延胡索酸二钠对早期断奶羔羊瘤胃发育及瘤胃微生物区系构建的影响

Morbidity rumen is the predominant reason restricting early weaning of lambs in sheep husbandry，which hinders the hibridization and reproduction of ewes,further retarding sheep husbandry development in China. Our primary study found that disodium fumarate improved daily gain of lamb and diversity of ruminal microbial population. However, the functional mechanisms and effects of disodium fumarate on ruminal development and microbial population construction are still unclear. Based on these results, we add disodium fumarate to diet of early lambs.lambs were slaughtered timely to make samples of ruminal contents and ruminal tissues. PCR-DGGE and real time PCR technique were used to study effects of disodium fumarate on lambs ruminal development,ruminal microbial population construction, main cellulose-decomposing bacteria numbers and functional gene expression of fumarate reducing bacteria(frdA). Slice technique is used to analyze the regulars of lambs ruminal development and effect of disodium fumarate on ruminal development. The results of this project will provide scientifical data for early weaning of lambs and draw applied theoretic support for application of disodium fumarate to lamb diet.

瘤胃发育不健全是羔羊早期断奶的主要制约因素，不仅影响羔羊的正常生长和生产性能，同时还会阻碍母羊的配种和繁殖率，进而影响了我国养羊业的发展。我们课题组初步的研究发现，延胡索酸二钠能够促进羔羊日增重，使瘤胃微生物区系多样性增加。然而，延胡索酸二钠对羔羊瘤胃发育和微生物区系构建的影响尚不清楚。在此基础上，本课题通过在早期断奶羔羊饲料中添加延胡索酸二钠，并定期屠宰不同日龄羔羊，采集瘤胃内容物和瘤胃组织，利用PCR-DGGE和real time PCR技术研究延胡索酸二钠对羔羊瘤胃微生物区系构建和主要纤维降解菌数量的影响，分析参与延胡索酸二钠代谢的还原菌功能基因frdA的表达,并利用切片技术分析羔羊瘤胃发育的规律及延胡索酸二钠对瘤胃发育的影响。 项目完成后，其研究结果将为羔羊早期断奶提供科学数据，为延胡索酸二钠在早期羔羊断奶日粮中的应用提供理论依据。

针对当前母羊带羔时间长，造成母羊繁殖率和利用率低下。本研究通过饲料中添加延胡索酸二钠，以期加快羔羊瘤胃发育，实现羔羊早期断奶，为母羊反季节繁殖提供物质基础。课题通过饲料中添加延胡索酸二钠，屠宰羔羊采集瘤胃内容物测定胃内环境指标，采集瘤胃壁组织和小肠段，分析胃肠道发育。利用高通量测序和荧光定量技术分析羔羊瘤胃微生物区系结构和其变化，分析血液生化指标变化规律及免疫球蛋白IgG水平变化。结果显示，1%组延胡索酸二钠显著提高羔羊日增重，日增重分别为99.86和155.30克/天。对照组，05%和1%组瘤胃内氨态氮浓度分别为7.36，5.71和5.69mol/L，乳酸为2.26，1.65和1.82mol/L，1%组显著提高瘤胃内VFA浓度，浓度为60.77和73.30mmol/L。瘤胃壁乳头长度增加，分别1709.33，1848.84和1866.07μm。十二指肠、空肠和回肠绒毛高度和绒毛高度/隐窝深度比值升高，十二指肠和空肠隐窝深度降低。血液总蛋白浓度提高，分别为56.75，61.91和63.51mmol/L，白蛋白浓度升高，分别为26.40，28.37和29.07mmol/L，球蛋白升高，分别为30.35，33.57和34.49mmol/L。免疫球蛋白IgG提高，分别为0.86，1.33和1.45mg/mL。高通量测序，利用Clean Data在QIIME中进行OUT picking分析，不同处理组微生物区系发生变化。瘤胃内细菌门水平主要是厚壁菌门和拟杆菌门，厚壁菌门51.50%，拟杆菌门41.58%。纲水平以梭菌纲、拟杆菌纲、无类别拟杆菌纲和黄杆菌纲为主，占总菌数量88.75%，其中梭菌纲48.67%，拟杆菌纲24.38%，无类别拟杆菌纲8.59%，黄杆菌纲7.11%。属水平以普雷沃氏菌属、无类别梭菌属、无类别拟杆菌属、无类别瘤胃球菌属、颤杆菌克属、无类别黄杆菌属、无类别毛螺菌属、无类别紫单胞菌属和瘤胃球菌属为主，占总菌数量60.90%。定量PCR仪分析黄化瘤胃球菌数量略有上升，但溶纤维丁酸弧菌和原虫数量下降。延胡索酸二钠可改善瘤胃内环境和免疫功能，改变瘤胃微生物区系，促进瘤胃及肠道发育，提高动物生产性能。