Chinese Journal of Animal Nutrition >

2024 , Vol. 36 >Issue 11: 7196 - 7211

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2024.613

RESEARCH PAPER

Effects of Giant Reed Leaves Replacing Alfalfa Hay on Rumen Fermentation Characteristics and Microbiota Structure of Dairy Cows in Vitro

  • WANG Zhenyang ,
  • HU Yangkai ,
  • LI Zelun ,
  • WANG Jiajun ,
  • WANG Haojie ,
  • DENG Hongyu ,
  • FAN Jiaying , *
Expand
  • Zhengzhou Key Laboratory of Ruminant Nutrition, Henan Key Laboratory of Unconventional Feed Resources Innovative Utilization, Henan University of Animal Husbandry and Economy, Zhengzhou 450046, China
* associate professor, E-mail:

Received date: 2024-04-22

  Online published: 2024-11-09

Fold

Abstract

The aim of this study was to investigate the effects of giant reed leaves replacing alfalfa hay on rumen fermentation characteristics and microbiota structure of dairy cows in vitro. A single-factor experimental design was used to set up 5 groups, and 0 (control group), 25%, 50%, 75% and 100% giant reed leaves were used to replace alfalfa hay (dry matter basis), respectively. Each group underwent in vitro fermentation in batches for 3, 6, 9, 12 and 24 h, with 3 replicates at each time point. Gas production parameters, nutrient degradation rates, fermentation parameters and microbiota structure were measured. The results showed as follows: 1) compared with the control group, after 24 h in vitro fermentation, there were no significant differences in cumulative gas production, gas generation rate, gas production lag time, dry matter degradation rate and organic matter degradation rate in 75% group (P>0.05), while the theoretical maximum gas production was significantly increased (P<0.05); the ammonia nitrogen (NH3-N) content in 75% and 100% groups was significantly increased (P<0.05), and the microbial protein (MCP) content was significantly decreased (P<0.05); the contents of total volatile fatty acid (TVFA), acetic acid and butyric acid in 75% group were significantly increased (P<0.05), but there were no significant differences in propionic acid content and acetic acid to propionic acid ratio (P>0.05). The pH in each group was within the normal range. 2) After 24 h in vitro fermentation, there was no significant difference in microbial diversity among all groups (P>0.05). At the phylum level, there were no significant differences in the relative abundance of each phylum in 75% group compared with control group (P>0.05). At the genus level, there were also no significant differences in the relative abundance of each genus in 75% group compared with control group (P>0.05). A total of 19 differential species were identified by linear discriminant analysis effect size (LEfSe) analysis, of which 2, 1, 5, 8 and 3 were in control group, 25% group, 50% group, 75% group and 100% group, respectively. In conclusion, under the conditions of this experiment, the replacement of alfalfa hay with giant reed leaves can improve the rumen fermentation characteristics in vitro and increase the abundance of some degraded fiber bacteria, and the recommended replacement ratio is 75%.

Key words： giant reed leaves; alfalfa hay; in vitro gas production method; dairy cows; rumen fermentation characteristics; microbiota structure

Cite this article

WANG Zhenyang , HU Yangkai , LI Zelun , WANG Jiajun , WANG Haojie , DENG Hongyu , FAN Jiaying . Effects of Giant Reed Leaves Replacing Alfalfa Hay on Rumen Fermentation Characteristics and Microbiota Structure of Dairy Cows in Vitro[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2024 , 36(11) : 7196 -7211 . DOI: 10.12418/CJAN2024.613

近年来,随着我国草食畜牧业的快速发展,以苜蓿(Medicago sativa L.)为主的优质蛋白质饲草资源供不应求。据统计,2021年我国苜蓿干草进口量达178.03万t,占饲草进口总量的89.4%[1]。因此,寻求可以替代苜蓿的饲料原料对缓解优质饲草短缺具有重要意义。芦竹(Arundo donax L.)又称芦草,属禾本科、芦竹属多年生草本植物,多分布于温带和热带地区,具有强抗逆性、耐低温和盐碱等特点,平均年产量为375 t/hm2,一次栽种可生长25年以上。目前对芦竹的研究尚停留在环境治理、能源利用以及造纸等方面,随着我国畜牧业的发展,芦竹作为一种鲜嫩多汁的青绿饲草,引起越来越多的关注和研究。陈碧成等[2]研究表明,随着生长周期的延长,芦竹粗蛋白质(CP)含量呈降低趋势,中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量呈上升趋势,说明芦竹作为饲草应该在生长前期进行收割。李琳等[3]研究表明,芦竹的不同部位以及不同生长高度的营养价值有显著差异,株高1.2 m的芦竹叶CP含量高于茎和全株,ADF含量低于茎和全株,饲用价值更高。王明涛等[4]研究表明,平均株高1.67 m的芦竹年平均干草产量达41.58 t/hm2,平均叶茎比为0.77,芦竹叶年平均干草产量为18.09 t/hm2。早在20年前,芦竹就已作为造纸原料被大面积种植,并已研制出专门的收割打包机器[5]。由此可见,芦竹叶具有较高的产量和饲用价值,有望缓解我国优质饲草短缺的压力,但芦竹叶作为饲草是否会改变反刍动物瘤胃发酵特性和菌群结构尚未见相关研究报道。因此,本试验旨在体外条件下采用芦竹叶替代苜蓿干草,研究其对荷斯坦奶牛瘤胃体外发酵特性和菌群结构的影响,进而得出适宜的替代比例,为芦竹的开发和利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验所用芦竹叶于株高1.2 m时采集;苜蓿于10月中旬初花前期刈割,留茬高度为10 cm。将采集到的样品放入烘箱105 ℃烘30 min迅速杀青,65 ℃制成风干样,粉碎过18和40目筛留样备用。芦竹叶和苜蓿干草常规营养成分见表1。
表1 芦竹叶和苜蓿干草常规营养成分(干物质基础)

Table 1 Conventional nutrients of giant reed leaves and alfalfa hay (DM basis) %

项目
Items		 芦竹叶
Giant reed
leaves		 苜蓿干草
Alfalfa hay
总能GE/(MJ/kg) 18.73 19.73
粗蛋白质CP 25.06 27.33
粗脂肪EE 2.90 2.69
中性洗涤纤维NDF 63.22 33.02
酸性洗涤纤维ADF 26.33 21.94
淀粉Starch 1.76 3.53
粗灰分Ash 10.83 8.50

1.2 试验设计

1.2.1 发酵底物

发酵底物参考NRC(2001)[6]奶牛营养需要按照体重680 kg、干物质采食量20.3 kg/d、产奶量22.75 kg/d(标准乳)以及精粗比为4∶6进行配制,分5个组,各组芦竹叶分别以0(对照)、25%、50%、75%和100%(干物质基础)比例替代苜蓿干草,各组发酵底物原料组成及营养水平见表2。各组分别进行3、6、9、12和24 h分批次体外发酵,测定不同时间点的瘤胃发酵特性,每组在各时间点做3个重复。
表2 各组发酵底物原料组成及营养水平(干物质基础)

Table 2 Composition and nutrient levels of fermentation substrate in each group (DM basis) %

项目
Items		 对照组
Control group		 25%组
25% group		 50%组
50% group		 75%组
75% group		 100%组
100% group
原料Ingredients
芦竹叶Giant reed leaves 5.0 10.0 15.0 20.0
苜蓿干草Alfalfa hay 20.0 15.0 10.0 5.0
麦秸Wheat straw 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0
青贮玉米Corn silage 28.8 28.8 28.8 28.8 28.8
豆粕Soybean meal 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
玉米Corn 18.0 18.0 18.0 18.0 18.0
麸皮Wheat bran 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2
甜菜粕Beet meal 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0
啤酒糟Brewer’s grains 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
酱香型白酒糟Moutai-flavor liquor distiller’s grains 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
食盐NaCl 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
磷酸氢钙CaHPO4 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
预混料Premix1) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
合计Total 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
营养水平Nutrient levels2)
泌乳净能NEL/(MJ/kg) 6.09 5.96 5.83 5.70 5.57
代谢能ME/(MJ/kg) 10.42 10.21 10.00 9.79 9.58
粗蛋白质CP 14.81 14.69 14.58 14.47 14.35
中性洗涤纤维NDF 43.15 44.66 46.17 47.68 49.10
酸性洗涤纤维ADF 23.68 23.98 24.27 24.57 24.86
钙Ca 0.77 0.75 0.72 0.69 0.66
磷P 0.54 0.53 0.52 0.52 0.51

