魏子維 池 宙 鄧 銘 田漢晨 鐘春梅 孫寶麗* 郭勇慶*

(1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，廣州 510642；2.廣東華威洋畜牧有限公司，河源 517379)

反芻動(dòng)物胃腸道存在豐富且多樣的微生物菌群，并在維持消化系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和免疫系統(tǒng)的功能中起著至關(guān)重要的作用[1]。正常情況下，胃腸道中的微生物與宿主之間處于一種動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，但飼糧營(yíng)養(yǎng)水平改變較大時(shí)通常會(huì)影響胃腸道中的菌群結(jié)構(gòu)，從而打破這種平衡[2]。研究發(fā)現(xiàn)，飼喂高精料水平飼糧會(huì)增加奶牛糞便中毛螺菌屬和嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌屬的相對(duì)豐度，降低賴(lài)氨酸芽孢桿菌屬的相對(duì)豐度[3]。飼糧精料水平可影響反芻動(dòng)物瘤胃和后腸道中揮發(fā)性脂肪酸(volatile fatty acid，VFA)的組成和產(chǎn)量[4]，而VFA可為機(jī)體提供70%～80%的能量，因此精料補(bǔ)飼與反芻動(dòng)物能量利用和生長(zhǎng)性能密切相關(guān)[5]。雷州山羊是華南地區(qū)主要的地方優(yōu)良山羊品種之一，但飼糧營(yíng)養(yǎng)水平和飼喂模式多樣，相關(guān)研究較少，使得生長(zhǎng)性能得不到充分發(fā)揮，嚴(yán)重制約著其養(yǎng)殖效益。因此，迫切需要確定雷州山羊適宜的營(yíng)養(yǎng)或補(bǔ)飼水平。

丙酸鉻作為一種新型有機(jī)鉻添加劑，其吸收效率要高于其他形式的有機(jī)鉻，目前已被美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局認(rèn)證為是可以在畜禽飼糧中添加的鉻源[6]。在以往的研究中，鉻對(duì)反芻動(dòng)物采食量和生長(zhǎng)性能影響的結(jié)果并不一致，部分研究報(bào)道，補(bǔ)充鉻能增加反芻動(dòng)物的干物質(zhì)采食量和體重[7]；也有研究報(bào)告，鉻對(duì)反芻動(dòng)物的干物質(zhì)采食量和體重沒(méi)有影響[8-9]。胃腸道是反芻動(dòng)物消化的主要場(chǎng)所，熱應(yīng)激時(shí)可對(duì)胃腸道健康產(chǎn)生嚴(yán)重的不利影響。研究表明，鉻能有效緩解熱應(yīng)激，并影響反芻動(dòng)物的胃腸道發(fā)酵參數(shù)和微生物多樣性[10]。鉻可通過(guò)促進(jìn)胰島素與細(xì)胞表面受體相結(jié)合來(lái)增強(qiáng)胰島素的作用，而胰島素與機(jī)體血糖平衡和糖脂代謝相關(guān)[11]，因此飼糧中精料水平，尤其能量水平，可能與鉻含量存在互作效應(yīng)。但是，目前關(guān)于飼糧精料水平和丙酸鉻及其交互作用對(duì)雷州山羊生長(zhǎng)性能影響和機(jī)制的相關(guān)研究報(bào)道較少。因此，本試驗(yàn)旨在研究飼糧精料和丙酸鉻水平對(duì)雷州山羊生長(zhǎng)性能、糞便發(fā)酵參數(shù)和微生物區(qū)系的影響，以期保證在胃腸道健康的前提下，提高雷州山羊的生長(zhǎng)性能，為生產(chǎn)實(shí)踐提供理論指導(dǎo)和借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間與地點(diǎn)

