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为解决羔羊人工饲养和高碳水饮食引发的瘤胃问题,研究人员探究益生菌活酵母(LY)作用,发现其可稳定瘤胃生态。
在现代商业奶羊养殖中,为了追求更高的牛奶产量和经济效益,羔羊常常在早期就被迫与母亲分离,转而依靠代乳粉成长。这种人工饲养方式虽然满足了生产需求,却给羔羊的健康埋下了隐患。早期人工饲养的羔羊容易出现消化紊乱的情况,其胃肠道微生物群落也会发生改变,形成不良的生态模式。而且,当羔羊从喝奶过渡到食用固体饲料时,由于饲料以精饲料为主,淀粉含量高,在瘤胃中快速发酵,这不仅增加了代谢紊乱的风险,还可能导致瘤胃内有机酸(如乳酸)大量积累,破坏瘤胃 pH 值平衡。长此以往,瘤胃上皮屏障受损,影响羔羊的生长发育和健康。
为了攻克这些难题,来自多个研究机构的研究人员开展了一项极具意义的研究,相关成果发表在《Animal Feed Science and Technology》杂志上。研究人员旨在探究益生菌活酵母(Live Yeasts,LY)补充剂对羔羊瘤胃微生物结构、酶活性、挥发性脂肪酸(Volatile Fatty Acids,VFAs)浓度和组织学的影响,这些羔羊在早期生活到育肥期面临着人工饲养和高发酵碳水化合物饮食这两大挑战。
在研究过程中,研究人员采用了多种关键技术方法。首先,选取了 42 只雄性希俄斯羔羊,将其分为对照组(C)和益生菌 LY 补充组(P),并进行人工饲养。在饲养过程中,详细记录羔羊的饮食情况,精心设计基于大麦谷物的浓缩饲料,为后续研究提供稳定的实验条件。其次,在特定时间点采集瘤胃内容物和瘤胃壁样本。通过先进的 DNA 提取和宏基因组分析技术,深入研究瘤胃微生物群落;运用定量 PCR 分析特定瘤胃微生物的相对丰度;采用特定的酶活性检测方法和气相色谱技术,分别测定瘤胃的酶活性和 VFAs 浓度;对瘤胃组织进行组织学分析,观察其形态结构变化 。
研究结果表明:
- 瘤胃微生物群落:通过对瘤胃微生物群落的分析发现,虽然饮食处理和采样时间对微生物多样性(alpha 多样性)没有显著影响,但在 100 天时,两组的微生物群落结构(beta 多样性)发生了显著变化。在门、科、属水平上,多种细菌类群的相对丰度出现改变。例如,在 100 天时,P 组羔羊瘤胃中的蓝细菌(Cyanobacteria)相对丰度低于 C 组;C 组羔羊瘤胃中的疣微菌门(Verrucomicrobiota)在 100 天的相对丰度显著低于 45 天 。
- 瘤胃酶活性和挥发性脂肪酸浓度:在瘤胃酶活性和 VFAs 浓度方面,虽然瘤胃 pH 值在不同饮食处理间没有差异,但在 100 天时显著低于 45 天。P 组羔羊在 45 天时淀粉酶活性有增加趋势,100 天时两组羔羊的淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶和木聚糖酶活性均显著升高。100 天时,P 组羔羊的总 VFAs 浓度显著高于 C 组,多种 VFAs 浓度也显著增加,但 VFAs 的摩尔比例在饮食处理间没有显著差异。
- 瘤胃组织学:对瘤胃组织学的观察显示,两组羔羊瘤胃壁结构存在差异。P 组羔羊瘤胃黏膜上皮厚度均匀,各层结构清晰,而 C 组羔羊的上皮厚度不一,角化现象明显。同时,P 组的胶原和网状纤维排列更紧密,对黏膜的支持结构更好。
综合研究结果和讨论,益生菌酵母 S. cerevisiae CNCM I-1077 的添加有助于维持瘤胃微生物群落的稳定性,减轻高发酵碳水化合物饮食诱导的角质层过度角化现象。这一过程伴随着乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐浓度的增加,表明益生菌喂养的羔羊能量代谢得到了增强。然而,研究也发现,使用胃管法测量瘤胃 pH 值并不能有效预测瘤胃生态系统的变化或准确评估瘤胃功能紊乱的严重程度。未来的研究可以进一步探索这些组织学变化对羔羊终身性能和健康的影响。这项研究为改善羔羊瘤胃健康、优化奶羊养殖模式提供了重要的理论依据和实践指导,有望推动奶羊养殖业的可持续发展。