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腹泻是奶牛的一种常见疾病,其在犊牛哺乳期发病率极高,严重威胁犊牛健康,并可能对后续生产性能造成不利影响。肠道菌群紊乱是引起犊牛腹泻的重要原因。随着高通量测序技术和多组学技术的广泛应用,人们对肠道微生物与犊牛腹泻关系的认识在不断加深。但不同牧场由于饲养管理及环境等复杂原因,其犊牛菌群结构及引起腹泻的微生物种类等可能存在特殊性,获知特定规模化牧场犊牛菌群结构与腹泻的关系,对该牧场犊牛腹泻的预防和治疗工作具有更好的指导作用。因此,本研究旨在分析特定牧场犊牛粪便菌群对腹泻的影响,为该牧场后续预防和治疗犊牛腹泻提供试验依据。本试验选择48头母犊牛,从初生到断奶后一周,记录每天的腹泻评分。采集血液和直肠粪便样本,检测部分生理生化指标,通过16S rDNA测序技术分析犊牛的粪便菌群结构,并运用关联分析和模型预测探究粪便菌群在犊牛腹泻中发挥的作用。试验结果如下:(1)该牧场犊牛全期腹泻率为6.40%,在15日龄开始使用替换代乳粉至45日龄之间的腹泻率为10.68%。腹泻过程中,犊牛粪便菌群结构发生极大变化,35日龄腹泻犊牛的α多样性指数(Ace、Chao1和Observed species)显著高于35日龄健康犊牛(P<0.01)。在相对丰度上,Bifidobacterium、Peptostreptococcus、Streptococcus和Eubacterium_hallii_group等丰度在15日龄腹泻犊牛中显著降低,unidentified_Oscillospiraceae、Allisonella、Sellimonas、Prevotella_9和Prevotellaceae_UCG-001等丰度在35日龄腹泻犊牛中显著降低(P<0.05)。在绝对数量上,Bifidobacterium数量在15日龄腹泻犊牛中显著降低,粪便总菌数、Faecalibacterium、Prevotella、unidentified_Oscillospiraceae等数量在35日龄腹泻犊牛中显著降低(P<0.05)。(2)直肠粪便中丁酸的绝对浓度在15日龄腹泻犊牛中显著降低,乙酸比例在15日龄腹泻犊牛中显著升高,丁酸比例在15日龄和35日龄腹泻犊牛中都显著降低(P<0.05)。血清中总抗氧化、丙二醛、球蛋白、IL-6以及直肠粪便中SIgA在35日龄健康犊牛和腹泻犊牛间无显著差异(P>0.05),但直肠粪便中连蛋白的含量在35日龄腹泻犊牛中显著升高(P<0.05)。抗生素耐药基因Fex A、BlaTEM、BlaCTX和BlaSHV普遍存在于犊牛粪便中,其中BlaTEM和BlaCTX的相对丰度受到犊牛日龄和腹泻状态的影响,35日龄腹泻犊牛的BlaTEM相对丰度高于15日龄腹泻犊牛(P<0.05),35日龄腹泻犊牛的BlaCTX相对丰度显著高于35日龄健康犊牛和15日龄腹泻犊牛(P<0.01)。(3)Megamonas(P<0.05,R=-0.37)、unidentified_Oscillospiraceae(P<0.01,R=-0.42)和Phascolarctobacterium(P<0.01,R=-0.50)相对丰度与粪便中乙酸比例显著负相关,Faecalibacterium(P<0.05,R=0.35)相对丰度与粪便中丁酸比例显著正相关。Alloprevotella(P<0.01,R=-0.68)、Prevotella(P<0.01,R=-0.59)和Sellimonas(P<0.05,R=-0.49)相对丰度与粪便中连蛋白显著负相关。Allisonella相对丰度与Ace(P<0.01,R=-0.59)、Chao1(P<0.01,R=-0.60)和Observed species(P<0.01,R=-0.56)指数显著负相关,而Romboutsia相对丰度与Ace(P<0.05,R=0.44)、Chao1(P<0.01,R=0.44)和Observed species(P<0.01,R=0.45)指数显著正相关。Megamonas(P<0.05,R=0.49)、Prevotella(P<0.01,R=0.60)等相对丰度与粪便总菌数显著正相关,Clostridium_sensu_stricto_1(P<0.01,R=-0.57)相对丰度与粪便总菌数显著负相关。Lactobacillus相对丰度与粪便BlaCTX(P<0.01,R=-0.33)和Fex A(P=0.02,R=-0.28)相对丰度显著负相关,而Escherichia Shigella相对丰度与粪便BlaSHV(P<0.05,R=0.26)相对丰度显著显著正相关。在健康犊牛的微生物互作网络中,Peptoclostridium、Erysipelotrichaceae_UCG-003、Alloprevotella、Blautia、Ruminococcus_torques_group等节点连接数多且处于网络中心位置。在腹泻犊牛中,Escherichia Shigella在整个网络中的参与度提高,而其他益生菌Bifidobacterium、Lactobacillus、Limosilactobacillus、Akkermansia等的参与度下降或消失。通过随机森林模型中对犊牛健康评分进行回归预测,预测得到的TOP 25菌属聚类成了彼此负相关的两大类。其中Prevotella_9等与犊牛健康评分显著正相关,Clostridium_sensu_stricto_1与犊牛健康评分显著负相关。综上,该牧场犊牛的腹泻情况十分普遍。腹泻期间,犊牛益生菌丰度降低,致病菌丰度升高。粪便菌群的结构和功能发生极大改变,且与犊牛粪便VFA、连蛋白和抗生素耐药基因等存在显著相关性。部分菌属在菌群互作网络中扮演重要作用,并对腹泻具有良好预测作用,是与犊牛腹泻相关的关键微生物。