試驗(yàn)于2019年8—9月在廣東省華威洋畜牧有限公司進(jìn)行。預(yù)試期7 d，正試期42 d。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選擇32只健康的4～5月齡雷州山羊母羊，體重(16.63±0.24) kg，采用完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)將羊只分為4組，每組8只羊。對(duì)照組(Ⅰ組)飼糧精料水平為200 g/(只·d)，精料添加組(Ⅱ組)在對(duì)照組飼糧精料水平基礎(chǔ)上添加100 g/(只·d)精料，丙酸鉻添加組(Ⅲ組)在對(duì)照組飼糧精料水平基礎(chǔ)上添加2 mg/(只·d)丙酸鉻(鉻含量0.4%)，精料和丙酸鉻添加組(Ⅳ組)在對(duì)照組飼糧精料水平基礎(chǔ)上添加100 g/(只·d)精料和2 mg/(只·d)丙酸鉻。飼喂方式為先精后粗，各組均自由采食粗飼料，每天07:00和15:00飼喂，充足飲水。丙酸鉻采用逐級(jí)稀釋法混入精飼料后進(jìn)行飼喂。精料組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。粗飼料(花生秧)營(yíng)養(yǎng)成分含量為：干物質(zhì)(DM)91.62%，粗蛋白質(zhì)(CP)9.40%，中性洗滌纖維(NDF)44.16%，酸性洗滌纖維(ADF)38.54%，粗脂肪(EE)1.51%。

表1 精料組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

1.3 樣品采集與指標(biāo)測(cè)定

1.3.1 生長(zhǎng)性能

試驗(yàn)期每天記錄每組山羊的精料和粗飼料飼喂量及剩料量，計(jì)算每組羊的干物質(zhì)采食量，并于試驗(yàn)期最后3 d采集飼料樣品，用于分析營(yíng)養(yǎng)成分。飼料樣品于65 ℃烘干后粉碎，參照《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)》中的方法測(cè)定DM、CP、EE、NDF和ADF含量。正試期第1天和第42天晨飼前對(duì)所有羊只空腹稱(chēng)重，計(jì)算總增重和平均日增重。試驗(yàn)期間每天記錄試驗(yàn)羊的健康情況。

1.3.2 糞便樣品采集和發(fā)酵參數(shù)測(cè)定

試驗(yàn)期第42天采食后3～4 h，每組選擇5只羊，采用直腸取糞法收集糞便50 g左右，一部分糞便樣品放入-20 ℃保存，用于測(cè)定氨態(tài)氮(NH3-N)和VFA含量；另一部分糞便樣品放置于冰上，并迅速分裝入2 mL凍存管中，投入液氮保存，用于測(cè)定微生物區(qū)系。糞便中NH3-N含量通過(guò)馮宗慈等[12]的方法測(cè)定，VFA含量采用氣相色譜儀(Aglient 7890B，美國(guó))測(cè)定[13]。

1.3.3 糞便微生物多樣性檢測(cè)

對(duì)采集的所有糞便樣品進(jìn)行16S rRNA基因V3～V4區(qū)域高通量測(cè)序，分析微生物多樣性。測(cè)序由自上海百趣生物醫(yī)學(xué)科技有限公司完成。使用DNA強(qiáng)力提取試劑盒提取糞便微生物基因組DNA，根據(jù)保守區(qū)設(shè)計(jì)得到引物，上游：5′-ACTCCTACGGGAGGCAGCA-3′；下游：5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′。PCR擴(kuò)增步驟為：模板DNA經(jīng)加熱至98 ℃左右持續(xù)30 s，輪回10次循環(huán)，依次經(jīng)過(guò)98 ℃×10 s、65 ℃×30 s、72 ℃×30 s，最后于72 ℃下延長(zhǎng)7 min。通過(guò)對(duì)原始測(cè)序序列進(jìn)行過(guò)濾、雙端拼接，得到優(yōu)化序列(Tags)；將優(yōu)化序列進(jìn)行聚類(lèi)，劃分操作分類(lèi)單元(OTU)，并根據(jù)OTU的序列組成得到其物種分類(lèi)；使用Qiime 2軟件生成不同分類(lèi)水平上的物種相對(duì)豐度表，用R軟件繪制成樣品各分類(lèi)水平上的群落結(jié)構(gòu)圖。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2010軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件一般線性模型(GLM)程序進(jìn)行雙因素方差分析，用LSD法進(jìn)行多重比較，數(shù)據(jù)用平均值和均值標(biāo)準(zhǔn)誤(SEM)表示，P<0.05為差異顯著，P>0.05為差異不顯著。

2 結(jié) 果

2.1 飼糧精料和丙酸鉻水平對(duì)雷州山羊生長(zhǎng)性能的影響

由表2可知，飼糧添加精料顯著提高了山羊的終末體重、精料干物質(zhì)采食量、總增重和平均日增重(P<0.05)，顯著降低了粗飼料干物質(zhì)采食量和總干物質(zhì)采食量(P<0.05)。飼糧添加丙酸鉻及精料和丙酸鉻的交互作用對(duì)山羊的終末體重、精料干物質(zhì)采食量、粗飼料干物質(zhì)采食量、總干物質(zhì)采食量、總增重和平均日增重均無(wú)顯著影響(P>0.05)。

