动物营养学报 >

2025 , Vol. 37 >Issue 1: 387 - 399

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2025.034

研究论文

酵母水解物对哺乳犊牛生长性能、血清抗氧化指标和瘤胃菌群的影响

  • 李元晓 , 1, 2 ,
  • 刘丹 1, 2 ,
  • 晏克灿 1, 2 ,
  • 孙成振 1, 2 ,
  • 孙娟娟 3 ,
  • 皮庆洁 4 ,
  • 鲁志民 5 ,
  • 张才 , 1, 2, *
展开
  • 1 河南科技大学动物科技学院,洛阳 471023
  • 2 河南省动物福利与健康养殖国际联合实验室,洛阳 471023
  • 3 中国农业科学院草原研究所,呼和浩特 010010
  • 4 南京农业大学动物科技学院,南京 210095
  • 5 济源市伟恒牛业有限公司,济源 459017
* 张 才,教授,硕士生导师, E-mail:

李元晓(1975—),男,河南新野人,副教授,博士,从事反刍动物营养与饲料科学研究。E-mail:

Copy editor: 菅景颖

收稿日期: 2024-06-24

  网络出版日期: 2025-01-10

基金资助

国家自然科学基金(31872537)

中央引导地方科技发展资金(2022ZY0098)

收起

Effects of Supplementary Feeding of Yeast Hydrolysate on Growth Performance, Serum Antioxidant Indexes and Rumen Microflora of Sucking Calves

  • LI Yuanxiao , 1, 2 ,
  • LIU Dan 1, 2 ,
  • YAN Kecan 1, 2 ,
  • SUN Chengzhen 1, 2 ,
  • SUN Juanjuan 3 ,
  • PI Qingjie 4 ,
  • LU Zhimin 5 ,
  • ZHANG Cai , 1, 2, *
Expand
  • 1 College of Animal Science and Technology, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471023, China
  • 2 International Joint Laboratory of Animal Welfare and Healthy Breeding in Henan Province, Luoyang 471023, China
  • 3 Institute of Grassland Research of Chinese Academy of Agricultural Sciences, Hohhot 010010, China
  • 4 College of Animal Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China
  • 5 Jiyuan Weiheng Cattle Industry Co., Ltd., Jiyuan 459017, China
* professor, E-mail:

Received date: 2024-06-24

  Online published: 2025-01-10

Fold

摘要

本试验旨在探讨补饲酵母水解物对哺乳犊牛生长性能、血清抗氧化指标及瘤胃菌群的影响。试验选取30头1日龄、健康、体重[(39±2) kg]相近的荷斯坦母犊牛,随机分为对照组(不补饲酵母水解物)和试验组(每头犊牛每天补饲5 g酵母水解物),每组15个重复,每个重复1头牛。试验期为63 d。记录犊牛体重和采食量,采集血清和瘤胃液样品,测定血清抗氧化指标和瘤胃菌群多样性。结果显示: 1)补饲酵母水解物显著增加了犊牛14和28日龄的胸围以及28和42日龄的体斜长(P<0.05),但对生长性能和其他体尺指标未产生显著影响(P>0.05)。2)63日龄时,试验组血清中丙二醛(MDA)含量显著低于对照组(P<0.05),总抗氧化能力(T-AOC)显著高于对照组(P<0.05);7日龄时,试验组血清谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性显著高于对照组(P<0.05)。3)补饲酵母水解物使犊牛瘤胃菌群的Alpha多样性指数(Chao1和Observed-species指数)显著降低(P<0.05);同时,Beta多样性也发生了显著变化(P<0.05)。30日龄时,试验组瘤胃菌群中互养菌门(Synergistota)的相对丰度显著低于对照组(P<0.05),而放线菌门(Actinobacteriota)的相对丰度显著高于对照组(P<0.05);试验组瘤胃菌群中理研菌科RC9肠道群(Rikenellaceae_RC9_gut_group)的相对丰度在60日龄时显著低于对照组(P<0.05),而解琥珀酸菌属(Succiniclasticum)和普雷沃氏菌属7(Prevotella_7)的相对丰度在30日龄时显著高于对照组(P<0.05)。综上可知,在本试验条件下,每天每头补饲5 g酵母水解物对哺乳犊牛整体生长性能无显著影响,但显著提高了犊牛的抗氧化能力,并调节了瘤胃菌群结构,有助于改善犊牛健康状况。

关键词： 酵母水解物; 哺乳犊牛; 生长性能; 抗氧化指标; 瘤胃菌群

本文引用格式

李元晓 , 刘丹 , 晏克灿 , 孙成振 , 孙娟娟 , 皮庆洁 , 鲁志民 , 张才 . 酵母水解物对哺乳犊牛生长性能、血清抗氧化指标和瘤胃菌群的影响[J]. 动物营养学报, 2025 , 37(1) : 387 -399 . DOI: 10.12418/CJAN2025.034