1)每千克预混料含有 One kilogram of premix contained the following:Ca 210 000~395 000 mg,P≥21 000 mg,VA 151 000~227 000 IU,VD3 26 500~49 500 IU,VE≥1 250 mg,硝酸硫铵 ammonium sulfate nitrate≥16.0 mg,烟酰胺 niacinamide≥60.0 mg,叶酸 folic acid≥48.0 mg,D-生物素 D-biotin≥1.00 mg,氯化胆碱 choline chloride≥192 mg,Fe 510~18 000 mg,Cu 195~365 mg,Zn 1 280~2 400 mg,Mn 1 070~2 950 mg,Se 5.60~10.5 mg。

2)泌乳净能和代谢能参考NY/T 34—2004计算,其他为实测值。NEL and ME were calculated referred to NY/T 34—2004, while the others were measured values.

1.2.2 瘤胃液采集

经河南牧业经济学院实验动物伦理审查委员会审批(批准编号:HNUAHE ER 2324122),在河南省中牟县河南瑞亚牧业有限公司选择3头体况健康、体重[(650±25) kg]接近的荷斯坦奶牛作为瘤胃液供体牛,每天08:00和18:00分2次定量饲喂,自由饮水。试验当天晨饲前采集供体牛瘤胃液,置于提前充满二氧化碳(CO2)和39 ℃水的保温瓶中,立即封口,迅速带回实验室。将3头牛的瘤胃液按等比例混合后,用4层纱布过滤至大烧杯,将烧杯放入39℃的水浴锅中,持续通入CO2使其保持厌氧环境,待配制混合培养液用。

1.2.3 瘤胃缓冲液配制

瘤胃缓冲液配制参照Menke[7]的方法,其单一溶液组成见表3。瘤胃缓冲液的配比:微量元素溶液(A液)0.12 mL,缓冲液(B液)237 mL,常量元素溶液(C液)237 mL,刃天青溶液(D液)1.22 mL,还原剂溶液(E液)49.5 mL,蒸馏水474 mL。试验当天,将瘤胃缓冲液配制完成后置于39 ℃水浴锅中,并持续通入CO2,待瘤胃缓冲液转为无色时即可使用。
表3 瘤胃缓冲液单一溶液组成

Table 3 Single solution composition of rumen buffer

项目Items 组成Composition
微量元素溶液
Trace element solution (A)		 CaCl2·2H2O 13.20 g,CoCl2·6H2O 1.00 g,MnCl2·4H2O 10.00 g,
FeCl3·6H2O 8.00 g,加蒸馏水定容至100.00 mL
缓冲液
Buffer solution (B)		 NH4HCO3 4.00 g,NaHCO3 35.00 g,
加蒸馏水定容至1 000.00 mL
常量元素溶液
Constant element solution (C)		 Na2HPO4·12H2O 9.45 g,KH2PO4 6.20 g,MgSO4·7H2O
0.60 g,加蒸馏水定容至1 000.00 mL
刃天青溶液Resazurin solution (D) 刃天青0.10 g,加蒸馏水定容至100.00 mL
还原剂溶液
Reducing agent solution (E)		 NaOH 0.16 g,Na2S·9H2O 0.625 g,
加蒸馏水定容至100.00 mL

E液需先配制1 mol/L的氢氧化钠溶液,后进行溶液配制;B液和E液需现用现配。

Liquid E needs to be prepared with 1 mol/L sodium hydroxide solution first, and then the solution is prepared. Liquid B and liquid E need to be used on the spot.

1.2.4 试验操作

将0.5 g过18目筛的各组混合发酵底物分别置于310 mL发酵瓶中,移取75 mL混合培养液(瘤胃液∶瘤胃缓冲液=1∶2,在39 ℃下边搅拌、边通入CO2)到已放有发酵底物的发酵瓶中,迅速用橡胶塞密封,并以铝盖密封,置于39 ℃恒温培养箱中培养。每批次设置3个空白对照(仅添加75 mL混合培养液),用于产气校正。培养期间每隔1 h轻轻摇动发酵瓶。

1.3 样品采集及指标测定

1.3.1 样品采集

于各组分别发酵至3、6、9、12和24 h时,采用精密数字压力表(YGK-100型,陕西美控电子科技有限公司)测定压力值,随后立即放入冰水浴中终止发酵,并用便携式pH计[Testo 206-pH型,德图仪表(深圳)有限公司]测定其pH;然后将培养液倒入已恒重的尼龙袋中过滤至烧杯,滤液分装至3个10 mL带编号的离心管中,放入-20 ℃冰箱中保存,用于测定氨态氮(NH3-N)、微生物蛋白(MCP)和挥发性脂肪酸(VFA)含量;将滤渣与尼龙袋一起用清水反复冲洗,直至滤过出的水清澈无杂质后置于65 ℃烘箱中恒重,用于测定干物质降解率(DMD)。

1.3.2 常规营养成分含量测定

总能(GE)采用全自动氧弹量热仪(ZDHW-7A型,鹤壁市大德实验设备有限公司)测定;CP含量参照GB/T 6432—2018方法,采用全自动凯氏定氮仪(K1160型,山东海能科学仪器有限公司)测定;粗脂肪(EE)含量参照GB/T 6433—2006方法,采用脂肪测定仪(SOX606型,山东海能科学仪器有限公司)测定;NDF和ADF含量分别参照GB/T 20806—2022和NY/T 1459—2022方法,采用全自动纤维分析仪(F2000型,山东海能科学仪器有限公司)测定;钙(Ca)和磷(P)含量分别参照GB/T 6436—2018和GB/T 6437—2018方法测定;淀粉含量参照GB/T 42491—2023方法测定;粗灰分(Ash)含量参照GB/T 6438—2007方法,采用马弗炉(SX-G18122型,天津中环电炉股份有限公司)测定。

1.3.3 产气参数测定

各组压力值先用空白对照校正,通过理想气体状态方程计算出累积产气量,计算公式如下:
GPt=V×Pt/6.89×0.068。
式中:GPt表示t时间内发酵底物产生的累积产气量(mL);Pt表示t时间点读取的压力表的示数(kPa);V表示发酵瓶顶部空间的体积(mL)。
利用Origin软件非线性拟合工具,根据Gompertz产气动力学模型,将各时间点的产气量代入,获得产气动力学参数。模型公式如下:
GPt=Pm×EXP{-EXP[1+Rm×e/Pm×(λ-t)]}。
式中:GPt表示t时间内发酵底物产生的累积产气量(mL);Pm表示理论最大产气量(mL);Rm表示产气速率(mL/h);λ表示产气迟滞时间(h);e表示欧拉常数;EXP表示以e为底的指数函数;t表示发酵时间。

1.3.4 发酵底物养分降解率测定

发酵底物DMD和有机物降解率(OMD)的计算公式如下[8]:
DMD(%)=[(DM1-DM2)/DM1]×100;
OMD(%)=17.04+1.108 5×GP24 h。
式中:DM1表示发酵前的样品干物质量(g);DM2表示发酵后的样品干物质量(g);GP24 h表示发酵24 h累积产气量。

