论文部分内容阅读
牦牛是青藏高原的关键物种,这种唯一生存于高寒极端环境中的大型反刍家畜对气候环境和营养胁迫具有极强的适应能力。由于季节间天然牧草在质和量上的显著差异所形成的营养胁迫,导致放牧牦牛无法突破春乏、夏饱、秋肥、冬瘦的生产模式,这对牦牛的繁衍与生产造成了致命的影响。近年来,通过饲粮营养调控缓解牦牛在冷季掉膘、提高其生产性能受到了人们极大的关注,与此相关的研究日益深入和细致。但冷季补饲如何提高牦牛能量利用效率和有效应对季节性营养匮乏的瘤胃脂肪酸代谢和机体脂肪运转的分子机理尚不明晰。本文以去势牦牛为研究对象,试验按随机分组设计,分为3组,通过冷季饲喂不同能量水平饲粮(低能NEg:5.5 MJ/kg、中能NEg:6.2 MJ/kg、高能NEg:6.9 MJ/kg),比较研究了饲粮能量水平对牦牛生产性能、瘤胃微生物群落结构、短链挥发性脂肪酸(VFA)吸收转运和肝脏、皮下脂肪及肌肉中脂肪代谢的影响,旨在初步揭示能量饲料对牦牛机体脂肪代谢过程的分子调控机制,为提高饲料能量利用率和牦牛的科学饲养提供依据。本研究取得的主要结果如下:1、饲粮能量水平对牦牛生产性能、血液生化指标和激素水平的影响饲喂不同能量水平饲粮显著提高了牦牛生产性能,试验期牦牛干物质采食量(ADFI)随能量水平的升高显著下降(P﹤0.05),但各组牦牛平均日增重(ADG)、饲料转化效率、胴体重、屠宰率以及背膘厚度均随能量水平的升高显著增加(P﹤0.05)。当饲喂高能饲料时(NEg:6.9 MJ/kg),牦牛的ADG达到了1013 g/d,在此能量水平下,产生的利润也最多。同时,高能组牦牛血清中葡萄糖(GLU)、胆固醇(CH)、游离脂肪酸(NEFA)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)浓度显著高于低能组(P﹤0.05)。饲粮能量水平升高显著提高(P﹤0.05)了血清中胰岛素(INS)、胰岛素样生长因子1(IGF-1)、胰岛素样生长因子2(IGF-2)的水平,但牦牛血清中生长激素(GH)浓度却随能量水平升高显著降低(P﹤0.05)。2、饲粮能量水平对牦牛瘤胃发酵参数、微生物多样性以及瘤胃上皮中VFA转运载体表达的调控饲粮能量水平显著影响瘤胃VFA的产生,其中乙酸、丙酸、丁酸及总VFA含量随饲粮能量水平升高显著增加(P﹤0.05)。研究表明,瘤胃上皮中参与短链挥发性脂肪酸吸收和转运的MCT1、AE2、DRA和PAT1在mRNA水平和蛋白质水平的表达量都随饲粮能量水平的升高而显著升高(P﹤0.05)。16S rRNA测序结果显示,牦牛瘤胃细菌主要由厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)组成,其所占比例分别约为50%和40%左右。高能组黏胶球形菌门(Lentisphaerae)和螺旋体门(Spirochaetes)相对丰度显著高于低能组和中能组(P﹤0.05)。高能组牦牛瘤胃中Erysipelotrichaceae、Succiniclasticum、Prevotella、Treponema、Victivallis等作为优势菌群参与瘤胃非结构性碳水化合物降解和VFA产生途径。3.饲粮能量水平对牦牛肝脏、皮下脂肪及肌肉中脂肪代谢的影响肝脏和皮下脂肪中参与脂肪合成的基因PPARγ、FASN、ACC、SCD、LPL、DGAT-1 mRNA表达量随饲粮能量水平增加显著升高(P﹤0.05),参与脂肪分解的基因ATGL mRNA表达量随之降低(P﹤0.05)。此外,皮下脂肪中参与脂肪分解的基因HSL和CPT-1的表达水平也随能量水平升高而显著降低(P﹤0.05)。肝脏和皮下脂肪中参与脂肪合成的酶FASN、ACC、SCD、LPL、DGAT-1活性随能量水平升高显著增加(P﹤0.05),而参与脂肪分解的酶ATGL活性则显著降低(P﹤0.05)。皮下脂肪中参与脂肪分解过程的酶HSL和CPT-1活性随能量水平升高显著降低(P﹤0.05)。饲粮能量水平升高显著提高牦牛背最长肌中PPARγ、FASN、ACC、SCD基因的mRNA表达水平(P﹤0.05),且使背最长肌中肌内脂肪含量以及饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸的总含量显著升高(P﹤0.05)。各组中C16:0,C18:0和C18:1n9c含量均占有较大比例,并随饲粮能量水平的升高显著增加(P﹤0.05)。综上所述,在传统放牧模式下提高饲粮能量水平可有效减少牦牛冷季掉膘,提高其生产性能。饲喂高能量水平饲粮可使瘤胃中参与非结构性碳水化合物降解及生成VFA相关细菌丰度增加,VFA产生量升高,同时瘤胃上皮中VFA转运载体表达量上调,VFA被转运进入血液循环,以此提供脂肪代谢所需的底物。研究结果进一步表明,肝脏和皮下脂肪中参与脂肪合成的基因随能量水平升高显著上调,体内脂肪合成速率增加,脂肪沉积加快;背最长肌中脂肪合成基因的上调有效促进了肌肉中脂肪酸的合成,脂肪酸沉积量增加,从而提高了饲粮能量转化效率。本试验首次全面解析了不同能量水平下牦牛脂肪代谢的分子机理,为牦牛营养精准调控和生产性能的提高奠定了重要的科学和理论基础。