Abstract

This study aimed to investigate the effects of supplementary feeding of yeast hydrolysate on the growth performance, serum antioxidant indexes and rumen microflora of suckling calves. Thirty healthy 1-day-old Holstein heifers with similar body weight [(39±2) kg] were randomly divided into control group (without yeast hydrolysate supplementation) and test group (supplementary feeding of 5 g yeast hydrolysate per calf per day), with 15 replicates in each group and 1 calf per replicate. The experiment lasted 63 days. Calves’ body weight and feed intake were recorded, serum and rumen fluid samples were collected to assess serum antioxidant indexes and rumen microflora diversity. The results showed as follows: 1) supplementary feeding of yeast hydrolysate significantly increased chest circumference at 14 and 28 days of age and body length at 28 and 42 days of age (P<0.05), but did not significantly affect growth performance and other body size indexes (P>0.05). 2) At 63 days of age, serum malondialdehyde (MDA) content in the teat group was significantly lower than that in the control group (P<0.05), while total antioxidant capacity (T-AOC) was significantly higher than that in the control group (P<0.05); at 7 days of age, serum glutathione peroxidase (GSH-Px) activity in the test group was significantly higher than that in the control group (P<0.05). Supplementary feeding of yeast hydrolysate significantly decreased the Alpha diversity indexes (Chao1 and Observed-species indexes) of the rumen microflora (P<0.05), and it also significantly changed the Beta diversity (P<0.05). At 30 days of age, the relative abundance of Synergistota in the test group was significantly lower than that in the control group (P<0.05), while the relative abundance of Actinobacteriota in the test group was significantly higher than that in the control group (P<0.05). The relative abundance of Rikenellaceae_RC9_gut_group at 60 days of age in the test group was significantly lower than that in the control group (P<0.05), while the relative abundances of Succiniclasticum and Prevotella_7 at 30 days of age in the test group was significantly higher than that in the control group (P<0.05). In conclusion, under the conditions of this experiment, daily supplementary feeding of 5 g yeast hydrolysate per head do not significantly affect the overall growth performance of sucking calves, but it can significantly improve their antioxidant capacity and modulate the structure of rumen microflora, contributing to better calf health.

Key words： yeast hydrolysate; sucking calves; growth performance; serum antioxidant indexes; rumen microflora

犊牛作为奶牛产业发展的基础[1],其健康状况直接影响奶牛群体的整体质量和未来产量。在哺乳期,由于犊牛各系统功能尚未完全发育,抵抗力较弱,容易受到环境影响,常出现腹泻、肺炎等疾病,导致生长缓慢等问题。研究表明,犊牛腹泻等疾病会导致日增重下降,使断奶体重较健康犊牛低4~5 kg[2]。犊牛期的健康状况对后备牛的生长发育有重要影响,0~2月龄患病犊牛的初产体重和泌乳高峰期产奶量均低于健康犊牛[3-4]。因此,研发能够提高犊牛抵抗力和促进肠道健康的饲料添加剂产品具有重要的现实意义。
酵母水解物是通过内源酶和外源酶充分水解酵母细胞后获得的产物,不仅富含蛋白质、维生素等营养物质,还含有核苷酸和细胞壁多糖等多种生物活性物质[5]。酵母细胞壁含有29%~64%的β-葡聚糖和31%左右的甘露糖,这些多糖能够作用于巨噬细胞,使机体做出非特异性免疫反应,刺激免疫,可以降低霉菌毒素,改善肠道环境,且有抗氧化等功能[6-7]。β-葡聚糖可以通过病原体相关分子模式(PAMPs)非特异性和特异性地增强免疫系统[8]。研究证实,哺乳期补饲甘露寡糖可提高犊牛的采食量和日增重,并对血清免疫指标有积极影响。核苷酸可以提高非反刍动物外周血中性粒细胞的增殖,并影响肠道淋巴细胞的成熟和分化[9-10],同时,核苷酸还可以改善犊牛的免疫功能[11]。Maggiolino等[12]研究表明,添加酵母产品能够增强犊牛的抗氧化能力和肠道形态,并在添加核苷酸后效果得到显著增强。
虽然酵母水解物富含多种活性成分,但其对哺乳犊牛免疫调控和瘤胃菌群的影响尚不明确。因此,本研究以哺乳犊牛为试验对象,研究酵母水解物对其生长性能、血清抗氧化指标和瘤胃菌群的影响,为酵母水解物作为一种天然新型饲料添加剂在犊牛养殖中应用提供理论依据和实践指导。