1.3.5 发酵参数测定

采用微孔板检测系统(Multiskan Go型分光光度计,Thermo Fisher Scientific公司),分别采用靛酚比色法[9]测定NH3-N含量,采用考马斯亮蓝法[10]测定MCP含量;参考胡伟莲[11]的内标法,采用气相色谱仪(GC 9790 plus型,浙江福立分析仪器股份有限公司)测定VFA及各组分含量。

1.3.6 瘤胃菌群结构分析

将发酵24 h的瘤胃液样品送至广州基迪奥生物科技有限公司进行细菌测序。先对样品进行DNA的提取,然后将瘤胃液细菌16S rDNA的V3~V4区用引物341F(5'-CCTACGGGNGGCWGCAG-3')和806R(5'-GGACTACHVGGGTATCTAAT-3')进行扩增,将扩增产物切胶回收,采用QuantiFluorTM荧光剂进行定量,将纯化的扩增产物进行等量混合,连接测序接头,构建测序文库,Illumina PE250上机测序。

1.4 数据统计与分析

试验数据采用Excel 2019进行初步处理,然后采用SPSS 26.0软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA),并采用Duncan氏法进行多重比较,P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 芦竹叶替代苜蓿干草对瘤胃体外发酵特性的影响

2.1.1 芦竹叶替代苜蓿干草对瘤胃体外发酵产气参数和养分降解率的影响

由表4可知,体外发酵3 h时,4个试验组累积产气量与对照组相比均无显著差异(P>0.05)。各试验组累积产气量随芦竹叶替代比例的提高而提高,100%组累积产气量与75%组相比无显著差异(P>0.05),但显著高于25%组和50%组(P<0.05);75%组累积产气量与50%组相比无显著差异(P>0.05),但显著高于25%组(P<0.05);50%组累积产气量与25%组相比无显著差异(P>0.05)。体外发酵6 h时,4个试验组累积产气量均显著高于对照组(P<0.05)。各试验组累积产气量随芦竹叶替代比例的提高而降低,25%组累积产气量最高,显著高于其他各组(P<0.05);50%组累积产气量与75%组相比无显著差异(P>0.05),但显著高于100%组(P<0.05);75%组累积产气量与100%组相比无显著差异(P>0.05)。体外发酵9、12和24 h时,各组之间累积产气量均无显著差异(P>0.05)。
表4 芦竹叶替代苜蓿干草对瘤胃体外发酵产气参数和养分降解率的影响

Table 4 Effects of giant reed leaves replacing alfalfa hay on gas production parameters and nutrient degradation rates of rumen fermentation in vitro

项目
Items		 对照组
Control
group		 25%组
25%
group		 50%组
50%
group		 75%组
75%
group		 100%组
100%
group		 均值
标准误
SEM		 P值
P-value
累积产气量Cumulative gas production/mL
3 h 13.88abc 12.01c 13.13bc 15.24ab 16.76a 0.57 0.035
6 h 18.26d 34.09a 28.62b 26.19bc 23.28c 1.47 <0.001
9 h 30.98 38.01 34.21 32.12 29.40 1.63 0.560
12 h 44.34 38.85 39.37 37.02 46.41 1.81 0.472
24 h 60.29 54.66 52.83 68.87 66.05 2.33 0.100
理论最大产气量
Theoretical maximum gas production/mL		 67.00bc 56.97c 54.35c 85.28a 78.61ab 3.61 0.002
产气速率Gas generation rate/(mL/h) 3.69 5.09 3.46 3.05 3.23 0.35 0.424
产气迟滞时间Gas production lag time/h 0.001 -1.075 -1.516 -2.557 -1.409 0.599 0.812
干物质降解率DMD/% 61.07 60.15 63.74 57.84 55.92 1.02 0.112
有机物降解率OMD/% 83.87 77.63 75.60 93.39 90.26 2.58 0.100

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

In the same row, 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.

75%组理论最大产气量显著高于对照组、25%组和50%组(P<0.05),但与100%组相比无显著差异(P>0.05);100%组理论最大产气量显著高于25%组和50%组(P<0.05),其他各组之间理论最大产气量无显著差异(P>0.05)。各组之间产气速率、产气迟滞时间以及DMD和OMD均无显著差异(P>0.05)。

2.1.2 芦竹叶替代苜蓿干草对瘤胃体外发酵参数的影响

2.1.2.1 芦竹叶替代苜蓿干草对瘤胃体外发酵NH3-N含量的影响

由表5可知,体外发酵3、6、9和12 h时,各组之间NH3-N含量均无显著差异(P>0.05)。体外发酵24 h时,各组NH3-N含量有随芦竹叶替代比例提高而提高的趋势,25%组和50%组NH3-N含量与对照组相比无显著差异(P>0.05),75%组与100%组NH3-N含量显著高于对照组(P<0.05),且75%组与100%组间无显著差异(P>0.05)。
表5 芦竹叶替代苜蓿干草对瘤胃体外发酵NH3-N含量的影响

Table 5 Effects of giant reed leaves replacing alfalfa hay on NH3-N content of rumen fermentation in vitro mg/dL

时间
Time/h		 对照组
Control
group		 25%组
25%
group		 50%组
50%
group		 75%组
75%
group		 100%组
100%
group		 均值
标准误
SEM		 P值
P-value
3 12.26 11.56 12.12 11.88 10.81 0.20 0.136
6 10.32 10.32 10.71 10.21 9.52 0.26 0.744
9 11.42 11.91 12.10 11.84 11.17 0.28 0.871
12 13.55 12.04 11.20 10.83 11.84 0.39 0.204
24 14.80c 14.62c 15.92bc 21.38a 20.41ab 0.96 0.025

2.1.2.2 芦竹叶替代苜蓿干草对瘤胃体外发酵MCP含量的影响

由表6可知,体外发酵3、6、9和12 h时,各组之间MCP含量均无显著差异(P>0.05)。体外发酵24 h时,各组MCP含量有随芦竹叶替代比例提高而降低的趋势,25%组和50%组MCP含量与对照组相比无显著差异(P>0.05),75%组与100%组MCP含量显著低于对照组(P<0.05),且75%组与100%组间无显著差异(P>0.05)。
表6 芦竹叶替代苜蓿干草对瘤胃体外发酵MCP含量的影响

Table 6 Effects of giant reed leaves replacing alfalfa hay on MCP content of rumen fermentation in vitro mg/dL

时间
Time/h		 对照组
Control
group		 25%组
25%
group		 50%组
50%
group		 75%组
75%
group		 100%组
100%
group		 均值
标准误
SEM		 P值
P-value
3 1.55 1.66 1.56 1.95 2.42 0.15 0.295
6 0.94 0.92 0.98 1.11 1.00 0.04 0.570
9 1.30 1.34 1.55 1.47 1.39 0.04 0.205
12 0.95 0.87 0.99 1.00 0.88 0.04 0.764
24 1.40a 1.31ab 1.29abc 1.20bc 1.12c 0.03 0.029

2.1.2.3 芦竹叶替代苜蓿干草对瘤胃体外发酵pH的影响

由表7可知,不同发酵时间点,各组pH均位于正常值区间。体外发酵6和24 h时,pH有随芦竹叶替代比例提高而提高的趋势,其中体外发酵6 h时,75%组与100%组pH显著高于对照组(P<0.05);体外发酵24 h时,50%组、75%组与100%组pH显著高于对照组(P<0.05)。体外发酵3、9和12 h时,各组之间pH均无显著差异(P>0.05)。
表7 芦竹叶替代苜蓿干草对瘤胃体外发酵pH的影响

Table 7 Effects of giant reed leaves replacing alfalfa hay on pH of rumen fermentation in vitro