表2 飼糧精料和丙酸鉻水平對(duì)雷州山羊生長(zhǎng)性能的影響

2.2 飼糧精料和丙酸鉻水平對(duì)雷州山羊糞便發(fā)酵參數(shù)的影響

由表3可知，飼糧添加精料顯著提高了山羊糞便中乙酸、丙酸、異丁酸和總揮發(fā)性脂肪酸含量(P<0.05)，顯著降低了乙酸/丙酸(P<0.05)，對(duì)NH3-N和丁酸含量無(wú)顯著影響(P>0.05)。飼糧添加丙酸鉻及精料和丙酸鉻的交互作用對(duì)糞便發(fā)酵參數(shù)無(wú)顯著影響(P>0.05)。

表3 飼糧精料和丙酸鉻水平對(duì)雷州山羊糞便發(fā)酵參數(shù)的影響

2.3 飼糧精料和丙酸鉻水平對(duì)雷州山羊糞便微生物區(qū)系的影響

2.3.1 糞便菌群的Venn圖

如圖1所示，在97%的相似度水平上，4組共得到了987個(gè)OTU，4組間共有896個(gè)OTU，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ組的OTU數(shù)目分別為909、915、911和983個(gè)。

圖1 雷州山羊糞便菌群Venn圖

2.3.2 雷州山羊糞便菌群主成分分析(PCA)圖

由圖2可知，主成分1(PC1)、主成分2(PC2)是造成4組樣本的2個(gè)最大差異特征，貢獻(xiàn)率分別為21.05%和13.40%。飼喂相同飼糧的山羊糞便樣點(diǎn)相對(duì)聚集，飼喂不同飼糧的山羊糞便樣點(diǎn)相對(duì)分散。

圖2 雷州山羊糞便菌群主成分分析圖

2.3.4 各組山羊糞便菌群α多樣性指數(shù)

由表4可知，飼糧添加精料顯著提高了山羊糞便菌群的ACE指數(shù)、Chao指數(shù)、Shannon指數(shù)和覆蓋率(P<0.05)，顯著降低了Simpson指數(shù)(P<0.05)。飼糧添加丙酸鉻及精料和丙酸鉻的交互作用對(duì)糞便菌群α多樣性指數(shù)無(wú)顯著影響(P>0.05)。

表4 飼糧精料和丙酸鉻水平對(duì)雷州山羊糞便菌群α多樣性指數(shù)的影響

2.3.3 各組雷州山羊糞便菌群在門(mén)和屬水平上的組成和相對(duì)豐度

由圖3和表5可知，在門(mén)水平上，各組山羊糞便的優(yōu)勢(shì)菌門(mén)均為厚壁菌門(mén)(Firmicutes)、擬桿菌門(mén)(Bacteroidetes)和疣微菌門(mén)(Verrucomicrobia)，這3個(gè)菌門(mén)占總細(xì)菌比例的90%左右。飼糧添加精料顯著提高了糞便中厚壁菌門(mén)相對(duì)豐度(P<0.05)，顯著降低了糞便中擬桿菌門(mén)和疣微菌門(mén)相對(duì)豐度(P<0.05)。飼糧添加丙酸鉻顯著提高了糞便中放線菌門(mén)(Actinobacteria)相對(duì)豐度(P<0.05)。

由圖4和表6可知，在屬水平上，各組山羊糞便的優(yōu)勢(shì)菌屬均為瘤胃球菌科_UCG-005(Ruminococcaceae_UCG-005)和艾克曼菌屬(Akkermansia)。飼糧添加精料顯著降低了糞便中艾克曼菌屬和理研菌科_RC9_腸道群(Rikenellaceae_RC9_gut_group)相對(duì)豐度(P<0.05)，顯著提高了糞便中瘤胃球菌科_UCG-005(Ruminococcaceae_UCG-005)、瘤胃球菌科_UCG-010(Ruminococcaceae_UCG-010)、克里斯滕森菌科_R-7(Christensenellaceae_R-7_group)、普雷沃菌屬_1(Prevotella_1)相對(duì)豐度(P<0.05)。飼糧添加丙酸鉻顯著提高了糞便中擬桿菌屬(Bacteroides)相對(duì)豐度(P<0.05)。

