文 农牧简说

编辑 农牧简说

介绍

在动物饲料中禁用抗生素添加剂后，研究人员和农民广泛寻求替代的、环保的添加剂。

研究表明，活性干酵母改变瘤胃发酵和挥发性脂肪酸产量，刺激瘤胃微生物生长，并增加产奶期和哺乳期反刍动物的纤维降解。

由于具有潜在的改善瘤胃环境和功能的能力，ADY菌株1242或专有菌株;8.0也用于减轻哺乳期和/或育肥反刍动物亚急性瘤胃酸中毒的影响。

最近，我们还通过荟萃分析发现，添加酿酒酵母产品可以刺激瘤胃发育，提高免疫力，从而提高断奶前犊牛的干物质采食量和平均日增重。

Villot等人甚至表明ADY 的添加降低了断奶前犊牛腹泻的风险，并改变了腹泻犊牛的粪便微生物群，使其与非腹泻犊牛相似。

此外，ADY的补充还具有调节宿主免疫功能的潜力，这可能是ADY 的添加量或ADY与肠道微生物群对幼龄反刍动物免疫球蛋白产生的相互作用。

相反，补充ADY的益处可能受到动物生理状态、基础日粮、ADY的来源和剂量以及补充策略等因素的影响。

我们最近的荟萃分析显示，添加酿酒酵母产品对ADG的改善只出现在断奶前而不是断奶后的犊牛中。

由于对断奶后反刍动物补充S. cerevisiae产品的研究数量有限，我们无法确定一个解释。

材料与方法

2.1动物伦理声明

本研究是根据实验动物管理总局的建议进行的。所采用的所有程序均经西北农林科技大学机构动物保护与利用委员会批准。

2.2实验设计与动物管理

本研究在陕西富平奥尼克奶山羊场进行。试验选用60只年龄、体重相近的健康关中奶山羊母山羊，随机分为3组，采用不同的饲喂方案:

1. 基础饲粮(CON;主要由苜蓿干草和玉米粉组成;具体成分及营养成分见表1);
2. 在基础饲粮中连续添加3.0 g/羊/天的商品ADY (CSY);(3)在基础饲粮中间歇性添加4.5 g/羊/天的商品ADY 。

ADY是青岛奥兰明东生物技术有限公司购买的葡萄球菌专利菌株，其含量为5.0 109 cfu/g。

根据先前的报告，每只动物1.0 1010 cfu/d和4.0 - 8.0 1010 cfu/d分别是新生反刍动物和成年反刍动物的典型剂量。

本研究中用于补充的ADY的剂量介于新生反刍动物和成年反刍动物之间。考虑到饲料变化的实用性和较低的频率，我们在ISY中交替补充5 d和不补充5 d，直到实验结束。

2.3样品采集和分析

在早上喂养前的第29、30、59和60天测量体重、肩高、体长、心脏围、胸宽和腹围，并使用连续2天的平均值来解释每天的变化。

为评价ADY对奶山羊幼山羊及其子代的长期影响，测定了母羊12月龄时的体重和相应子代的出生总重。

用FLASH 合并得到的序列，并用fastp进行质量滤波。然后使用QIIME 2管道中的DADA2插件根据推荐参数对高质量序列进行降噪，根据样本内的错误分布获得单核苷酸分辨率。

这些DADA2去噪序列被称为扩增子序列变异。为了尽量减少测序深度对α和β多样性测量的影响，每个样本的序列数量被细化到4000个，平均Goods覆盖率为97.90%。

采用相似性分析(ANOSIM)检验处理间细菌群落差异的显著性。16S rRNA微生物组测序数据使用Majorbio 免费在线平台进行分析。

原始reads被存入NCBI Sequence Read Archive (SRA)数据库。

2.4统计分析

采食量、生长性能、瘤胃发酵、酶活性和血液代谢物数据最初使用SAS的单变量程序检查正态性和异常值。

然后，当按时间治疗的相互作用效果显著时，使用MIXED程序结合SLICE选项对它们进行分析。

该模型包括治疗、时间和它们之间固定的相互作用效果。实验开始时的测量值被用作模型中的协变量，如果它们对模型没有显著影响，则从模型中删除。

分析了特定的正交对比来检验(1)ADY与CON， (2) CSY与ISY。

模型中使用了最低Akaike信息标准的协方差结构。使用KruskaleWallis检验和Wilcoxon检验分析处理间微生物参数的变量。

结果

3.1采食量与生长性能

在试验开始和结束时，各处理的体重相似(表2)。在整个试验期间，添加ADY导致的DMI高于CON (P < 0.03)，尽管这种差异在第0至30天和第30至60天没有出现。

CSY和ISY的DMI在第0 ~ 30天、第30 ~ 60天和第0 ~ 60天相似。ADG添加组在第30 ~ 60天的平均日增重高于对照组(P < 0.01)，在第0 ~ 60天的平均日增重有高于对照组的趋势(P < 0.05)。

第30 ~ 60天和第0 ~ 60天CSY的ADG均高于ISY (P < 0.01)。添加ADY可提高饲料效率仅在第30 ~ 60天高于对照组(P < 0.01)。

CSY患者在30 ~ 60 d (P < 0.01)和0 ~ 60 d (P < 0.01)的FE高于ISY患者。在实验期间，特别是在第30天，CSY的体长比ISY大(P < 0.01)(图1B)。