时间
Time/h		 对照组
Control
group		 25%组
25%
group		 50%组
50%
group		 75%组
75%
group		 100%组
100%
group		 均值
标准误
SEM		 P值
P-value
3 6.91 6.94 6.91 6.92 6.92 0.01 0.981
6 6.91c 6.85d 6.91c 6.99b 7.04a 0.02 <0.001
9 6.87 6.89 6.87 6.92 6.98 0.02 0.090
12 6.87 6.90 6.93 6.96 6.92 0.02 0.467
24 6.86c 6.92bc 6.94b 6.96ab 7.03a 0.02 0.006

2.1.2.4 芦竹叶替代苜蓿干草对瘤胃体外发酵24 h VFA含量的影响

由表8可知,体外发酵24 h时,75%组乙酸含量与100%组相比无显著差异(P>0.05),但显著高于对照组、25%组和50%组(P<0.05);100%组乙酸含量与对照组相比无显著差异(P>0.05),但显著高于25%组和50%组(P<0.05);25%组、50%组和对照组之间乙酸含量无显著差异(P>0.05)。75%组和100%组之间总挥发性脂肪酸(TVFA)和丁酸含量无显著差异(P>0.05),但均显著高于对照组、25%组和50%组(P<0.05),且对照组、25%组和50%组之间无显著差异(P>0.05)。4个试验组异戊酸含量与对照组相比无显著差异(P>0.05),其中75%组和100%组之间异戊酸含量无显著差异(P>0.05),但均显著高于25%组和50%组(P<0.05),且25%组和50%组之间无显著差异(P>0.05)。100%组乙酸/丙酸值与75%组相比无显著差异(P>0.05),但显著高于对照组、25%组和50%组(P<0.05);75%组乙酸/丙酸值与对照组和50%组相比无显著差异(P>0.05),但显著高于25%组(P<0.05);对照组、25%组和50%组之间乙酸/丙酸值均无显著差异(P>0.05)。各组之间丙酸、戊酸和异丁酸含量均无显著差异(P>0.05)。
表8 芦竹叶替代苜蓿干草对瘤胃体外发酵24 h VFA含量的影响

Table 8 Effects of giant reed leaves replacing alfalfa hay on VFA content at 24 h of rumen fermentation in vitro

项目
Items		 对照组
Control
group		 25%组
25%
group		 50%组
50%
group		 75%组
75%
group		 100%组
100%
group		 均值
标准误
SEM		 P值
P-value
总挥发性脂肪酸TVFA/(mg/mL) 3.896b 3.783b 3.856b 4.292a 4.253a 0.071 0.022
乙酸Acetic acid/(mg/mL) 2.062bc 2.000c 2.038c 2.321a 2.286ab 0.046 0.033
丙酸Propionic acid/(mg/mL) 0.877 0.869 0.878 0.920 0.897 0.007 0.072
丁酸Butyric acid/(mg/mL) 0.637b 0.618b 0.629b 0.700a 0.721a 0.013 0.005
戊酸Valeric acid/(mg/mL) 0.119 0.112 0.114 0.126 0.126 0.002 0.086
异丁酸Isobutyric acid/(mg/mL) 0.058 0.055 0.062 0.064 0.064 0.001 0.115
异戊酸Isovaleric acid/(mg/mL) 0.143ab 0.129b 0.136b 0.162a 0.161a 0.004 0.031
乙酸/丙酸Acetic acid/propionic acid 2.350bc 2.303c 2.323bc 2.518ab 2.549a 0.036 0.042

2.2 芦竹叶替代苜蓿干草对瘤胃体外发酵菌群结构的影响

2.2.1 alpha多样性分析

由表9可知,alpha多样性分析结果表明,75%组Observed_species指数、Chao1指数、Shannon指数和Simpson指数均为最高,但各组之间均无显著差异(P>0.05)。
表9 芦竹叶替代苜蓿干草对瘤胃体外发酵菌群alpha多样性的影响

Table 9 Effects of giant reed leaves replacing alfalfa hay on alpha diversity of microbiota of rumen fermentation in vitro

项目
Items		 对照组
Control
group		 25%组
25%
group		 50%组
50%
group		 75%组
75%
group		 100%组
100%
group		 均值
标准误
SEM		 P值
P-value
Observed_species指数
Observed_species index		 1 032.67 1 073.67 1 046.67 1 174.00 1 146.00 21.64 0.136
Chao1指数Chao1 index 1 111.99 1 139.68 1 104.45 1 221.22 1 214.53 19.81 0.157
Shannon指数Shannon index 6.79 6.80 6.66 7.21 6.63 0.09 0.318
Simpson指数Simpson index 0.960 0.963 0.958 0.968 0.942 0.004 0.345

2.2.2 beta多样性分析

基于加权和未加权UniFrac处理的主坐标分析(PCoA)结果如图1所示,2种处理的各组菌群聚类重叠,并没有明显的分别。
图1 芦竹叶替代苜蓿干草瘤胃体外发酵菌群主坐标分析

Fig.1 PCoA of microbiota of rumen fermentation in vitro with giant reed leaves replacing alfalfa hay

2.2.3 物种组成分析

基于分类学对瘤胃体外发酵菌群操作分类单元(OTU)的分析发现,在门水平上共检测出13个菌门,其中相对丰度排名前10的菌门如图2-A所示,各组共有的优势菌门(相对丰度≥1%)依次为厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidota)、变形菌门(Proteobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobiota)和髌骨菌门(Patescibacteria)。此外,25%组的优势菌门还包括广古菌门(Euryarchaeota),75%组和100%组的优势菌门还包括广古菌门和脱硫杆菌门(Desulfobacterota)。在属水平上,相对丰度排名前10的菌属如图2-B所示,各组共有的优势菌属(相对丰度≥1%)依次为普雷沃氏菌属(Prevotella)、赖氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus)、理研菌科RC9肠道群(Rikenellaceae_RC9_gut_group)、芽孢杆菌属(Bacillus)、库特氏菌属(Kurthia)、土壤芽孢杆菌属(Solibacillus)、解琥珀酸菌属(Succiniclasticum)和丁酸弧菌属(Butyrivibrio)。此外,对照组、25%组和50%组的优势菌属还包括不动杆菌属(Acinetobacter)和丛毛单胞菌属(Comamonas),75%组的优势菌属还包括不动杆菌属。
图2 芦竹叶替代苜蓿干草瘤胃体外发酵菌群在门水平(A)和属水平(B)上的组成

Fig.2 Composition of microbiota at phylum (A) and genus (B) levels of rumen fermentation in vitro with giant reed leaves replacing alfalfa hay

由表10可知,体外发酵24 h时,各试验组变形菌门相对丰度随芦竹叶替代比例的提高而降低,25%组与50%组相比无显著差异(P>0.05),但显著高于对照组、75%组和100%组(P<0.05);50%组变形菌门相对丰度显著高于100%组(P<0.05),其他各组之间均无显著差异(P>0.05)。各试验组脱硫杆菌门相对丰度随芦竹叶替代比例的提高而提高,100%组与75%组相比无显著差异(P>0.05),但显著高于对照组、25%组和50%组(P<0.05);75%组脱硫杆菌门相对丰度显著高于25%组(P<0.05),其他各组之间均无显著差异(P>0.05)。各组之间厚壁菌门、拟杆菌门、疣微菌门、髌骨菌门和广古菌门相对丰度均无显著差异(P>0.05)。25%组不动杆菌属相对丰度显著高于75%组和100%组(P<0.05),其他各组之间均无显著差异(P>0.05)。各组之间其他菌属相对丰度均无显著差异(P>0.05)。
表10 芦竹叶替代苜蓿干草瘤胃体外发酵菌群相对丰度的影响

Table 10 Effects of giant reed leaves replacing alfalfa hay on relative abundance of microbiota of rumen fermentation in vitro %

