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脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)是革兰氏阴性菌(Gram Negative Bacteria,GNB)细胞壁的一个重要组成部分。在GNB大量死亡或快速生长的过程中,细胞壁破裂会释放大量LPS进入机体,引发各种疾病。现如今的奶牛饲养过程中,人们常提高奶牛饲粮中精料的比例来增加奶产量。奶牛短时间内摄入大量易降解饲料,在瘤胃内迅速发酵,产生较高浓度的挥发性脂肪酸(Volatile Fatty Acids, VFA),使瘤胃pH值降低,诱发亚急性瘤胃酸中毒(Sub-acute Ruminal Acidosis,SARA)。瘤胃内环境的改变会影响瘤胃内微生物区系,导致微生物死亡,大量LPS进入瘤胃和外周血液,进而对机体产生影响。为研究SARA过程中奶牛的生理和瘤胃内变化,我们对三头泌乳后期奶牛灌注不同剂量的LPS(Escherichia coli 0111:B4)建立动物模型,采集血液和瘤胃样品。通过检测血液样品研究LPS对奶牛生理的影响;然后通过测定瘤胃发酵产物探究LPS对瘤胃发酵的作用;最后对瘤胃内微生物区系进行分析,阐明LPS对瘤胃微生物区系的影响。1颈静脉灌注LPS对奶牛血液生化指标的影响本试验研究了脂多糖(LPS)对奶牛外周循环中血蛋白、血脂和氨基酸浓度的影响。试验选用3头泌乳后期,体重为500±25kg的奶牛。采用3×3拉丁方试验设计,LPS(Escherichia coli 0111:B4)灌注剂量为0、0.4和0.8μg/kg.BW,试验分3期进行,每期15 d。结果表明,灌注LPS显著提高了奶牛血液中尿素氮(P<0.05)和甘油三酯(P<0.05)的含量,极显著降低了白蛋白、球蛋白、总蛋白、总胆固醇、高密度脂蛋白和低密度脂蛋白的含量(P<0.01)。LPS灌注导致血液中葡萄糖水平极显著下降(P<0.01)。灌注LPS显著降低了奶牛血液中天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、甘氨酸、瓜氨酸、α-氨基正丁酸、异亮氨酸、精氨酸和脯氨酸的含量(P<0.05),但对缬氨酸、乌氨酸、赖氨酸、磷-丝氨酸、尿素、谷氨酸、氨基肥酸、丙氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、羟赖氨酸、组氨酸、Y-氨基正丁酸、1-甲基组氨酸、3-甲基组氨酸、乙醇胺、胱硫醚和肌肽含量无显著影响(P>0.05)。结果提示,颈静脉灌注LPS显著降低了奶牛血液中蛋白质、脂质和部分氨基酸的含量,研究推测,高精料下从消化道移位的LPS可能通过机体的免疫应答,影响奶牛血液中乳蛋白与乳脂前体物的含量。2颈静脉灌注LPS对奶牛瘤胃发酵的影响试验使用三头泌乳后期的经产奶牛,采用3×3拉丁方试验设计,分别灌注0、0.4、0.8μg/kg剂量的LPS (Escherichia coli 0111:B4),并对瘤胃指标进行测定。结果表明,灌注LPS使瘤胃pH显著降低(P<0.001),瘤胃内乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸、总挥发酸和氨氮的浓度随灌注剂量增加呈线性增加(P<0.001),瘤胃内乙丙比显著升高(P=0.006)。灌注LPS显著降低了精料和粗料中有机物降解率(P<0.001)。然而,灌注LPS对瘤胃上皮中Na+/K+ ATP酶的基因表达没有产生影响,元羧酸转运载体(MCT)1、2和4的表达同样没有受到影响(P>0.10)。结果表明,颈静脉灌注LPS显著影响了瘤胃发酵,但对VFA的吸收没有显著影响。3颈静脉灌注LPS对瘤胃内微生物区系的影响试验使用三头泌乳后期的经产奶牛,采用3×3拉丁方试验设计,研究灌注0、0.4、0.8μg/kg剂量的LPS (Escherichia coli 0111:B4)对瘤胃微生物区系的影响。PCOA分析显示,LPS处理的奶牛瘤胃微生物区系和生理盐水处理的奶牛有明显的差别。在门的水平上,与对照组相比,LPS显著升高了厚壁菌门的比例(P<0.05),同时降低了拟杆菌门、软皮菌门、螺旋体门、绿菌门和胶黏球形菌门的比例(P<0.05)。试验结果表明,灌注LPS显著影响了奶牛的瘤胃微生物区系。