1 材料与方法

1.1 伦理声明

本次动物试验经河南科技大学实验动物伦理委员会批准(2023-03-07),批准编号为SYLY-31872537。

1.2 试验材料

试验所用酵母水解物含粗蛋白质41.68%、粗灰分9.32%、核苷酸5.63%,甘露糖16.86%、葡聚糖25.05%;试验犊牛以及饲喂犊牛的常乳由牧场提供;犊牛料为颗粒料。常乳的营养水平见表1,犊牛料的组成及营养水平见表2。犊牛料中中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量参照Van Soest等[13]的方法测定,粗蛋白质(GB/T 6432—2018)[14]、粗灰分(GB/T 6438—2007)[15]、粗脂肪(GB/T 6433—2006)[16]、钙(GB/T 6436—2018)[17]、总磷含量(GB/T 6437—2018)[18]均按照国标方法测定。
表1 常乳的营养水平(鲜样基础)

Table 1 Nutrient levels of common milk (fresh sample basis) %

项目Items 含量Content
乳脂Milk fat 3.98
乳蛋白Milk protein 3.33
总固体物Total solid 13.21
乳糖Lactose 4.48

营养水平均为实测值。

Nutrient levels are measured values.

表2 犊牛料组成及营养水平(干物质基础)

Table 2 Composition and nutrient levels of the calf feed (DM basis) %

项目Items 含量Content
原料Ingredients
玉米Corn 41
小麦麸Wheat bran 10
棉籽粕Cottonseed meal 6
豆粕Soybean meal 25
玉米胚芽粕Corn germ meal 12
预混料Premix1) 5
碳酸氢钠NaHCO3 1
合计Total 100
营养水平Nutrient levels2)
代谢能ME/(MJ/kg) 13.65
粗蛋白质CP 22.83
总可消化养分TDN 83.01
中性洗涤纤维NDF 21.73
酸性洗涤纤维ADF 13.71
粗灰分Ash 5.79
粗脂肪EE 3.19
钙Ca 1.21
总磷TP 0.60

1)每千克预混料含有 One kilogram of premix contains the following:VA 240 000 IU,VD 16 000 IU,VE 500 IU,Cu 85 mg,Zn 700 mg,Fe 550 mg,Mn 435 mg,I 14 mg,Co 2.5 mg,Se 2 mg。

2)代谢能和总可消化养分为参考NRC(2001)计算得出,其他营养水平为实测值。ME and TDN are calculated according to the NRC (2001), while the other nutrient levels are measured values.

1.3 试验设计

采用完全随机设计,选取30头健康、体重[(39±2) kg]相近的新生荷斯坦母犊牛,按照出生日期和体重相近原则,随机分为对照组(常乳+犊牛料)和试验组[常乳+犊牛料+5 g/(头·d)酵母水解物],每组15个重复,每个重复1头犊牛,犊牛单独饲养。试验期63 d。根据本课题组前期预试验结果,补饲5 g/(头·d)酵母水解物对犊牛精神状态、皮毛和粪便评分均有显著改善,故本试验中试验组酵母水解物添加量设为5 g/(头·d)。

1.4 饲养管理

试验犊牛饲养管理均依照牧场管理制度。犊牛出生后打耳号、称重及时饲喂体重足量合格初乳。常乳按照牧场制定喂量程序进行。55日龄后,逐渐减少犊牛的常乳饲喂量,至断奶。每次饲喂牛奶时,先将酵母水解物加入1 L牛奶中,待犊牛完全饮完后再添加剩余牛奶,以保证每天每头5 g酵母水解物被犊牛完全采食。犊牛料在3日龄时开始添加,自由采食,自由饮水。

1.5 样本采集及处理

饲料样品:试验期内,每周采集饲喂犊牛的常乳40 mL和犊牛料500 g,常乳中添加30 mg重铬酸钾置于4 ℃保存备测。
血清样品:在7、35和63日龄晨饲前,对各组犊牛用采血针和真空负压采血管采集颈静脉血10 mL,待自然凝固后,1 790×g离心10 min分离血清,将血清分装于2 mL离心管中,-20 ℃保存待测。
瘤胃液样品:30和60日龄时,对照组和试验组各随机选择10头犊牛,使用犊牛瘤胃液采集器,经犊牛口腔通过食道进入瘤胃采集犊牛瘤胃液,为了避免唾液影响,将最初抽取的30 mL瘤胃液舍弃。后续抽取的瘤胃液经4层纱布过滤后,分装至冻存管中,经液氮速冻后于干冰中送回室验室,于-80 ℃条件下保存待测。

