我国是世界上的牛奶消费大国,奶牛的养殖规模较大。奶牛作为反刍动物,可以利用单胃动物难降解的粗纤维物质并经过生理代谢将其转化为人类可以利用的奶、肉等动物性蛋白。肠道菌群在奶牛营养物质的消化代谢中具有关键作用,合理的肠道菌群可以明显的改善奶牛的生理健康水平、提高能量利用率。从微生物生态学角度出发,健康机体中肠道微生物群落相对稳定,同时受肠道内环境、生存环境和日粮等多种因素的影响。本论文以不同生长时期和不同饲养环境下的奶牛为研究对象,分别研究了奶牛肠道微生物的变化特征及其对海拔、土壤微生物环境变化的响应,并从机体肠道内源益生菌的新视角发现了奶牛肠道菌群与泌乳性能的关系。本课题主要从以下几个方面进行研究:1.为了探究不同生长期的奶牛肠道菌群变化规律,使用Hi Seq2500测序平台,对比分析了奶牛的哺乳期、断奶期、育成期、青年期、泌乳期和干奶期的肠道菌群结构组成及多样性特征,分析发现了肠道菌群与生长性能的变化规律,同时还发现肠道菌群中某些益生菌属与泌乳性能可能存在一定的相关性。差异性分析结果显示不同生长期的奶牛肠道菌群在门水平上保持相对稳定;随着犊牛的生长,肠道菌群逐渐定植,在育成前后多样性呈现“两段式”格局;此外,益生菌属中双歧杆菌属的丰度在泌乳期显著高于其他生长期,并与产奶量呈正相关关系。2.为了验证奶牛肠道益生菌属与泌乳性能的关系,对比分析了高海拔奶牛在泌乳期与非泌乳期的肠道菌群结构及多样性差异,着重对比了不同益生菌属的丰度变化。结果显示,高海拔奶牛肠道菌群结构在泌乳期和非泌乳期在门水平上没有明显变化,而在泌乳期少数菌属的丰度显著降低;肠道菌群的丰富度(α多样性)无显著差异,基于非加权的主坐标分析结果显示泌乳期与非泌乳期各自聚类明显;在泌乳期,益生菌属中双歧杆菌属的丰度显著高于非泌乳期,而其他两种益生菌属丰度差异不显著。3.为了探究奶牛肠道菌群对海拔因素的生态适应性,分析了高原奶牛与平原奶牛肠道菌群的差异。结果发现,二者在门水平保持相对稳定且存在主要核心菌属,高海拔奶牛肠道菌群与平原奶牛各自差异聚类明显,少数肠道菌属存在显著差异,双歧杆菌属在高海拔奶牛肠道菌群中相对丰度较低。4.为了探究不同养殖方式对高原奶牛肠道菌群的影响,对比分析了放牧与标准化圈养两种养殖方式下肠道菌群结构及多样性差异。分析结果表明,不同养殖方式的奶牛在门属水平上均存在差异显著的菌群,圈养产奶牛肠道菌群丰富度(α多样性)较高,且基于Unifrac距离的主坐标分析结果显示各自聚类明显。5.为了探究高原放牧区土壤微生物对奶牛肠道菌群的影响,分析了同一海拔不同生境的土壤微生物与放牧奶牛肠道微生物的关系。结果发现,不同自然环境下的土壤微生物菌群结构及多样性差异显著,其结构组成不同于牛肠道微生物,且高原放牧区奶牛肠道菌群与土壤微生物群落结构间某些菌属存在显著相关性;但是,不同放牧区奶牛肠道菌群并未随着土壤微生物的变化发生显著变化。通过研究可以得出结论,奶牛的肠道菌群是由核心菌群与可变菌群构成,且菌落结构在门水平上保持相对稳定,高原奶牛的肠道菌群可能对海拔表现了生态适应性,肠道微生物与土壤微生物在属水平上有相关关系,值得注意的是,我们发现肠道益生菌属(双歧杆菌属)的丰度与高原及平原标准化圈养奶牛的泌乳性能均存在相关性,且可能与产奶量的高低有关。