Others：其他；Actinobacteria：放線菌門(mén)；Tenericutes：軟壁菌門(mén)；Cyanobacteria：藍(lán)藻菌門(mén)；Spirochaetes：螺旋菌門(mén)；Proteobacteria：變形菌門(mén)；Verrucomicrobia：疣微菌門(mén)；Bacteroidetes：擬桿菌門(mén)；Firmicute：厚壁菌門(mén)。

表5 飼糧精料和丙酸鉻水平對(duì)雷州山羊糞便菌群門(mén)水平相對(duì)豐度的影響

Others：其他；Alistipes：另枝菌屬；Prevotella_1：普雷沃菌屬_1；Ruminococcaceae_UCG-013：瘤胃球菌科_UCG-013；Christensenellaceae_R-7：克里斯滕森菌科_R-7；Ruminococcaceae_UCG-010：瘤胃球菌科_UCG-010；Bacteroides：擬桿菌屬；Rikenellaceae_RC9_gut：理研菌科_RC9_腸道群；Akkermansia：艾克曼菌屬；Ruminococcaceae_UCG-005：瘤胃球菌科_UCG-005。

表6 飼糧精料和丙酸鉻水平對(duì)雷州山羊糞便菌群屬水平相對(duì)豐度的影響

續(xù)表6項(xiàng)目Items組別 GroupsⅠⅡⅢⅣSEMP值 P-value精料Concentrate丙酸鉻Chromium propionate精料×丙酸鉻Concentrate×chromium propionate艾克曼菌屬Akkermansia0.1400.0650.1340.0640.0120.010.890.91理研菌科_RC9_腸道群Rikenellaceae_RC9_gut_group0.0800.0590.0870.0590.0040.020.420.99Coprostanoligenes0.0670.0760.0750.0810.0200.070.130.68擬桿菌屬 Bacteroides0.0540.0470.0800.0590.0030.600.010.33瘤胃球菌科_UCG-010Ruminococcaceae_UCG-0100.0490.0990.0550.0800.0060.040.550.29克里斯滕森菌科_R-7Christensenellaceae_R-70.0490.0680.0480.0630.0030.020.680.79瘤胃球菌科_UCG-013Ruminococcaceae_UCG-0130.0300.0120.0110.0070.0040.150.120.33普雷沃菌屬_1Prevotella_10.0390.0520.0400.0520.0020.030.960.97另枝菌屬Alistipes0.0330.0250.0360.0300.0020.140.420.73其他 Others0.3850.3920.3340.3910.0120.200.300.31

2.3.4 雷州山羊糞便菌群屬水平相對(duì)豐度對(duì)豐度與糞便發(fā)酵參數(shù)的相關(guān)分析

圖5展示了山羊糞便菌群屬水平相對(duì)豐度(排名前20的菌屬)與糞便發(fā)酵參數(shù)的相關(guān)分析。NH3-N含量與uncultured_bacterium_f_Muribaculaceae(P=0.021)和未分類(lèi)O型擬桿菌屬(uncultured_bacterium_o_Bacteroidales)(P=0.043)相對(duì)豐度呈顯著負(fù)相關(guān)；乙酸含量與產(chǎn)糞甾醇菌屬(Coprostanoligenes_group)(P=0.036)、索氏梭菌屬(Paeniclostridium)(P=0.035)、瘤胃球菌科_UCG-005(P=0.037)、瘤胃球菌科_UCG-010(P=0.022)、克里斯滕森菌科_R-7(P=0.024)和瘤胃球菌科_UCG-013(P=0.013)相對(duì)豐度呈顯著正相關(guān)，與艾克曼菌屬(P=0.003)和理研菌科_RC9_腸道群(P=0.024)相對(duì)豐度呈顯著負(fù)相關(guān)；丙酸含量與瘤胃球菌科_UCG-010(P=0.035)和產(chǎn)糞甾醇菌屬(P=0.012)相對(duì)豐度呈顯著正相關(guān)；異丁酸含量與瘤胃球菌科_UCG-010(P=0.024)和產(chǎn)糞甾醇菌屬(P=0.043)相對(duì)豐度呈顯著正相關(guān)；總揮發(fā)性脂肪酸含量與產(chǎn)糞甾醇菌屬(P=0.013)、索氏梭菌屬(P=0.028)、瘤胃球菌科_UCG-005(P=0.037)、瘤胃球菌科_UCG-010(P=0.012)、克里斯滕森菌科_R-7(P=0.027)和瘤胃球菌科_UCG-013(P=0.020)相對(duì)豐度呈顯著正相關(guān)，與艾克曼菌屬(P=0.003)、理研菌科_RC9_腸道群(P=0.027)和另枝菌屬(P=0.044)相對(duì)豐度呈顯著負(fù)相關(guān)。