项目
Items		 对照组
Control
group		 25%组
25%
group		 50%组
50%
group		 75%组
75%
group		 100%组
100%
group		 均值
标准误
SEM		 P值
P-value
门水平Phylum level
厚壁菌门Firmicutes 51.38 45.16 50.27 48.42 55.94 1.52 0.248
拟杆菌门Bacteroidota 31.56 31.78 31.75 34.62 30.66 0.76 0.603
变形菌门Proteobacteria 9.74bc 16.56a 12.00ab 7.00bc 4.79c 1.32 0.014
疣微菌门Verrucomicrobiota 2.28 1.07 1.14 2.16 1.92 0.21 0.220
髌骨菌门Patescibacteria 1.29 1.36 1.14 2.03 1.45 0.12 0.177
广古菌门Euryarchaeota 0.70 1.08 0.88 1.91 1.60 0.17 0.128
脱硫杆菌门Desulfobacterota 0.78bc 0.55c 0.69bc 1.12ab 1.24a 0.09 0.023
属水平Genus level
普雷沃氏菌属Prevotella 13.06 14.40 13.93 13.84 11.76 0.48 0.503
赖氨酸芽孢杆菌属Lysinibacillus 14.37 10.52 14.95 8.93 12.88 1.04 0.327
理研菌科RC9肠道群
Rikenellaceae_RC9_gut_group		 10.46 9.09 9.81 11.15 10.67 0.29 0.166
芽孢杆菌属Bacillus 11.50 6.92 7.56 7.01 5.30 1.25 0.670
库特氏菌属Kurthia 3.05 7.31 3.91 7.29 14.59 1.92 0.380
土壤芽孢杆菌属Solibacillus 4.48 3.82 6.50 2.70 3.13 0.47 0.051
解琥珀酸菌属Succiniclasticum 2.77 2.24 2.31 3.47 3.35 0.25 0.408
不动杆菌属Acinetobacter 2.54ab 4.83a 3.09ab 1.39b 0.94b 0.47 0.037
丛毛单胞菌属Comamonas 1.22 4.50 3.07 0.97 0.40 0.54 0.052
丁酸弧菌属Butyrivibrio 1.45 1.47 1.61 1.72 1.72 0.06 0.384

2.2.4 指示物种分析

通过线性判别分析(LDA)效应大小(LEfSe)多级物种差异判别分析方法,共鉴定出19个差异物种,其中对照组、25%组、50%组、75%组和100%组分别为2、1、5、8和3个,结果如图3-A所示。如图3-B所示,在门水平上,75%组广古菌门占优势,100%组绿弯菌门(Chloroflexi)占优势;在纲水平上,25%组γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)占优势,75%组甲烷杆菌纲(Methanobacteria)占优势;在目水平,50%组类芽孢杆菌目(Paenibacillales)占优势,75%组甲烷杆菌目(Methanobacteriales)和梭菌目UCG-014(Clostridia_UCG-014)占优势;在科水平,50%组类芽孢杆菌科(Paenibacillaceae)和奈瑟氏菌科(Neisseriaceae)占优势,75%组甲烷杆菌科(Methanobacteriaceae)占优势;在属水平,对照组Candidatus_Bacilloplasma占优势,50%组类芽孢杆菌属(Paenibacillus)和奈瑟氏菌属(Neisseria)占优势,75%组Moryella和甲烷短杆菌属(Methanobrevibacter)占优势,100%组脱硫弧菌属(Desulfovibrio)占优势;在种水平,100%组溶纤维丁酸弧菌(Butyrivibrio fibrisolvens)占优势。
图3 芦竹叶替代苜蓿干草瘤胃体外发酵菌群LEfSe分析

Fig.3 LEfSe analysis of microbiota of rumen fermentation in vitro with giant reed leaves replacing alfalfa hay

3 讨论

3.1 芦竹叶替代苜蓿干草对瘤胃体外发酵特性的影响

3.1.1 芦竹叶替代苜蓿干草对瘤胃体外发酵产气参数和养分降解率的影响

瘤胃体外发酵产气量是由瘤胃微生物与来自于底物中可发酵的碳水化合物和蛋白质等共同作用的结果[12]。NDF和ADF等结构性碳水化合物含量越高,产气量越低[13]。产气量与DMD之间有较高的正相关性[14]。DMD和OMD可反映饲粮在瘤胃中的消化程度,与CP含量呈正相关,与纤维素含量呈负相关[15]。理论最大产气量反映了瘤胃微生物利用养分的难易程度,饲粮中结构性碳水化合物含量越高,产气速率越慢[16]。理论最大产气量与NDF和ADF含量呈负相关,与CP含量呈正相关[17]。上述研究与本研究结果不一致,本试验中,提高芦竹叶替代比例提高了饲粮NDF和ADF等结构性碳水化合物含量,但体外发酵24 h时,各组之间累积产气量、产气速率、产气迟滞时间以及DMD和OMD均无显著差异,75%组理论最大产气量显著高于对照组,这可能是由于芦竹叶改变了瘤胃菌群结构,加快了对养分的利用。

3.1.2 芦竹叶替代苜蓿干草对瘤胃体外发酵参数的影响

瘤胃液pH维持在正常范围内(一般为5.5~7.5)是瘤胃微生物正常发挥作用的必要条件[18]。本试验中,各组pH变化在6.85~7.04之间,均在正常范围内,表明芦竹叶替代苜蓿干草不会对瘤胃内环境造成不良影响。瘤胃液pH受发酵产生的VFA等酸性物质和NH3-N等缓冲物含量的影响[16]。本试验中,体外发酵24 h时,pH随着芦竹叶替代比例的提高而显著提高,与NH3-N的变化趋势相同,75%组和100%组TVFA含量也显著高于其他组,但并没有导致pH的下降,这可能是因为大量的NH3-N累积抵消了这种影响。
瘤胃微生物可将饲粮中的蛋白质等含氮物质转化为氨,并进一步利用NH3-N合成MCP[19],瘤胃微生物区系中约有80%的细菌能够将NH3-N作为直接氮源合成MCP[20]。反刍动物小肠吸收的蛋白质60%~70%来自瘤胃合成的MCP[21],而瘤胃中能氮释放不同步可导致MCP的合成量减少[22]。瘤胃液中NH3-N含量在6.3~27.5 mg/dL较为适宜[23],当低于5 mg/dL会降低瘤胃微生物的活性,而当高于30 mg/dL说明底物中氮源过盛或利用不充分[24]。本试验中,各组NH3-N含量均在正常值范围内,说明各组瘤胃微生物活性正常。体外发酵24 h时,各组NH3-N含量有随芦竹叶替代比例提高而提高的趋势,75%组和100%组NH3-N含量较高,而MCP含量与NH3-N含量变化趋势相反,说明75%组和100%组NH3-N未得到更有效的利用;同时,75%组和100%组TVFA含量显著高于其他组,说明2组碳源充足,并没有被微生物有效的利用,这可能是由于随芦竹叶替代比例的提高,瘤胃菌群结构改变或能氮释放不同步所致。
瘤胃发酵产生的VFA是机体70%~80%能量的供体,反刍动物体内碳代谢过程中约66%的碳来自VFA[25]。VFA以乙酸、丙酸和丁酸为主,约占TVFA的95%,还有少量的异丁酸、戊酸和异戊酸,而乙酸是合成乳脂的前体物质,丙酸则可通过糖异生途径合成葡萄糖[26]。本试验中,75%组TVFA、乙酸和丁酸含量显著高于对照组,而丙酸含量和乙酸/丙酸值与对照组相比无显著差异,由此可见,相较于其他试验组,75%组在改善瘤胃发酵状况方面综合表现更优,有利于脂肪的从头合成从而提高乳脂率[27],且并不会改变瘤胃发酵的类型。而如果用芦竹叶全部替代苜蓿干草,则使结构性碳水化合物含量过高而不能被牛体有效利用。

