与瘤胃中淀粉降解菌紧密相关，王尧悦等^[41]饲喂宁夏滩羊不同营养水平饲粮时，发现随着饲粮营养水平的提高，溶纤维丁酸弧菌、溶糊精琥珀酸弧菌、黄色瘤胃球菌和产甲烷菌数量显著上升。本试验研究结果显示淀粉降解菌属的相对丰度随着饲粮NFC/NDF的升高而提高，这与上述结果相一致。Huo等^[42]研究发现，山羊采食干草后普雷沃菌属的相对丰度增加，这可能是由于动物品种、饲粮成分和测序方式等不同造成的差异。

4 结论

① 由营养物质表观消化率可知，饲粮NFC/NDF为1.37时营养物质消化率最高。

② 饲粮NFC/NDF为0.96时，瘤胃菌群结构变化较大。不同时期同组饲粮下，菌群结构分布相对集中。

③ 纤维降解菌、半纤维降解菌和淀粉降解菌在属水平上的相对丰度分别在NFC/NDF为0.96、1.37和1.90时达到最高。

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