1.6 测定指标及方法

生长性能和体尺指标:在犊牛1、30和60日龄晨饲前对犊牛进行称重并记录,计算平均日增重;记录犊牛每日的犊牛料及常乳的添加量和剩余量,计算犊牛料采食量、常乳采食量、常乳干物质采食量和总干物质采食量;根据平均日增重和总干物质采食量计算饲料转化效率(饲料转化效率=100×平均日增重/总干物质采食量)。在犊牛出生当天以及14、28、42、56和63日龄使用测杖测量各组犊牛体高(自鬐甲最高点至地面的垂直距离)、体斜长(从肩端至坐骨端的距离)、髋宽(左右髋关节的最大宽度)、胸围(在鬐甲后缘初作一垂线,用卷尺绕其1周的长度,其松紧度能插入食指和中指上下滑动为准)和管围(前肢胫部上1/3处,在左前肢最细处量取)。
血清抗氧化指标:使用南京建成生物工程研究所生产的试剂盒测定血清中的总抗氧化能力(T-AOC)和超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性以及丙二醛(MDA)含量,严格按试剂盒说明进行操作。
瘤胃菌群:将采集的瘤胃液样本放置在干冰中,运输至南京派森诺基因科技有限公司,提取样本微生物总数后进行16S rRNA测序。将样本解冻研磨预处理后,使OMEGA Soil DNA Kit (M5635-02,Omega Bio-Tek,美国)试剂盒,按照说明说操作流程提取核酸。接着进行0.8%琼脂糖凝胶电泳对抽提完成的DNA判断分子大小,检测提取DNA的质量和完整性。利用Nanodrop紫外分光光度计对DNA定量以测定浓度和纯度,之后对DNA进行PCR扩增。瘤胃细菌测序选区为16S rRNA基因的高度可变V3、V4区,选用引物为338F(5’-ACTCCTACGGGAGGCAGCA-3’)和806R(5’-GGACTACHVGGGT-WTCTAAT-3’),使用AMPure XP beads扩增并纯化产物,最终获得文库。使用Illumina测序仪以PE150模式对扩增子文库进行测序,然后对获得的数据进行生物学信息分析。

1.7 数据处理与分析

试验数据用SPSS 25.0统计软件进行独立样本t检验,结果用“平均值±标准差”表示,P<0.05为显著差异。

2 结果与分析

2.1 补饲酵母水解物对哺乳犊牛生长性能和体尺指标的影响

由表3可知,虽然试验组犊牛生长性能比对照组略有改善,但2组犊牛各阶段的体重、平均日增重、犊牛料采食量、常乳采食量、常乳干物质采食量、总干物质采食量和饲料转化效率等均无显著差异(P>0.05)。
表3 补饲酵母水解物对哺乳犊牛生长性能的影响

Table 3 Effects of supplementary feeding of yeast hydrolysate on growth performance of sucking calves

项目
Items		 日龄
Days of age		 对照组
Control group		 试验组
Test group		 P值
P-value
体重BW/kg 1 38.72±1.35 38.64±1.29 0.781
30 57.73±2.38 58.44±1.76 0.593
60 85.45±2.10 87.71±2.39 0.254
平均日增重ADG/g 1~30 633.67±0.08 660.00±0.12 0.357
30~60 924.20±0.13 975.70±0.20 0.482
1~60 778.80±0.07 817.90±0.11 0.271
犊牛料采食量Calf feed intake/(g/d) 1~30 59.25±5.56 72.03±6.95 0.144
30~60 121.41±13.48 138.58±13.29 0.368
1~60 90.52±8.39 105.96±8.69 0.204
常乳采食量Common milk intake/(L/d) 1~30 7.46±0.32 7.45±0.39 0.951
30~60 8.42±0.37 8.41±0.35 0.935
1~60 7.94±0.17 7.93±0.23 0.893
常乳干物质采食量Common milk DMI/(g/d) 1~30 985.79±41.68 984.72±50.89 0.950
30~60 1 112.69±49.44 1 111.25±45.92 0.935
1~60 1 049.24±22.72 1 047.98±30.02 0.898
总干物质采食量Total DMI/(g/d) 1~30 1 045.04±15.27 1 056.75±19.37 0.478
30~60 1 234.10±21.69 1 249.83±24.83 0.673
1~60 1 139.57±18.78 1 153.30±21.48 0.569
饲料转化效率FCR/% 1~30 60.64±4.67 62.46±6.31 0.566
30~60 74.89±6.42 78.07±7.21 0.371
1~60 68.34±5.31 70.92±6.89 0.425

同行数据肩标无字母或相同字母表示差异不显著(P>0.05),不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下表同。

In the same column, values with no letter or the same letter superscripts mean no significant difference (P>0.05), while with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same as below.

