犊牛是牦牛生产持续高质量发展的基础,科学的犊牛饲养策略是牦牛高效繁殖的基础,提高牦牛养殖效率须从犊牛早期培育抓起。当前牦牛犊的培育主要采用哺乳+放牧饲喂方式,哺乳时间5-6个月,平均哺乳量仅1.29 kg/d,加之此时放牧采食的营养有限,导致日粮营养供给与犊牛生长需要间不平衡问题突出,严重影响犊牛生长发育质量和成年后生产性能发挥;同时,犊牛不断奶致使母牦牛不能适时配种,降低繁殖性能。因此,在保证牦牛犊牛生长发育良好的前提下,实施适时断奶培育对牦牛产业提质增效发展具有重要意义。本研究采用饲养试验、屠宰试验和基因测序分析技术,系统地研究“哺乳+放牧”与“代乳+补饲”培育方式对牦牛犊牛生长性能和消化道发育的影响,探究代乳+补饲培育方式调节哺乳期牦牛犊牛生长和瘤胃发育的分子机制,为高原地区牦牛犊牛早期培育提供理论依据。试验一培育方式对牦牛犊牛生长性能、脏器发育和血液指标的影响选取30日龄公牦牛犊20头,等分为4组,SA组:代乳粉+补饲开食料与苜蓿干草组;S组:代乳粉+补饲开食料组;A组:代乳粉+补饲苜蓿干草组;MG组:哺乳+放牧组。试验期间SA、S和A组的犊牛单独饲喂,饲喂相同的代乳粉,同时按各试验分组自由采食开食料和苜蓿干草,自由饮水;MG组牦牛犊采用跟随母牛哺乳加放牧的饲喂方式,自由饮水。试验期90 d。试验结束后测定体重和体尺,采集血液后屠宰所有试验牛取样,测定胴体重和脏器重量。结果表明,SA组、S组、A组和MG组的牦牛犊体重分别为87.90±0.71 kg、70.70±1.45 kg、77.10±2.36 kg和64.50±3.34 kg,日增重分别为562.9±16.6 g、422.45±31.4 g、482.0±8.1 g和358.1±15.9 g,代乳+补饲组体重和日增重均显著高于哺乳+放牧组(P<0.01);相比哺乳+放牧饲喂,代乳+补饲(SA组)饲喂显著提高了牦牛犊的干物质采食量和胴体重(P<0.01),显著提高了饲料转化效率(P<0.05)。同时,SA组牦牛犊的胸围、体高和体长均显著高于MG组(P<0.05),SA组牦牛犊的心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏及胸腺重量均显著高于MG组(P<0.05);SA、S和A组牦牛犊的血清ALB、BUN、Ca及P含量均显著高于MG组(P<0.05),SA组和A组的血清TP含量显著高于MG组(P<0.05)。综上,与哺乳+放牧相比,代乳+补饲培育方式显著提高了牦牛犊的干物质采食量,提高了营养物质摄入水平,增加了体重、体尺和脏器重量,有效挖掘了哺乳期牦牛犊的生长潜力。试验二培育方式对牦牛犊牛瘤胃发酵、消化酶活性和上皮组织发育的影响明确了代乳+补饲显著提高哺乳期牦牛犊的生长性能和脏器重量发育,本试验进一步研究代乳+补饲培育方式对牦牛犊瘤胃形态及功能发育的影响。采集试验一牦牛犊的瘤胃液、食糜及上皮组织样品,采用组织形态观察、ELISA、实时定量PCR和转录组学测序的研究方法,观测瘤胃发酵、消化酶活性和瘤胃上皮组织形态等指标,并进行瘤胃组织基因表达的转录组学测序与分析。结果表明,SA组和S组牦牛犊的瘤胃丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸及总挥发酸浓度均显著高于MG组(P<0.05)。A组牦牛犊的瘤胃羧甲基纤维素酶和果胶酶活力均显著高于MG组(P<0.01)。SA组、S组和A组牦牛犊的瘤胃乳头长度均显著高于MG组(P<0.05),SA组和S组的瘤胃乳头宽度均显著高于MG组(P<0.05)。与MG组相比,SA组牦牛犊的瘤胃组织显著差异表达基因1130个,其中高表达基因418个,低表达基因712个;S组的瘤胃组织显著差异表达基因1511个,其中高表达基因463个,低表达基因1047个;A组的瘤胃组织显著差异表达基因1460个,其中高表达基因516个,低表达基因944个。可以看出,与哺乳+放牧相比,代乳+补饲显著增强了牦牛犊的瘤胃发酵能力和消化酶活性,促进了瘤胃上皮形态发育。代乳+补饲显著改变了哺乳期牦牛犊的瘤胃发育相关基因差异表达,差异表达基因主要涉及瘤胃上皮的发育、代谢及免疫等生物学过程,KEGG显著性富集通路多与免疫调节相关,说明代乳+补饲培育方式正向调控了哺乳期牦牛犊的瘤胃健康发育。试验三培育方式对牦牛犊牛肠道组织形态、消化酶活性和黏膜免疫的影响试验二得出代乳+补饲促进了牦牛犊的瘤胃形态与功能发育,本试验继续探究代乳+补饲对哺乳期牦牛犊肠道形态与功能发育的影响。采集试验一牦牛犊的小肠上皮组织、黏膜及食糜样品,采用组织切片观察和ELISA法,观测牦牛犊的肠道组织形态、消化酶活性和黏膜免疫等指标。结果表明,SA组牦牛犊十二指肠、空肠和回肠的上皮绒毛长度和隐窝深度均显著高于MG组(P<0.01),且十二指肠、空肠和回肠的上皮绒毛长度和隐窝深度均表现为SA组>S组>A组(P<0.01)。