3 討 論

3.1 飼糧精料和丙酸鉻水平對(duì)雷州山羊生長(zhǎng)性能的影響

生長(zhǎng)速度是體現(xiàn)動(dòng)物飼養(yǎng)水平的主要指標(biāo)，幼齡雷州山羊瘤胃發(fā)育不完全，對(duì)于粗飼料的利用能力較差，所以適當(dāng)?shù)奶岣呔纤接欣诔浞职l(fā)揮其生長(zhǎng)潛力。本試驗(yàn)中，飼糧添加精料顯著提高了雷州山羊的平均日增重和總增重，可見(jiàn)補(bǔ)飼精料會(huì)使飼糧養(yǎng)分?jǐn)z入水平和平均日增重提高，這與劉嘉等[14]研究結(jié)果相似。飼糧中添加丙酸鉻未顯著影響雷州山羊的干物質(zhì)采食量和總增重，表明飼糧丙酸鉻水平對(duì)雷州山羊生長(zhǎng)性能影響較小，Kumar等[15]研究也發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)飼無(wú)機(jī)鉻對(duì)水牛犢的養(yǎng)分消化率和生長(zhǎng)性能沒(méi)有顯著影響。

Akkermansia：艾克曼菌屬；Alistipes：另支菌屬；Bacteroides：擬桿菌屬；Christensenellaceae_R-7：克里斯滕森菌科_R-7；Lachnospiraceae_NK4A136：毛螺菌科_NK4A136；Paeniclostridium：索氏梭菌屬；Rikenellaceae_RC9_gut_group；理研菌科_RC9_腸道群；Romboutsia：羅姆布茨菌屬；Ruminococcaceae_NK4A214：瘤胃球菌科_NK4A214；Ruminococcaceae_UCG-002：瘤胃球菌科_UCG-002；Ruminococcaceae_UCG-005：瘤胃球菌科_UCG-005；Ruminococcaceae_UCG-010：瘤胃球菌科_UCG-010；Ruminococcaceae_UCG-013：瘤胃球菌科_UCG-013；Ruminococcus_1：瘤胃球菌屬_1；Coprostanoligenes_group：產(chǎn)糞甾醇菌屬；uncultured_bacterium_f_F082：未分類(lèi)的f_F082桿菌屬；uncultured_bacterium_f_Ruminococcaceae：未分類(lèi)f型瘤胃球菌科；uncultured_bacterium_o_Bacteroidales：未分類(lèi)O型擬桿菌屬；NH3-N：氨態(tài)氮；Acetate：乙酸；Propionate：丙酸；Isobutyrate：異丁酸；Butyrate：丁酸；TVFA：總揮發(fā)性脂肪酸。

3.2 飼糧精料和丙酸鉻水平對(duì)雷州山羊糞便發(fā)酵參數(shù)的影響

NH3-N和VFA是評(píng)價(jià)反芻動(dòng)物胃腸道發(fā)酵參數(shù)的主要指標(biāo)，間接反映了其內(nèi)環(huán)境狀況和健康水平。NH3-N是飼料蛋白質(zhì)、肽、氨基酸及其他含氮化合物在胃腸道內(nèi)分解的終產(chǎn)物，是微生物合成菌體蛋白的主要原料。研究表明，NH3-N含量主要受飼糧蛋白質(zhì)水平、飼糧來(lái)源和精粗比等的影響，當(dāng)增加飼糧精料比時(shí)，胃腸道內(nèi)降解蛋白質(zhì)含量增加，NH3-N含量也隨之增加[16]。本試驗(yàn)中，各組山羊糞便NH3-N含量無(wú)顯著差異，但添加精料后糞便NH3-N濃度呈增加趨勢(shì)，表明飼糧精料水平可以影響后腸道中氮代謝。胡丹丹[17]研究表明，高精料組和低精料組奶牛瘤胃中NH3-N濃度無(wú)顯著差異，但隨著飼糧中精料水平的增加，NH3-N含量呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，與本試驗(yàn)結(jié)果相似。