3.2 芦竹叶替代苜蓿干草对瘤胃体外发酵菌群结构的影响

3.2.1 多样性分析

反刍动物瘤胃中菌群结构复杂多样,与宿主互利共生,在帮助宿主消化饲粮的同时为宿主提供能量和营养[28]。瘤胃微生物利用饲粮营养物质产生MCP和VFA是反刍动物蛋白质和能量的重要来源。饲粮的营养组成和结构性碳水化合物含量均会对瘤胃菌群结构造成影响[29]。同时,菌群结构的变化能够与发酵参数相互印证。本试验中,各组之间瘤胃体外发酵菌群Observed_species指数、Chao1指数、Shannon指数和Simpson指数均无显著差异,同时基于加权和未加权UniFrac处理的PCoA结果表明,在本试验条件下芦竹叶替代苜蓿干草并不影响瘤胃微生物的丰富度以及多样性。

3.2.2 物种组成分析

与前人研究结果[30]相似,本试验中,在门水平上占优势的菌门中厚壁菌门、拟杆菌门和变形菌门共计占比在90%以上。其中,厚壁菌门和拟杆菌门主要进行纤维素和有机物的降解[31],各组之间2种菌门相对丰度并没有显著差异。变形菌门除包含纤维素、半纤维素及蛋白质降解菌以外,还包括引起动物腹泻疾病的致病菌[32]。本试验中,75%组和100%组变形菌门相对丰度与对照组相比并无显著差异,表明较高比例的芦竹叶替代苜蓿干草并不改变瘤胃内的优势菌门。脱硫杆菌门能够降低瘤胃中硫化氢的浓度,减少对瘤胃上皮细胞的影响,同时与硫的代谢和甲烷生成有关[33]。本试验中,随着芦竹叶替代比例的提高,脱硫杆菌门相对丰度也随之提高,表明芦竹叶能够改变瘤胃内脱硫杆菌门的相对丰度从而改善瘤胃内环境。在属水平上,试验组与对照组排名前10的优势菌属并无差异,表明芦竹叶以不同比例替代苜蓿干草并不影响瘤胃菌属结构。不过,随着芦竹叶替代比例的提高,试验组不动杆菌属相对丰度有逐渐降低的趋势,研究表明不动杆菌属与NDF表观消化率呈负相关[34]。本试验中,随着芦竹叶替代比例的提高,NDF含量也随之提高,而各组之间DMD和OMD无显著差异,可能是由于NDF表观消化率有所提高。

3.2.3 指示物种分析

通过LEfSe分析结果表明,随着芦竹叶替代比例的提高,对照组和各试验组之间优势菌群有较显著的差异。其中,对照组Candidatus_Bacilloplasma相对丰度较高,25%组γ-变形菌纲相对丰度较高,50%组奈瑟氏菌科、奈瑟氏菌属、类芽孢杆菌目、类芽孢杆菌科和类芽孢杆菌属相对丰度较高,75%组广古菌门、甲烷杆菌纲、甲烷杆菌目、甲烷杆菌科、甲烷短杆菌属、梭菌目UCG-014和Moryella相对丰度较高,100%组绿弯菌门、脱硫弧菌属和溶纤维丁酸弧菌相对丰度较高。Candidatus_Bacilloplasma作为小龙虾等水产动物的优势菌属,可降解顽固性碳源[35],目前在反刍动物中研究较少。γ-变形菌纲中包含许多重要的条件性致病菌,如导致腹泻的大肠杆菌[36]。奈瑟氏菌科和奈瑟氏菌属包含许多致病菌[37],也有研究发现奈瑟氏菌属中有许多瘤胃尿素分解菌[38]。类芽孢杆菌目、类芽孢杆菌科和类芽孢杆菌属是能够调节胃肠道菌群的益生菌,有降解纤维素的功能[39]。广古菌门是瘤胃中主要的产甲烷的菌门,其中甲烷杆菌纲、甲烷杆菌目、甲烷杆菌科和甲烷杆菌属在瘤胃中普遍存在,并以甲烷杆菌属最为丰富。研究表明,瘤胃内产甲烷菌的总数量与纤维降解菌的数量呈正相关[40]。梭菌目_UCG-014属于厚壁菌门、梭菌纲,有利于纤维降解产生VFA[41]。Moryella可编码产生碳水化合物降解酶,产生VFA[42]。绿弯菌门具有发酵碳水化合物的作用,有利于提高能量代谢水平[43]。脱硫弧菌属是瘤胃中的硫酸还原菌,会阻碍短链脂肪酸的氧化,还可能诱发炎症[44]。溶纤维丁酸弧菌属于厚壁菌门,可参与饲粮中纤维物质的降解[45]。本试验中,随着芦竹叶替代比例的提高,各试验组的指示物种以降解纤维的菌群为主,这可能是因为结构性碳水化合物的含量随着芦竹叶替代比例的提高而提高,有利于纤维降解菌群的生长。对于25%组、50%组和100%组中一些菌群是否会引发瘤胃疾病,尚有待研究。75%组古菌界较为占优势,由产气数据可知,75%组产气量并未显著高于其他组,因此发酵24 h时甲烷生成量并不会造成能量的显著损失,反而提高了DMD和OMD,但高水平的结构性碳水化合物造成的产气迟滞使得能氮释放不同步,导致NH3-N堆积、MCP合成不足,因此有必要添加一些瘤胃快速降解碳水化合物,以此来弥补芦竹叶淀粉含量过低的不足。

4 结论

在本试验条件下,芦竹叶替代苜蓿干草可改善瘤胃体外发酵特性,提高部分降解纤维菌群丰度,建议替代比例为75%。

References

Publishing order | Descend order by publishing year | Descend order by cited within
[1]
陶雅, 徐丽君, 李峰, 等. 我国羊草产业亟待振兴[J]. 草业学报, 2023, 32(11):188-198.

DOI

TAO Y, XU L J, LI F, et al. The Leymus chinensis industry in China needs to be urgently revitalized[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2023, 32(11):188-198. (in Chinese)

DOI

[2]
陈碧成, 林洁荣, 罗宗志, 等. 绿洲1号芦竹营养成分变化规律研究[J]. 黑龙江畜牧兽医, 2016(7):133-135,141.

CHEN B C, LIN J R, LUO Z Z, et al. Study on the change regularity of nutrient content in Arund donax cv. Lvzhou No.1[J]. Heilongjiang Animal Science and Veterinary Medicine, 2016(7):133-135,141. (in Chinese)

[3]
李琳, 杨培龙, 李秀梅, 等. 芦竹不同高度、不同部位及不同青贮时间的营养价值比较[J]. 草地学报, 2020, 28(4):1168-1172.

DOI

LI L, YANG P L, LI X M, et al. Comparison of nutritive value in different parts、height and silage time of Arundo donax[J]. Acta Agrestia Sinica, 2020, 28(4):1168-1172. (in Chinese)

[4]
王明涛, 赵玉红, 方江平, 等. 西藏林芝2种禾草生产性能和营养品质评价[J]. 饲料研究, 2022, 45(1):113-117.

WANG M T, ZHAO Y H, FANG J P, et al. Evaluation of production performance and nutritional quality of two Gramineae grasses in Linzhi city,Tibet[J]. Feed Research, 2022, 45(1):113-117. (in Chinese)

[5]
曾汉元. 基于纤维素能源利用的芦竹生物学特性研究[D]. 博士学位论文. 长沙: 湖南农业大学, 2013.

ZENG H Y. Biological characters of arundo donax based on cellulosic bioenergy use[D]. Ph.D. Thesis. Changsha: Hunan Agricultural University, 2013. (in Chinese)

[6]
National Academies of Sciences,Engineering,and Medicine,Division on Earth and Life Studies,Board on Agriculture and Natural Resource, et al. Nutrient requirements of dairy cattle[S]. 18th ed.Washington,D.C.:National Academies Press, 2001.

[7]
MENKE K H. Estimation of the energetic feed value obtained from chemical analysis and in vitro gas production using rumen fluid[J]. Animal Research Development, 1988,28:7-55.