在试验期间，与CON相比，添加ADY会产生更大的腹围(P < 0.06)(图1E)。

在个体采样时间点或整个实验过程中，不同处理之间的其他身体框架测量没有发现显著差异。

3.2瘤胃发酵参数与纤维素水解酶活性

仅在第30天，添加ADY的瘤胃pH值低于对照组(P < 0.04;图2 a)。在整个试验期内，添加ADY的NH3eN浓度均低于CON (P < 0.01)，特别是在第15天(P < 0.01);图2 b)。

在第60天，CSY的NH3-N浓度低于CON和ISY (P < 0.03;图2 b)。30 d时，CSY组总VFA (TVFA)浓度高于ISY组(P < 0.03);然而，在第60天，比较相反(P < 0.01;图2 c)。

TVFA的总体值无显著性差异。在整个试验期间，特别是在第15天和第45天，添加ADY产生的乙酸比例显著高于CON(图2D)。

在第60天，CSY组的乙酸比例低于ISY组(P < 0.03)。在第15天，添加ADY组的丙酸比例低于CON组(P < 0.03)，尽管在第60天添加ADY组的丙酸比例高于CON组(图2E)。

因此，在第15 ~ 60 d, ADY添加组的平均丙酸比例仍低于CON (P < 0.03)。在第15天，ADY的戊酸比例低于CON (P < 0.01)，而在第60天，则相反(P < 0.01);图2 g)。因此，戊酸比例的总体值没有显著差异。

在第60天，添加ADY产生的异丁酸比例高于CON (P < 0.01)，但总体值没有差异(图2H)。

从总体上看，CSY组的异丁酸盐比例低于ISY组(P < 0.03)。补充ADY对丁酸盐和异戊酸盐比例没有显著影响(图2F和图1)。

添加ADY后第15天的MCC活性低于对照组(P < 0.01);但在第30天，比较结果相反(P < 0.01;图3 b)。

1. ISY患者的MCC活性高于CSY患者(P < 0.01)。然而，在MCC活性的总体值上没有发现显著差异。

1. 在整个试验期内，添加ADY的乙酰酯酶活性均高于CON (P < 0.01)，特别是在第45天(P < 0.01);图3 d)。
2. CSY组的乙酰酯酶活性高于ISY组(P < 0.01)。在采样时间和整个研究中，CMC和木聚糖酶活性在处理之间没有显著差异(图3A和C)。

3.3瘤胃微生物

(图4)。在属水平上，所有样本共检出217个属。UCG-003是最丰富的10个属，分别占总序列的47.25%、10.45%、7.87%、2.65%、2.30%、2.21%、1.94%、1.89%、1.70%和1.43%(图4B)。

在三组中观察到Chao1、Shannon和Simpson指数的相似值(图5A、B和C)。基于未加权的UniFrac指标对总体多样性进行PCoA分析以比较三种处理(图5D)。

ANOSIM显示CON和CSY处理之间、CON和ISY处理之间(R = 0.072, P = 0.06)细菌群落组成存在差异。

CSY组与ISY组无显著性差异(R = 0.071, P = 0.12)。

3.4血液代谢物和免疫球蛋白浓度

在整个试验期内，ADY组的血清葡萄糖浓度均高于CON组(P < 0.01;图6 a)。在整个试验期内，添加ADY均有低于CON的趋势(P < 0.07)，且在第15天BUN较低(P < 0.01);图6 c)。

15、30和60 d时，CSY组BUN浓度明显低于ISY组。在整个试验期内，添加ADY的总磷浓度均低于CON (P < 0.04)，特别是在第45天(P < 0.02);图6 d)。

30 d时CSY组球蛋白浓度低于ISY组(P < 0.01;图6 f)。

在第15天，与对照组相比，补充ADY产生了更高的ALB:球蛋白比率(P < 0.04)，但总体值没有差异(图6G)。

30 d时，CSY患者ALB:球蛋白比值高于ISY患者(P < 0.03)。在任何采样时间或整个研究中，处理之间的甘油三酯和ALB浓度均未发现显著差异(图6B和E)。

讨论

与CSY组相比，ISY组瘤胃细菌相对丰度和生长性能参数的不利影响可能是由于间歇性补充ADY干扰了胃肠道微生物、消化或两者兼有。

先前的一项研究表明，即使在几乎完全交换瘤胃内容物后，瘤胃pH和TVFA浓度恢复到交换前的值，瘤胃细菌群落组成也需要14至61 d才能恢复到类似的水平。

经过4天的饲粮挑战，83.3%的荷斯坦小母牛出现了消化不良，采食量减少了50%以上。

即使将酿酒酵母培养产物作为稳定瘤胃发酵的膳食补充剂，也不会显著影响引起消化不适的发生率或时间。

稳定所需的时间随采食量、瘤胃发酵参数、消化物质组成、营养物质消化和血液代谢物而变化，当饲料改变时，稳定所需的时间从4天到30天不等。

在我们的研究中，尽管间歇性模式的干扰没有瘤胃内容物几乎全部交换那么严重，但5天的间隔可能不足以使动物恢复。

此外，由于某些酿酒葡萄球菌菌株不能长时间定植瘤胃，因此，在这种情况下，为降低饲料成本而间歇性补充ADY并不是一种合适的补充策略。未来的研究也需要调查间歇性补充ADY影响动物生产性能的机制。

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