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精准营养的目标是实现个性化的营养干预,改善动物的生产效率和福利,而了解个体间的营养代谢异质性及其机制是实现精准营养的前提。蛋氨酸是泌乳奶牛的第一限制性氨基酸,补充过瘤胃蛋氨酸（RPM）可改善奶牛生产性能,但其效果差异较大。造成效果差异的原因,大多研究在群体层面上进行简单分析,而未见从个体层面去关注这种差异并进行成因探究。因此,本研究首先通过剂量效应试验探究RPM对奶牛生产性能和瘤胃发酵的影响,确定最佳剂量（Part 1）;进而对泌乳奶牛补充最佳剂量RPM,观察其泌乳性能响应的个体差异（Part 2）,然后筛选出响应差异较大的两组牛,分别比较其补充RPM前后的瘤胃发酵与微生物差异（Part 3）和乳腺代谢（Part 4）差异,系统探究响应个体差异的成因。1.补充RPM对泌乳奶牛生产性能及代谢的影响（Part 1）选取60头健康泌乳中期荷斯坦奶牛（奶产量=34.0±5.77 kg/d,泌乳天数=168±12.7 d,胎次=2.87±0.96）,采用随机区组设计将奶牛随机分成4组,每组15头,在基础日粮上分别补充0（对照组）、15、30、60 g/d的RPM（Met有效含量77.6%）。正试期12周,每周连续两天记录奶产量、采集奶样,每两周连续两天测定采食量,第6和第12周采集血液和瘤胃液样品进行后续分析。结果发现,与对照组相比,补充RPM各组奶牛的奶产量、乳成分和采食量均无显著差异（P>0.10）,但从数值上看,补充30 g/d组奶牛的能量矫正乳（ECM）产量最高,且显著高于60 g/d组（P<0.05）。个体层面分析发现,与对照牛相比,有19头奶牛的奶产量提高,而26头奶牛的奶产量降低。没有发现补充RPM对瘤胃发酵参数的显著影响（P>0.10）。血液参数上,发现补充30 g/d RPM显著提高血浆Met、脯氨酸、总非必需氨基酸和总氨基酸的浓度（P<0.05）,显著降低血尿氮浓度（P<0.05）;补充60 g/d RPM显著降低了血浆丙二醛浓度（P<0.05）。以上结果表明,补充不同剂量RPM对奶牛生产性能无明显影响,但各组内个体差异较大;补充30 g/d RPM可改善奶牛氨基酸代谢,补充60 g/d可降低奶牛氧化应激;根据奶产量与RPM补充剂量建立回归方程,得出最佳补充量约为22.7 g/d。2.泌乳奶牛对RPM响应个体差异的研究（Part 2）选取120头健康泌乳中期荷斯坦奶牛（奶产量=33.6±6.50 kg/d,泌乳天数=111±11.9 d,胎次=1.6±0.70）,采用自身对照试验设计,试验共持续13周,前5周为适应期,后8周为正试期。正试期每头奶牛补充最佳剂量的RPM（20g/d,Met有效含量80%）,每天记录奶产量,每周采集奶样,每两周连续两天测定采食量,在第0、8周采集血液、粪便和尿液样品进行后续分析。结果发现,补充RPM后奶牛泌乳性能响应个体差异较大,其ECM、乳蛋白率、乳脂率和乳糖率的变化范围（变异系数）分别为-6.08～9.08 kg/d（231%）、-0.46～0.62%（3343%）、-1.06～1.45%（218%）和-0.34～0.49%（1036%）。根据统计功效分析,选择积极响应（Positive response,PR）与有限响应奶牛（Limited response,LR）各10头,进行后续分析。PR奶牛泌乳性能显著提高（P<0.05）,而LR奶牛保持下降（P<0.05）;PR奶牛干物质（P=0.10）和粗蛋白（P<0.01）的消化率有增加的趋势或显著增加,而LR奶牛养分消化率无明显变化（P>0.10）。氮代谢上,PR奶牛的牛奶氮产量显著提高（P<0.01）;LR奶牛的尿氮浓度（P=0.02）和尿氮产量（P=0.03）显著提高,而牛奶氮产量显著降低（P=0.01）。PR奶牛的血浆葡萄糖（P<0.01）、血尿氮浓度（P=0.02）显著降低,β-羟基丁酸浓度（P=0.05）显著提高;LR奶牛的血浆球蛋白（P=0.05）、肌酐（P<0.01）显著提高,总抗氧化状态显著降低（P<0.01）。