VFA是反芻動(dòng)物能量利用過(guò)程中重要的中間產(chǎn)物，主要受飼糧組成的影響，隨著飼糧精料水平的増加，提高了過(guò)瘤胃淀粉比例，未被小腸消化吸收完全的淀粉則可以達(dá)到后腸道，改變后腸道中VFA比例和含量[18]。本試驗(yàn)中，飼糧添加精料顯著提高了雷州山羊糞便中乙酸、丙酸、異丁酸和總揮發(fā)性脂肪酸含量，并顯著降低了乙酸/丙酸，表明飼糧精料水平可影響反芻動(dòng)物后腸道碳水化合物的發(fā)酵產(chǎn)物和微生物區(qū)系，進(jìn)一步影響后腸道健康。Li等[19]和Ye等[20]研究也發(fā)現(xiàn)，飼糧添加精料會(huì)增加奶牛和山羊后腸道丙酸、丁酸及總揮發(fā)性脂肪酸含量。本試驗(yàn)中，飼糧添加丙酸鉻對(duì)雷州山羊糞便發(fā)酵參數(shù)沒(méi)有顯著影響。Besong等[21]研究也發(fā)現(xiàn)，在肉牛飼糧中補(bǔ)充鉻對(duì)其瘤胃液中各發(fā)酵參數(shù)沒(méi)有顯著影響，表明飼糧鉻含量對(duì)于胃腸道發(fā)酵參數(shù)影響較小。

3.3 飼糧精料和丙酸鉻水平對(duì)雷州山羊糞便微生物區(qū)系的影響

本試驗(yàn)中，各組覆蓋度均高于99%，說(shuō)明測(cè)序樣品取樣充分。因此，本次測(cè)序結(jié)果能真實(shí)地反映雷州山羊糞便細(xì)菌群落種類(lèi)和結(jié)構(gòu)。糞便樣品的α多樣性分析可反映微生物群落的豐富度和多樣性。Ace指數(shù)和Chao指數(shù)越大，群落豐富度越高；Shannon指數(shù)越大，群落多樣性越高；Simpson指數(shù)越小，群落多樣性越高[22]。本試驗(yàn)中，飼糧添加精料提高了雷州山羊糞便菌群的多樣性和豐富度，而飼糧添加丙酸鉻及精料和丙酸鉻的互作對(duì)雷州山羊糞便菌群沒(méi)有顯著影響，表明提高飼糧中精料水平可以促進(jìn)后腸道菌群生長(zhǎng)，增加腸道菌群的多樣性。

本研究發(fā)現(xiàn)，雷州山羊糞便菌群在門(mén)水平上以擬桿菌門(mén)和厚壁菌門(mén)為主要優(yōu)勢(shì)菌，占總菌的90%以上，這與過(guò)去關(guān)于反芻動(dòng)物糞便微生物的研究結(jié)果[23]一致。厚壁菌門(mén)與碳水化合物和蛋白質(zhì)的吸收有關(guān)，而擬桿菌門(mén)在非纖維物質(zhì)的降解中發(fā)揮重要作用[24]。本試驗(yàn)中，飼糧添加精料對(duì)糞便的優(yōu)勢(shì)菌門(mén)種類(lèi)沒(méi)有影響，但提高了厚壁菌門(mén)的相對(duì)豐度，降低了擬桿菌屬的相對(duì)豐度。Ley等[25]研究表明，與瘦小鼠相比較，肥胖小鼠腸道中擬桿菌門(mén)的數(shù)量有所減少，而厚壁菌門(mén)的數(shù)量增多，表明飼糧碳水化合物水平會(huì)影響后腸菌群的相對(duì)豐度。疣微菌門(mén)具有誘導(dǎo)和調(diào)節(jié)免疫的能力，腸道微生物可能通過(guò)干預(yù)它來(lái)達(dá)到調(diào)節(jié)免疫的目標(biāo)[26]。本試驗(yàn)中，飼糧添加精料顯著降低了疣微菌門(mén)的相對(duì)豐度，表明高精料飼喂可能會(huì)降低雷州山羊的后腸道免疫性能。放線菌能產(chǎn)生大量的、種類(lèi)繁多的抗生素，可以消滅致病菌群，進(jìn)而保護(hù)宿主，部分放線菌還可以產(chǎn)生蛋白酶等多種酶，幫助宿主消化分解飼糧[27]。本試驗(yàn)中，飼糧添加丙酸鉻提高了糞便中放線菌門(mén)的相對(duì)豐度，表明丙酸鉻可能會(huì)抑制腸道中致病菌的繁殖，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化，進(jìn)一步影響生長(zhǎng)性能。