SA组、S组和A组牦牛犊十二指肠和空肠的α淀粉酶和空肠的胰蛋白酶活性均显著高于MG组(P<0.01),但MG组牦牛犊十二指肠和空肠的脂肪酶活性均显著高于SA组、S组和A组(P<0.01)。SA组牦牛犊十二指肠黏膜的IL-1β含量、空肠黏膜的SIg A、IFN-γ、IL-1β、IL-2和TNF-α含量以及回肠黏膜的IFN-γ和IL-1β含量均显著高于MG组(P<0.05)。综上,与哺乳+放牧相比,代乳+补饲培育方式显著提高了哺乳期牦牛犊的小肠上皮组织形态发育,增强了小肠前中段α淀粉酶和胰蛋白酶的分泌能力,提高了牦牛犊肠道的养分消化利用与免疫能力。试验四培育方式对牦牛犊牛消化道微生物区系组成的影响在前三个试验的基础上,本试验进一步研究不同培育方式对牦牛犊消化道微生物区系组成的影响,阐释代乳+补饲培育方式调控哺乳期牦牛犊消化道发育的微生物学机制。采集试验一牦牛犊的瘤胃、空肠、回肠和盲肠食糜样品,提取高质量的总DNA样品,进行瘤胃和肠道微生物V3-V4的16S r DNA高通量测序与分析。结果表明,与哺乳+放牧饲喂相比,代乳+补饲饲喂显著增加了牦牛犊消化道微生物菌群多样性和丰富度,这些菌属主要参与纤维和非纤维碳水化合物的利用,包括瘤胃中Atopobium、Clostridium＿XIVb、Acinetobacter、Oscillibacter、Dialister、Desulfovibrio、Bacteroides、Lachnospiracea＿incertae＿sedis和Clostridium＿sensu＿stricto菌属,空肠和回肠中Odoribacter、Lachnospira、Propionibacterium、Synergistes、Atopobium、Succiniclasticum、Anaerovibrio和Lachnospiracea＿incertae＿sedis菌属以及盲肠中Anaerovibrio、Succiniclasticum、Vulcaniibacterium、Synergistes、Eubacterium、Cellulosilyticum、Butyrivibrio、Parabacteroides、Lachnospiracea＿incertae＿sedis、Clostridium＿IV、Prevotella、Methanobrevibacter和Turicibacter菌属。同时,补饲开食料组牦牛犊的瘤胃、空肠、回肠和盲肠中主要参与淀粉利用和丙酸或丁酸产生的菌属显著增加,主要包括瘤胃中Prevotella、Oscillibacter、Anaerovibrio、Synergistes、Dialister和Clostridium Xl V菌属,空肠中Propionibacterium、Synergistes、Clostridium IV、Pseudobutyrivibrio、Prevotella、Succinivibrio和Bifidobacterium菌属,回肠中Brachybacterium、Propionibacterium、Clostridium Xl Vb、Eubacterium、Faecalibacterium、Clostridium Xl Va、Synergistes、Anaerovibrio和Prevotella菌属以及盲肠中Synergistes、Eubacterium、Pseudobutyrivibrio、Prevotella、Turicibacter、Methanobievibacter和Ruminococcus菌属。然而,补饲苜蓿干草组牦牛犊的纤维素分解和半纤维素分解相关细菌显著增加,包括瘤胃中Eubacterium、Butyrivibrio和Lachnospira菌属,空肠中Pseudobutyrivibrio和Saccharibacteria＿genera＿incertae＿sedis菌属,回肠中Saccharibacteria＿genera＿incertae＿sedis、Arthrobacter和Anaerovibrio菌属以及盲肠中Methanobievibacter、Olsenella、Vulcanilbacterium、Aquabacterium、Limnobacter、Caulobaceter和Tepidimonas菌属。综上,与哺乳+放牧相比,代乳+补饲开食料和苜蓿干草调节的胃肠道微生物菌群变化促进了牦牛犊的消化道功能发育,改变的微生物菌群提升了牦牛犊的养分利用和免疫稳态水平,进而提高了牦牛犊的生长发育质量。综上所述,牦牛犊牛在30日龄进行断奶,在饲喂代乳粉的基础上,实施早期补饲显著提高了牦牛犊的干物质采食量,补充了生长发育需要的营养素,提高了哺乳期牦牛犊的生长性能。代乳+补饲培育方式增加了牦牛犊消化道淀粉和纤维分解菌的种类及丰度,改变的微生物菌群及发酵产物促进了消化道形态与功能的早期发育,提高了黏膜免疫稳态水平,为高原地区牦牛犊的提质培育技术研究提供了重要依据。