由表4可知,犊牛各日龄的体高、髋宽和管围在试验组与对照组之间均无显著差异(P>0.05);试验组犊牛体斜长在28和42日龄时显著高于对照组(P<0.05),其余各日龄时2组之间差异不显著(P>0.05);试验组犊牛胸围在14和28日龄时显著高于对照组(P<0.05),其余各日龄时2组之间无显著差异(P>0.05)。
表4 补饲酵母水解物对哺乳犊牛体尺指标的影响

Table 4 Effects of supplementary feeding of yeast hydrolysate on body size indexes of sucking calves cm

项目
Items		 日龄
Days of age		 对照组
Control group		 试验组
Test group		 P值
P-value
体高Body height 1 74.89±0.94 75.02±0.55 0.902
14 76.19±0.71 75.74±0.70 0.654
28 79.41±0.52 80.09±0.42 0.319
42 83.31±0.66 84.85±0.64 0.112
56 86.99±0.93 87.60±0.89 0.377
63 89.44±0.90 89.48±0.58 0.379
体斜长Body length 1 70.45±1.45 70.46±1.12 0.584
14 73.02±0.92 75.25±1.28 0.170
28 75.30±0.74b 80.09±0.77a <0.001
42 81.19±0.87b 84.21±0.82a 0.021
56 89.03±1.72 88.05±0.83 0.613
63 89.75±0.87 91.11±0.75 0.251
髋宽Hip width 1 16.38±0.37 16.44±0.27 0.906
14 16.53±0.28 16.78±0.13 0.424
28 18.15±0.28 18.21±0.28 0.891
42 19.59±0.32 19.25±0.35 0.346
56 20.41±0.24 20.41±0.23 1.000
63 20.81±0.24 20.96±0.22 0.636
胸围Chest circumference 1 79.80±0.96 79.95±0.41 0.424
14 80.65±0.60b 82.84±0.74a 0.033
28 84.91±0.51b 86.66±0.66a 0.049
42 93.75±0.76 92.94±0.63 0.417
56 100.12±0.69 99.70±0.60 0.653
63 101.92±0.41 101.68±1.25 0.860
管围Circumference of cannon bone 1 11.11±0.13 11.13±0.15 0.927
14 11.22±0.16 11.28±0.17 0.788
28 11.42±0.16 11.45±0.15 0.471
42 12.07±0.08 12.07±0.14 1.000
56 12.17±0.09 12.17±0.14 1.000
63 12.28±0.09 12.35±0.18 0.187

2.2 补饲酵母水解物对哺乳犊牛血清抗氧化指标的影响

由表5可知,犊牛各日龄的血清SOD活性在试验组与对照组之间差异不显著(P>0.05);试验组犊牛血清GSH-Px活性在7日龄时显著高于对照组(P<0.05),而在35和63日龄时2组之间差异不显著(P>0.05);试验组犊牛血清MDA含量在63日龄时显著小于对照组(P<0.05),而在7和35日龄时2组之间差异不显著(P>0.05);试验组犊牛血清中T-AOC在63日龄时显著大于对照组(P<0.05),而在7和35日龄时2组之间差异不显著(P>0.05)。
表5 补饲酵母水解物对哺乳犊牛血清抗氧化指标的影响

Table 5 Effects of supplementary feeding of yeast hydrolysate on serum antioxidant indexes of sucking calves

项目
Items		 日龄
Days of age		 对照组
Control group		 试验组
Test group		 P值
P-value
丙二醛MDA/(nmol/mL) 7 1.58±0.11 1.90±0.16 0.120
35 2.44±0.39 2.36±0.35 0.877
63 4.49±1.60a 2.31±0.34b 0.020
超氧化物歧化酶SOD/(U/mL) 7 77.06±1.45 78.03±1.67 0.683
35 79.97±2.10 78.73±0.72 0.582
63 80.93±1.78 77.36±1.51 0.146
谷胱甘肽过氧化物酶GSH-Px/(U/mL) 7 168.90±14.77b 237.91±11.81a 0.002
35 104.74±14.60 118.22±8.63 0.436
63 102.99±8.95 106.11±12.76 0.844
总抗氧化能力T-AOC/(U/mL) 7 2.08±0.24 1.81±0.26 0.450
35 1.74±0.25 1.46±0.10 0.314
63 1.56±0.23b 2.51±0.16a 0.003

2.3 补饲酵母水解物对哺乳犊牛犊牛瘤胃菌群的影响

2.3.1 犊牛瘤胃菌群16S rRNA测序质控

本试验中,各个样本稀释曲线随着测序深度的增加而趋于平缓(图1),说明测序深度足够,能够准确反映样本中物种的多样性。
图1 犊牛瘤胃菌群样本稀释曲线

DZ30:对照组30日龄;DZ60:对照组60日龄;JM30:试验组30日龄;JM 30:试验组60日龄。图2同。

Fig.1 Dilution curve of rumen microflora samples of calves

DZ30: control group at 30 days of age; DZ60: control group at 60 days;JM30: test group at 30 days of age; JM 30: test group at 60 days of age.The same as Fig.2.