[8]
安靖, 杨艺, 吴文旋, 等. 体外产气法评价缓释尿素替代山羊饲粮中苜蓿蛋白的可行性[J]. 动物营养学报, 2023, 35(10):6516-6525.

DOI

AN J, YANG Y, WU W X, et al. Feasibility evaluation on replacing dietary alfalfa protein with slow-release urea using in vitro gas production technique for goats[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2023, 35(10):6516-6525. (in Chinese)

[9]
冯宗慈, 高民. 通过比色测定瘤胃液氨氮含量方法的改进[J]. 畜牧与饲料科学, 2010, 31(6):37.

FENG Z C, GAO M. Improvement of method for determination of ammonia nitrogen content in rumen fluid by colorimetric method[J]. Animal Husbandry and Feed Science, 2010, 31(6):37. (in Chinese)

[10]
SEDMAK J J, GROSSBERG S E. A rapid,sensitive,and versatile assay for protein using Coomassie brilliant blue G250[J]. Analytical Biochemistry, 1977, 79(1/2):544-552.

[11]
胡伟莲. 皂甙对瘤胃发酵与甲烷产量及动物生产性能影响的研究[D]. 博士学位论文. 杭州: 浙江大学, 2005.

HU W L. Influence of saponins on in vitro rumen fermentation,methane emission and growth performance of goats[D]. Ph.D. Thesis. Hangzhou: Zhejiang University, 2005. (in Chinese)

[12]
姜菲, 赖琦, 高彦华, 等. 添加异丁酸、2-甲基丁酸和戊酸对牦牛瘤胃体外发酵参数和养分降解率的影响[J]. 动物营养学报, 2022, 34(9):5915-5930.

DOI

JIANG F, LAI Q, GAO Y H, et al. Effects of supplementing isobutyric acid,2-methylbutyric acid and valeric acid on in vitro rumen fermentation parameters and nutrient degradation rates of yaks[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2022, 34(9):5915-5930. (in Chinese)

DOI

[13]
布同良. 体外产气法评定青贮玉米、羊草和苜蓿草之间的组合效应[D]. 硕士学位论文. 杭州: 浙江大学, 2006.

BU T L. In vitro gas test to evaluate associative effects between corn silage,Chinese wild hay and alfalfa[D]. Master’s Thesis. Hangzhou: Zhejiang University, 2006. (in Chinese)

[14]
孙福昱. 三种海藻饲料对奶牛生产性能、瘤胃环境及健康状况的影响研究[D]. 硕士学位论文. 北京: 中国农业科学院, 2019.

SUN F Y. Effects of three seaweed feeds on performance,rumen environment and health status of dairy cows[D]. Master’s Thesis. Beijing: Chinese Academy of Agricultural Sciences, 2019. (in Chinese)

[15]
周恩光, 王虎成, 尚占环. 甜高粱的饲用价值及其绵羊体外瘤胃发酵产气性能研究[J]. 草业学报, 2020, 29(5):43-49.

DOI

ZHOU E G, WANG H C, SHANG Z H. Nutritional value of forage sweet sorghum and its gas production performance evaluated using incubation with sheep rumen fluid in vitro[J]. Acta prataculturae Sinica, 2020, 29(5):43-49. (in Chinese)

[16]
邓子棋, 李紫欣, 李想, 等. 肉牛常用蛋白质饲料的饲用价值评价及粗蛋白质有效降解率预测模型建立[J]. 动物营养学报, 2023, 35(11):7247-7259.

DOI

DENG Z Q, LI Z X, LI X, et al. Evaluation on feeding value and establishing prediction model of effective degradability of crude protein of commonly-used protein feedstuffs for beef cattle[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2023, 35(11):7247-7259. (in Chinese)

DOI

[17]
拜彬强, 郝力壮, 刘书杰, 等. 青蒿提取物对藏羊瘤胃体外产气发酵特性及甲烷产量的影响[J]. 江苏农业科学, 2015, 43(12):227-231.

BAI B Q, HAO L Z, LIU S J, et al. Effects of Artemisia annua extract on in vitro rumen fermentation characteristics and methane production in Tibetan sheep[J]. Jiangsu Agricultural Sciences, 2015, 43(12):227-231. (in Chinese)

[18]
陈雅坤, 刘佳, 王思伟, 等. 不同分级指数燕麦干草对奶牛体外发酵营养物质降解率、瘤胃发酵参数和微生物组成的影响[J]. 中国饲料, 2022(15):23-30.

CHEN Y K, LIU J, WANG S W, et al. Effects of different grading index oat hay on nutrient degradation rate,rumen fermentation parameters and microbial composition of dairy cows fermented in vitro[J]. China Feed, 2022(15):23-30. (in Chinese)

[19]
刘怡帆, 张传凯, 何刘宽, 等. 饲粮粗蛋白质水平周期性波动对奶牛生产性能、养分表观消化率和瘤胃发酵参数的影响[J]. 动物营养学报, 2023, 35(7):4420-4431.

DOI

LIU Y F, ZHANG C K, HE L K, et al. Effects of periodic fluctuation of dietary crude protein level on performance,nutrient apparent digestibility and rumen fermentation parameters in dairy cows[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2023, 35(7):4420-4431. (in Chinese)

[20]
CHEN M J, XI Y M, ZHANG L, et al. Effects of zinc-bearing palygorskite on rumen fermentation in vitro[J]. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 2019, 32(1):63-71.

[21]
张成喜, 孙友德, 刘锡武, 等. 过瘤胃蛋氨酸对奶牛瘤胃微生物蛋白产量、产奶性能和氮排泄的影响[J]. 动物营养学报, 2017, 29(5):1759-1766.

ZHANG C X, SUN Y D, LIU X W, et al. Effects of rumen-protected methionine on ruminal microbial protein production,milk performance and nitrogen excretion of dairy cows[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2017, 29(5):1759-1766. (in Chinese)

[22]
MATRAS J, BARTLE S J, PRESTON R L. Nitrogen utilization in growing lambs: effects of grain (starch) and protein sources with various rates of ruminal degradation[J]. Journal of Animal Science, 1991, 69(1):339-347.

PMID

[23]
陈延斌, 陈雅坤, 刘温, 等. 体外产气法评价不同质量分级评分等级的全株玉米青贮的饲用价值[J]. 动物营养学报, 2023, 35(5):3382-3389.

DOI

CHEN Y B, CHEN Y K, LIU W, et al. Evaluation of feeding value of whole-plant corn silage with different quality score grades by in vitro gas production method[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2023, 35(5):3382-3389. (in Chinese)

[24]
霍路曼. 饲粮能量水平对荷斯坦育成牛生长性能、瘤胃发酵及肝脏能量代谢基因表达的影响[D]. 硕士学位论文. 保定: 河北农业大学, 2018.

HUO L M. Effects of dietary energy levels on growth performance,rumen fermentation,and gene expression of hepatic energy metabolism in chinese Holstein heifers[D]. Master’s Thesis. Baoding: Agricultural University of Hebei, 2018. (in Chinese)

[25]
王隆, 李璟怡, 欧阳可寒, 等. 不同青贮添加剂对去油芳樟枝叶青贮饲料营养成分、青贮发酵品质和瘤胃体外发酵特性的影响[J]. 动物营养学报, 2022, 34(3):1789-1799.

DOI

WANG L, LI J Y, OU YANG K H, et al. Effects of different silage additives on nutrient composition,silage fermentation quality and rumen fermentation characteristics in vitro of deoiling linalyl branches and leaves silage[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2022, 34(3):1789-1799. (in Chinese)

[26]
曾钰, 谢昕廷, 彭忠利, 等. 不同精粗比饲粮中添加酵母培养物对牦牛瘤胃体外发酵参数的影响[J]. 动物营养学报, 2019, 31(12):5582-5594.