以上结果表明,补充RPM后奶牛泌乳性能的响应存在较大个体差异;不同响应奶牛的表观消化率、氮代谢和血浆参数变化不尽一致,这可能是生产性能响应差异的原因,其机制需要进一步研究。3.不同响应奶牛瘤胃发酵及微生物差异的研究（Part 3）利用Part 2中选出的20头奶牛,在第0、8周采集其瘤胃液,分析瘤胃发酵参数,估算微生物蛋白产量,并利用16S r RNA测序分析瘤胃微生物多样性和组成。结果发现,PR奶牛瘤胃总挥发性脂肪酸（P=0.03）、乙酸（P<0.01）、丙酸（P=0.05）的浓度和微生物蛋白产量（P=0.01）均显著提高,异丁酸（P=0.10）、戊酸（P<0.01）、异戊酸（P=0.06）占总酸的比例显著降低或有降低趋势;而LR奶牛瘤胃戊酸浓度（P=0.03）显著降低,丁酸（P=0.04）、戊酸（P<0.01）和异戊酸（P=0.01）占总酸的比例均显著降低。微生物测序结果显示,PR奶牛从门水平到属水平共有40个细菌类群相对丰度显著提高（LDA>2）,有27个细菌类群相对丰度显著降低（LDA>2）,属水平上发现几种产乙、丙酸的微生物如Lachnospiraceae NK3A20 group（P=0.01）、Acetitomaculum（P=0.05）、Ruminococcus gauvreauii group（P=0.01）、unclassified（f）Lachnospiraceae（P=0.01）的相对丰度显著增加;而LR奶牛从门水平到属水平共有34个细菌类群的相对丰度显著降低（LDA>2）,有24个细菌类群的相对丰度显著升高（LDA>2）,属水平上发现几种产乙、丙酸的微生物如Prevotellaceae UCG-003（P=0.03）、unclassified（f）Prevotellaceae（P=0.02）、Lachnospiraceae XPB1014 group（P=0.01）的相对丰度显著降低。以上结果表明,不同响应奶牛的瘤胃发酵状态变化不一致,可能是由几种产乙、丙酸微生物的丰度变化差异所致,这可能也是生产性能响应差异的原因之一。4.不同响应奶牛乳腺代谢差异的研究（Part 4）本部分聚焦PR奶牛和LR奶牛补充RPM前后乳腺代谢的差异,在第0周、8周采集其牛奶、尾动脉和乳静脉血液,分析三者的氨基酸（AA）指标以反映乳腺对AA的摄取利用,分析牛奶代谢组反映乳腺的整体代谢情况。结果发现,PR奶牛乳腺血流量显著提高（P=0.05）,大部分AA的动脉供给量、乳腺摄取量、清除率、乳腺摄取量与牛奶排出量之比显著增加或有增加趋势（P<0.10）,说明其乳腺AA利用得到显著改善;LR奶牛乳腺血流量变化不显著（P=0.38）,大部分AA的动脉供给量、乳腺摄取量、清除率、乳腺摄取量与牛奶排出量之比的变化无显著差异（P>0.10）,其中半胱氨酸的这些指标显著降低或有降低趋势（P<0.10）,说明Met可能参与到乳腺半胱氨酸的合成代谢中。牛奶代谢组结果显示,PR奶牛中第8周生物素相对浓度显著升高（VIP>1,FC>2）,差异代谢物富集到与乳腺细胞增殖密切相关的嘌呤和嘧啶代谢通路,说明乳腺AA利用的改善可能与乳腺细胞的增殖有关;而LR奶牛中第8周L-Met相对浓度显著降低（VIP>1,FC<0.5）,差异代谢物富集到癌症中心碳代谢和赖氨酸降解等代谢通路,说明Met可能更多被非泌乳相关的代谢利用导致其存量减少,因而泌乳性能响应低。以上结果表明不同响应奶牛的乳腺Met代谢和利用途径有差异,这可能是导致乳腺AA摄取利用差异并影响泌乳性能响应差异的重要原因。综上所述,本研究首次报道奶牛泌乳性能对RPM的响应存在较大个体差异,并主要从瘤胃发酵和乳腺代谢等角度探究了响应差异的成因。发现不同响应奶牛之间其瘤胃内几种产乙、丙酸微生物丰度变化存在显著差异,导致瘤胃发酵参数也出现差异;同时发现不同响应奶牛乳腺在AA摄取利用、Met代谢利用上存在差异。结果提示,瘤胃微生物及其代谢产物、乳腺氨基酸代谢等方面存在的差异,可能是导致奶牛泌乳性能响应差异的重要原因。这些结果可为深入了解Met对奶牛生产性能的影响及未来实现精准饲养提供重要知识。