2.3.2 补饲酵母水解物对犊牛瘤胃菌群Alpha多样性的影响

犊牛30和60日龄时瘤胃菌群Alpha多样性指数如表6所示。在30日龄时,试验组犊牛瘤胃菌群的Chao1和Observed-species指数显著低于对照组(P<0.05),Shannon和Simpson指数2组之间差异不显著(P>0.05);在30日龄时,对照组和试验组犊牛瘤胃菌群的各Alpha多样性指数均差异不显著(P>0.05)。
表6 补饲酵母水解物对哺乳犊牛瘤胃菌群Alpha多样性的影响

Table 6 Effects of supplementary feeding of yeast hydrolysate on Alpha diversity of rumen microflora of sucking calves

项目
Items		 日龄
Days		 对照组
Control group		 试验组
Test group		 P值
P-value
Chao1指数
Chao1 index		 30 609.82±15.94a 530.61±18.43b 0.021
60 617.49±31.73 735.40±36.48 0.075
Observed-species指数
Observed-species index		 30 564.26±14.95a 494.50±18.59b 0.025
60 595.33±34.26 698.50±30.57 0.114
Shannon指数
Shannon index		 30 5.95±0.06 5.83±1.46 0.555
60 6.09±0.15 6.65±0.25 0.095
Simpson指数
Simpson index		 30 0.95±0.00 0.95±0.01 0.738
60 0.94±0.01 0.97±0.01 0.107

2.3.3 补饲酵母水解物对犊牛瘤胃菌群Beta多样性的影响

如图2所示,主坐标分析以空间内样本点距离为整体考虑,样本间距离越近则菌群组成越相似。犊牛30日龄时,对照组与试验组间瘤胃菌群结构均发生明显的重叠现象,2组间菌群结构相似;犊牛60日龄时,对照组与试验组间瘤胃菌群结构发生部分的重叠现象,2组间菌群结构相似度不高;犊牛30日龄的瘤胃菌群结构与60日龄的瘤胃菌群结构明显不同,没有重叠现象,说明犊牛随着日龄的增加,瘤胃菌群正发生着明显的变化。
图2 瘤胃菌群主坐标分析

Fig.2 PCoA analysis of rumen microflora

2.3.4 补饲酵母水解物对犊牛瘤胃菌群构成的影响

在门水平上,犊牛瘤胃菌群相对丰度排名前10的菌群如表7所示,可以看出试验组和对照组在门水平上以拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)和螺旋体门(Spirochaetota)的相对丰度较高。在30日龄时,试验组放线菌门(Actinobacteriota)的相对丰度显著高于对照组(P<0.05),互养菌门(Synergistota)的相对丰度显著低于对照组(P<0.05)。
表7 补饲酵母水解物在门水平上对哺乳犊牛瘤胃菌群的影响

Table 7 Effects of supplementary feeding of yeast hydrolysate on rumen microflora at phylum level of sucking calves %

项目
Items		 日龄
Days of age		 对照组
Control group		 试验组
Test group		 P值
P-value
拟杆菌门Bacteroidetes 30 55.93±1.61 45.76±3.26 0.162
60 45.41±6.93 35.33±6.38 0.166
厚壁菌门Firmicutes 30 31.57±2.27 41.97±3.73 0.156
60 42.93±6.39 55.62±6.61 0.085
螺旋体门Spirochaetota 30 4.73±1.32 3.18±0.76 0.277
60 1.67±0.74 2.52±1.05 0.546
髌骨细菌门Patescibacteria 30 0.20±0.09 0.64±0.05 0.906
60 5.94±1.76 1.29±0.69 0.214
放线菌门Actinobacteriota 30 0.88±0.24b 5.02±1.69a 0.002
60 0.50±0.13 1.30±0.57 0.529
互养菌门Synergistota 30 3.92±0.85a 0.80±0.36b <0.001
60 1.35±0.58 0.76±0.32 0.465
变形菌门Proteobacteria 30 1.24±0.30 0.84±0.19 0.360
60 0.80±0.38 0.94±0.30 0.729
脱硫弧菌门Desulfobacterota 30 0.91±0.21 1.04±0.21 0.641
60 0.27±0.07 0.64±0.25 0.184
蓝细菌门Cyanobacteria 30 0.05±0.02 0.04±0.01 0.989
60 0.80±0.26 0.52±0.24 0.278
纤维杆菌门Fibrobacterota 30 0.16±0.10 0.41±0.32 0.449
60 0.06±0.04 0.51±0.32 0.178
其他Others 30 0.42±0.09 0.29±0.08 0.454
60 0.29±0.10 0.56±0.18 0.105
在属水平上,犊牛瘤胃菌群相对丰度排名前10的菌群如表8所示,可以出试验组和对照组瘤胃菌群的优势菌属为普雷沃氏菌属(Prevotella)、理研菌科RC9肠道群(Rikenellaceae_RC9_gut_group),其他各属的相对丰度较低。试验组Rikenellaceae_RC9_gut_group的相对丰度在30日龄时较对照组有所降低,但差异不显著(P>0.05),而在60日龄时试验组则显著低于对照组(P<0.05);30日龄试验组解琥珀酸菌属(Succiniclasticum)和Prevotella_7的相对丰度显著高于对照组(P<0.05)。
表8 补饲酵母水解物在属水平上对哺乳犊牛瘤胃菌群的影响