在屬水平上，各組優(yōu)勢(shì)菌屬為瘤胃球菌科_UCG-005和艾克曼菌屬。研究表明，艾克曼菌屬定居在腸道的黏膜層，與增加黏液厚度和增強(qiáng)腸道屏障功能方面有關(guān)，艾克曼菌屬數(shù)量的增加有助于炎癥性腸病癥狀的緩解[28]。在本試驗(yàn)中，飼糧添加精料降低了雷州山羊糞便中的艾克曼菌屬相對(duì)豐度，表明增加精料在提高雷州山羊生長(zhǎng)性能的同時(shí)可能會(huì)引起后腸道的黏膜炎癥。Liu等[29]研究表明，高谷物飼糧導(dǎo)致山羊盲腸內(nèi)容物和盲腸黏膜相關(guān)微生物群相對(duì)豐度的變化，并且造成了局部炎癥。最近的一項(xiàng)研究表明，隨著腹瀉的嚴(yán)重程度增加，麝鹿糞便中理研菌科_RC9_腸道群的相對(duì)豐度顯著降低[30]。在本試驗(yàn)中，飼糧添加精料使雷州山羊腸道內(nèi)的理研菌科_RC9_腸道群下降，表明飼糧添加精料可能會(huì)引發(fā)腹瀉。王夢(mèng)雅等[31]研究表明，飼糧高精料水平在提高奶牛生長(zhǎng)性能的同時(shí)會(huì)使糞便結(jié)構(gòu)松軟，出現(xiàn)泡沫狀糞便或腹瀉。

瘤胃菌科是厚壁菌門(mén)中一種革蘭氏陰性菌，可通過(guò)產(chǎn)生的纖維素酶和半纖維素酶分解瘤胃內(nèi)粗纖維產(chǎn)生乙酸[22]，其相對(duì)豐度與宿主的飼料利用率(如蛋白質(zhì)水解、淀粉消化吸收)和揮發(fā)性脂肪酸的代謝呈正相關(guān)[32]。本試驗(yàn)中，飼糧添加精料提高了糞便中瘤胃球菌科_UCG-005屬和瘤胃球菌科_UCG-010的相對(duì)豐度，從相關(guān)分析表明，瘤胃球?qū)倥c乙酸和總揮發(fā)性脂肪酸含量呈顯著正相關(guān)，也說(shuō)明了瘤胃菌科參與VFA代謝。普雷沃氏菌是蛋白質(zhì)降解菌的一種，對(duì)于蛋白質(zhì)的降解發(fā)揮著積極的作用，瘤胃內(nèi)較高的普雷沃氏菌相對(duì)豐度可提高蛋白質(zhì)的降解利用水平[33]。本試驗(yàn)中，飼糧添加精料提高了糞便中普雷沃氏菌相對(duì)豐度，所以普雷沃氏菌在糞便微生物中的群落分布理論上與飼糧蛋白質(zhì)水平呈正相關(guān)。王堯悅等[34]研究表明，隨著飼糧蛋白質(zhì)水平的提高，灘羊瘤胃屬水平上的普雷沃氏菌屬的數(shù)量呈線性增長(zhǎng)的趨勢(shì)。擬桿菌屬產(chǎn)生的纖維素酶可分解纖維素并使動(dòng)物能夠更好地吸收[35]。本試驗(yàn)中，飼糧添加丙酸鉻提高了糞便中擬桿菌屬相對(duì)豐度，表明添加丙酸鉻顯著提高了糞便纖維降解菌的相對(duì)豐度，提高了腸道對(duì)纖維素的降解率。

4 結(jié) 論

① 飼糧添加精料可提高雷州山羊的平均日增重和總增重，改善糞便發(fā)酵參數(shù)，提高糞便微生物的豐富度，但存在降低后腸道免疫性能和引發(fā)炎癥的風(fēng)險(xiǎn)。

② 飼糧添加丙酸鉻可提高糞便中纖維降解菌和放線菌的相對(duì)豐度，抑制腸道中致病菌的繁殖。

③ 精料和丙酸鉻的交互作用較小。