DOI

ZENG Y, XIE X T, PENG Z L, et al. Effects of yeast culture supplementation in diet with different concentrate to forage ratios on in vitro rumen fermentation parameters of yaks[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2019, 31(12):5582-5594. (in Chinese)

[27]
刘丽平, 张志立, 薛夫光, 等. 小肽对围产期奶牛瘤胃发酵功能及初乳品质的影响[J]. 动物营养学报, 2023, 35(8):5191-5199.

DOI

LIU L P, ZHANG Z L, XUE F G, et al. Effects of small peptide on rumen fermentability and colostrum quality of perinatal dairy cows[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2023, 35(8):5191-5199. (in Chinese)

DOI

[28]
赵慧颖, 余诗强, 贺李莹, 等. 沙棘黄酮对泌乳中期荷斯坦奶牛瘤胃发酵参数、细菌菌群结构及代谢产物的影响[J]. 动物营养学报, 2022, 34(9):5809-5823.

DOI

ZHAO H Y, YU S Q, HE L Y, et al. Effects of seabuckthorn flavonoids on rumen fermentation parameters,rumen microorganism structure and metabolites in mid-lactation Holstein dairy cows[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2022, 34(9):5809-5823. (in Chinese)

[29]
陈丽娟, 李道捷, 张云华. 不同比例构树与苜蓿混合对安格斯母牛瘤胃细菌多样性的影响[J]. 草业科学, 2020, 37(8):1579-1587.

CHEN L J, LI D J, ZHANG Y H. Effects of different combination ratios of paper mulberry and alfalfa on rumen bacterial diversity in Angus cows[J]. Pratacultural Science, 2020, 37(8):1579-1587. (in Chinese)

[30]
赵晓静, 刘嫣然, 李晓辉, 等. 不同粗料组成对泌乳中后期奶牛瘤胃菌群与瘤胃发酵参数的影响[J]. 中国饲料, 2024(1):93-99,107.

ZHAO X J, LIU Y R, LI X H, et al. Effects of different crude feed composition on rumen microflora and rumen fermentation parameters of dairy cows in mid-to-late lactation[J]. China Feed, 2024(1):93-99,107. (in Chinese)

[31]
姚治. 复合酶制剂对肉牛瘤胃菌群、代谢及生产性能的影响[D]. 硕士学位论文. 杨凌: 西北农林科技大学, 2023.

YAO Z. Effects of compound enzyme preparation on rumen flora,metabolism and production performance of beef cattle[D]. Master’s Thesis. Yangling: Northwest A & F University, 2023. (in Chinese)

[32]
李腾飞, 刘崇义, 靳旭妹, 等. 果园生混合干草对羔羊胃肠道细菌多样性的影响[J]. 草业科学, 2021, 38(9):1821-1830.

LI T F, LIU C Y, JIN X M, et al. Effects of mixed orchard hay on bacterial diversity in the gastrointestinal tract of lambs[J]. Pratacultural Science, 2021, 38(9):1821-1830. (in Chinese)

[33]
XU M, LI F L, ZHANG X L, et al. Microbiome analysis reveals the intestinal microbiota characteristics and potential impact of Procambarus clarkii[J]. Applied Microbiology and Biotechnology, 2024, 108(1):77.

DOI PMID

[34]
车陇杰, 魏立明, 薛瑞林, 等. 补饲对冷季放牧娟犏牛瘤胃菌群结构的影响[J/OL]. 中国草食动物科学:1-17(2024-05-22)[2024-06-15]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/62.1206.Q.20240521.1155.002.html.

CHE L J, WEI L M, XUE R L, et al. Effects of cold season supplementation on rumen microbiota of hybrid offspring of Jersey cattle and yak[J]. China Herbivore Science:1-17(2024-05-22)[2024-06-15]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/62.1206.Q.20240521.1155.002.html. (in Chinese)

[35]
李浩, 吴宇航, 张洁, 等. 稀土壳糖胺螯合盐对水牛犊牛生长性能、养分表观消化率和瘤胃细菌菌群结构的影响[J]. 动物营养学报, 2023, 35(5):3119-3129.

DOI

LI H, WU Y H, ZHANG J, et al. Effects of rare earth-chitosan chelate on growth performance,nutrient apparent digestibility and rumen bacterial flora structure of Buffalo calves[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2023, 35(5):3119-3129. (in Chinese)

[36]
SNELLING T J, AUFFRET M D, DUTHIE C A, et al. Temporal stability of the rumen microbiota in beef cattle,and response to diet and supplements[J]. Animal Microbiome, 2019, 1(1):16.

[37]
张小明, 张婷婷, 张贞贞, 等. 不同饲养方式对南江黄羊肠道菌群结构及血清免疫指标的影响[J]. 南方农业学报, 2024, 55(2):334-345.

ZHANG X M, ZHANG T T, ZHANG Z Z, et al. Effects of different feeding methods on the intestinal flora struture and serum immune indexes of Nanjiang yellow goat[J]. Journal of Southern Agriculture, 2024, 55(2):334-345. (in Chinese)

[38]
刘思佳. 奶牛瘤胃中活性尿素分解菌群多样性分析[D]. 硕士学位论文. 北京: 中国农业科学院, 2020.

LIU S J. Diversity analyze of active ureolytic bacterial community in the rumen of dairy cows[D]. Master’s Thesis. Beijing: Chinese Academy of Agricultural Sciences, 2020. (in Chinese)

[39]
李茂龙, 谢建亮, 常娟, 等. 微生物饲料添加剂对固原黄牛生长性能和瘤胃微生物区系的影响[J]. 动物营养学报, 2022, 34(6):3758-3767.

DOI

LI M L, XIE J L, CHANG J, et al. Effects of microbial feed additives on growth performance and rumen microflora of Guyuan yellow cattle[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2022, 34(6):3758-3767. (in Chinese)

[40]
娜梅拉, 张晓东, 杜海东, 等. 反刍动物瘤胃微生物区系及其功能、定植规律的研究进展[J]. 饲料研究, 2023, 46(11):144-148.

NA M L, ZHANG X D, DU H D, et al. Research progress of ruminant microflora,its function and colonization rule process[J]. Feed Research, 2023, 46(11):144-148. (in Chinese)

[41]
董琛琳. 发酵麸皮多糖对羔羊生长发育及瘤胃微生物区系的影响[D]. 硕士学位论文. 呼和浩特: 内蒙古农业大学, 2023.

DONG C L. Effects of fermented wheat bran polysaccharides on growth and rumen microbiota of lambs[D]. Master’s Thesis. Hohhot: Inner Mongolia Agricultural University, 2023. (in Chinese)

[42]
DE FILIPPO C, CAVALIERI D, DI PAOLA M, et al. Impact of diet in shaping gut microbiota revealed by comparative study children from Europe and rural Africa[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2010, 107(33):14691-14696.

[43]
SPEIRS L B M, RICE D T F, PETROVSKI S, et al. The phylogeny,biodiversity,and ecology of the Chloroflexi in activated sludge[J]. Frontiers in Microbiology, 2019,10:2015.

[44]
李敏. 奶牛瘤胃细菌群落结构与氮利用率的相关性研究[D]. 硕士学位论文. 武汉: 华中农业大学, 2021.

LI M. The correlation of rumen bacterial community and nitrogen utilization efficiency of dairy cows[D]. Master’s Thesis. Wuhan: Huazhong Agricultural University, 2021. (in Chinese)

[45]
孙美杰, 姜君, 徐诣轩, 等. 不同尿素添加水平对育肥湖羊瘤胃发酵及微生物菌群结构的影响[J]. 南京农业大学学报, 2022, 45(2):323-332.

SUN M J, JIANG J, XU Y X, et al. Effects of incremental urea supplementation in diet on rumen fermentation and microbial communities in fattening Hu lambs[J]. Journal of Nanjing Agricultural University, 2022, 45(2):323-332. (in Chinese)

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