Table 8 Effects of supplementary feeding of yeast hydrolysate on rumen microflora at genus level of sucking calves %

项目
Items		 日龄
Days of age		 对照组
Control group		 试验组
Test group		 P值
P-value
普雷沃氏菌属Prevotella 30 17.23±1.78 16.05±2.74 0.753
60 12.90±2.27 14.33±3.46 0.703
理研菌科RC9肠道群
Rikenellaceae_RC9_gut_group		 30 11.35±2.72 5.63±1.78 0.073
60 11.12±2.85 4.00±0.78 0.027
瘤胃球菌属Ruminococcus 30 2.54±0.51 2.11±0.76 0.933
60 11.39±6.01 11.33±3.66 0.991
F082 30 2.62±1.56 7.71±2.57 0.058
60 3.39±1.76 3.10±1.24 0.913
解琥珀酸菌属Succiniclasticum 30 3.11±0.72 9.77±2.52 0.002
60 1.74±0.60 2.07±0.80 0.869
梭菌纲UCG-014 Clostridia_UCG-014 30 2.69±0.54 2.56±0.51 0.919
60 5.13±1.39 4.26±0.89 0.501
普雷沃氏菌属7 Prevotella_7 30 0.97±0.46 5.85±2.80 0.041
60 2.05±1.36 2.93±0.90 0.704
Muribaculaceae 30 3.18±1.62 1.71±0.65 0.465
60 2.95±1.76 2.83±1.37 0.952
UCG-002 30 3.18±1.06 3.09±1.03 0.933
60 1.34±0.50 0.98±0.30 0.749
克里斯滕森菌科R-7群
Christensenellaceae_R-7_group		 30 1.56±0.28 0.69±0.32 0.555
60 1.81±0.53 4.47±1.95 0.077
其他Others 30 51.57±3.94 44.83±4.37 0.232
60 46.18±4.64 49.70±2.36 0.531

3 讨论

3.1 补饲酵母水解物对哺乳犊牛生长性能的影响

体尺指标(如体高、体长、胸围)是反映动物生长发育的重要指标。本研究中,虽然酵母水解物对犊牛的14和28日龄体斜长有显著影响,但对整体生长性能(如平均日增重、采食量等)的提升作用不显著。这表明酵母水解物对哺乳犊牛生长发育的影响可能主要体现在特定阶段的体尺发育上,而非持续性促进生长。这种现象可能与哺乳犊牛的瘤胃发育状态有关。酵母水解物不仅富含蛋白质、维生素和微量元素等多种营养物质,而且含有大量核酸、酵母细胞壁等功能性物质,能够提高饲料适口性,增强动物机体免疫力和抗应激能力[5]。酵母水解物能够促进动物机体的生长发育,对增重和采食量有着积极的影响。在仔猪、肉鸡和水产动物中的很多研究表明酵母水解物能显著提高试验动物的生长性能[19⇓⇓⇓-23]。但本试验结果显示,补饲酵母水解物并没有显著提高试验组哺乳犊牛的平均日增重等生长性能,虽然无论是平均日增重还是采食量均略有提升。在哺乳犊牛阶段,由于瘤胃没有充分发育,不是以瘤胃消化为主,但瘤胃在此期间快速发育,造成犊牛的消化生理与猪、鸡大不相同,这可能是造成本试验结果与其他畜种不一致的原因。
生长性能受到多种因素的共同影响,包括遗传、营养、饲养管理和环境条件等。在本试验中,遗传、饲养管理一致的情况下,营养供应是关键因素。殷成港等[23]认为,酵母水解物主要通过诱食作用增加营养物质的摄入和活性物质促进消化吸收实现促生长作用。一方面,酵母水解物中的核苷酸可以促进畜禽肠道发育,酵母水解物中的甘露寡糖与β-葡聚糖能促进畜禽肠道有益菌,抑制有害菌的繁殖,促进肠道健康,增加对营养物质的消化吸收,从而提高生长性能;另一方面,呈味核苷酸可提高饲料适口性,并具有诱食作用,从而促进采食量的增加,进而提高日增重。但在本试验中,通过将酵母水解物添加在常乳中的方式进行饲喂,酵母水解物的诱食作用可能未能得到充分展现。因此,未来的研究应考虑优化饲喂方式,以充分发挥酵母水解物的潜在作用。

3.2 补饲酵母水解物对哺乳犊牛血清抗氧化指标的影响

氧化应激产生的“氧自由基”可使动物出现多种疾病,是影响动物健康的重要因素[24]。SOD和GSH-Px通过清除氧自由基在氧化应激中发挥重要作用[25];MDA含量高低可反映机体脂质过氧化的速率,MDA含量升高代表机体抗氧化能力减弱[26]。Tsuchiya等[27]研究发现,患病奶牛的氧化应激水平显著高于健康奶牛;同样,Laliotis等[28]研究表明,患乳房炎的奶牛机体氧自由基水平较健康奶牛显著提高。这些研究结果都表明氧化应激水平与机体健康状态密切相关。因此,提高哺乳犊牛的抗氧化水平十分重要。Wang等[29]研究表明,在肉鸡饲粮中添加酵母细胞壁,可使空肠SOD和GSH-Px活性显著提高,能够提高肉鸡的抗氧化水平。顾鲲涛等[30]在奶牛饲粮中每天添加10 g酵母β-葡聚糖,其产前和产后血清GSH-Px活性显著提高,产前血清MDA含量有降低的趋势。董金金等[31]为犊牛补饲酵母多糖,其血清中T-AOC得到显著提高,MDA含量降低,进而改善了犊牛的健康状态。以上研究结果均表明,酵母产物能够对机体抗氧化能力产生积极的影响。酵母水解物中的酵母多糖能够对过氧化氢诱导的脂质过氧化有较强的抵抗能力,显著提高抗氧化能力[12]。核苷酸通过捕捉过氧化产生的自由基,减少MDA的生成,从而增强机体的抗氧化性能[32]。此外,酵母水解物富含多种维生素等还原性物质,这些成分能够增强犊牛的抗氧化能力[33],减少细胞损伤。本试验中,试验组犊牛7日龄血清GSH-Px活性和63日龄血清T-AOC显著提高,63日龄血清MDA含量显著降低,表明酵母水解物在增强犊牛抗氧化能力方面具有积极作用。与其他研究相比,本研究进一步验证了酵母水解物通过减少自由基生成和增强抗氧化防御系统对犊牛健康的正面影响。这一结果支持了酵母水解物作为饲料添加剂在增强犊牛免疫力和改善健康状态中的应用潜力。

3.3 补饲酵母水解物对犊牛瘤胃菌群的影响

瘤胃是反刍动物特化的消化器官,其中栖息的大量微生物在瘤胃消化过程中发挥关键作用。这些微生物包括真菌、原生动物和细菌,它们共同协作不仅能够将纤维素等复杂有机物分解成更容易吸收的物质[34],还能够合成微生物蛋白、维生素和氨基酸等,提供额外的营养支持[35]。本试验中,补饲酵母水解物的试验组与对照组瘤胃菌群Alpha多样性差异显著,瘤胃菌群结构变化显著。该结果与曹文新等[36]用酵母类产品在羔羊上所得研究结果一致。其原因是,酵母多糖能够促进有益菌的繁殖,能够调控瘤胃微生物生长,酵母水解物的营养物质也能够改变瘤胃菌群丰度。在门水平上,Bacteroidetes和Firmicutes为犊牛瘤胃菌群的前两大优势菌门,Bacteroidetes对碳水化合物和蛋白质等的消化吸收起着重要作用[37]。郝凌魁等[35]研究发现,酵母发酵饲料能够降低蒙古绵羊瘤胃菌群中拟杆菌门的相对丰度,提高Firmicutes的相对丰度。但在本研究中,补饲酵母水解物没有显著改变哺乳犊牛瘤胃菌群中上述2种菌门的相对丰度。本试验中,30日龄试验组瘤胃菌群中Actinobacteriota的相对丰度显著高于对照组,Synergistota的相对丰度显著低于对照组。Actinobacteriota通常具有降解复杂有机物的能力,并且能够产生抗菌物质,有助于维持瘤胃的微生物平衡[38]。Synergistota在瘤胃中的功能尚不完全明确,但已有研究表明它们参与氨基酸的代谢和短链脂肪酸的生长[39]。在属水平上,本试验结果显示30日龄时试验组瘤胃菌群中Succiniclasticum和Prevotella_7的相对丰度显著高于对照组。Succiniclasticum能够将琥珀酸转化为丙酸,是瘤胃中重要的产丙酸细菌。Prevotella_7是Prevotella中的一个重要成员,广泛参与蛋白质和碳水化合物的降解,生成短链脂肪酸(如丙酸和丁酸)[40],而丙酸和丁酸能够促进反刍动物瘤胃发育[41]。这说明补饲酵母水解物可通过调节瘤胃菌群结构促进瘤胃发育。

4 结论

通过在常乳中添加5 g/(头·d)酵母水解物给哺乳犊牛补饲酵母水解物,可显著促进哺乳犊牛28和42日龄体斜长与14和28日龄胸围的增长,但对其平均日增重、总干物质采食量和饲料转化效率无显著影响;此外,酵母水解物能提高哺乳犊牛的抗氧化能力,并降低瘤胃菌群的Alpha多样性,增加有益菌群占比,有利于犊牛健康。

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