077 研究快报 | 改变瘤胃脂肪中脂肪酸的比例对育肥安格斯牛生长性能、脂质代谢、肠道屏障、盲肠微生物群和炎症的影响

文摘 2024-08-03 12:00 中国香港

研究背景

现代营养学认为，动物对脂肪的需求实际上是对脂肪酸（FA）的需求，因此动物营养领域开始关注个体FA代谢差异对动物生产性能的独特影响。

C16：0作为常规饲料原料或动物体内脂肪中含量最丰富的饱和脂肪酸（SFA），因其高效的能量效应而被广泛用于改善动物的生产性能，尤其是奶牛的生产性能。

Cis-9 C18：1在抗炎方面有着显著作用，对哺乳期的奶牛的研究还表明，增加其补充可以改善机体能量分布从而增加体重。

然而，目前依然尚不清楚C16：0和cis-9 C18：1如何通过体内差异代谢调节育肥牛的生长和健康。

本试验旨在用cis-9 C18:1部分替代C16:0对育肥牛的生产性能的影响，以及对肠道稳态的调节和炎症通路的影响，为肉牛的精准、高效、健康FA营养提供一定的理论依据

材料与方法

依据体重相近原则，选用30头21月龄安格斯牛，均分为三个组，每组10头。各组情况如下：

CON组（对照组）：不含额外脂肪；

PA：添加2.5%的棕榈酸钙盐；

MA：添加2.5%混合脂肪酸钙盐；

两种脂肪补充剂均为过瘤胃脂肪，各组脂肪添加量均为日粮干物质（DM）的2.5%，替代CON日粮中的沸石粉，其他成分相同。

在0、52和104 d时测定体重，计算得出平均日增重（ADG），记录每天的饲料量和余量以计算干物质摄入量（DMI），并且每周收集一次饲料样品，低温保存后再实验室进行养分分析（包括粗脂肪（EE）、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）、脂肪酸（FA）等）。

在0和104 d时在晨饲前采集血液，低温离心后于-20℃保存，用于后续分析。血液样本送测以测定测定甘油三酯（TG）和胆固醇（CHOL）。

免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白M（IgM）、免疫球蛋白A（IgA）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-6（IL-6）和白细胞介素-1β（IL-1β）、血浆中的二胺氧化酶（DAO）活性、D-乳酸、LPS和脂多糖结合蛋白（LBP）使用试剂盒测定。

在试验结束时，所有的公牛都被转移至屠宰场进行人道屠宰，将皮下脂肪、内脏脂肪解剖并称重。

取空肠组织、内脏脂肪（肠系膜）和盲肠内容物，用液氮冷冻后置-80℃冰箱，从空肠和内脏脂肪样品中提取总 RNA，用以后续q-PCR和微生物测序。

使用试剂盒提取盲肠内容物的DNA，并进行PCR扩增，扩增后测序并质控得到OUT，用于α多样性分析；计算评估微生物群的丰度，同时用于β多样性分析；使用R软件的“ggplot 1”包生成主坐标分析（PCoA）。

试验结果

生长性能与表型特征

在试验前期（0–52 d），PA 较CON 和 MA 显著提高了育肥公牛的 ADG。

这可能是因为补充脂肪后膳食能量浓度更高。

MA 相较于 PA 有降低 DMI 的趋势，但不显著，可能是由于脂肪酸组成的差异造成的。

在试验后期（52–104 d），DMI、ADG 和 FCR 不受脂肪补充的影响。

脂肪补充（包括PA和MA）对屠宰体重和背最长肌肌内脂肪含量无显著影响，但内脏脂肪重量显著增加。

与CON和MA相比，PA的血浆胆固醇（CHOL）水平显著增加。

与MA相比，PA有增加血浆TG的趋势，但不显著。

盲肠微生物

预处理去除低质量序列后，有多于70,000个序列片段，其中每个样品的有效序列中有超过八成为高质量序列，这表明测序深度足以满足后续分析的要求。

按照97%相似阈值进行OTU聚类，分别在CON、PA和MA中分别鉴定出3,659、2,796和2,592个OTU。

添加脂肪的饮食（PA和MA）降低了盲肠微生物的丰富度，MA的下降比PA更显著。

PCoA（2维）分析也显示CON、PA和MA类群形成了3个不同的聚类，且分离显著。

Firmicutes（厚壁菌门）、 Bacteroidota（拟杆菌门）和Verrucomicrobiota（疣微菌门）是3种饮食下公牛盲肠中的优势门，占比均超过95%。

2种脂肪补充处理（PA和MA）对厚壁菌门的相对丰度均没有显著影响，但通过减少拟杆菌门，厚壁菌门与拟杆菌门的比例显著增加。

PA的Proteobacteria的丰度显著增加。

属的水平上，优势属为Ruminococcaceae_UCG-005、Ruminococcaceae_UCG-010_unclassified、Rikenellaceae_RC9_gut_group、Eubacterium_coprostanoligenes_group等。

在三种饮食中鉴定了21个不同的细菌类群，其中9个细菌类群是CON特有的，6个是PA特有的，6个是MA特有的。

PA 下有 Clostridiaceae、Rikenellaceae、Rikenellaceae_RC9_gut_group、Rikenellaceae_RC9_gut_group_unclassified、Ruminococcus、Ruminococcus_unclassified。MA 下检测到了 Verrucomicrobiota、Verrucomicrobiae、Verrucobiotices、Akkermansiaceae、Akkermansia、Akkermansia_unclassified。

肠道基因表达与内毒血症

内毒血症（原文中endotoxemia，即指革兰氏阴性细菌细胞壁 LPS 进入体循环）是肠道屏障改变的结果，也是饮食脂肪引起的过度肥胖，进而引发的低度炎症的主要因素。

与CON相比，PA显著下调育肥公牛空肠中zonula occludens-1（ZO-1），和Occludin基因的mRNA表达。

脂肪补充处理（PA和MA）均显著下调Claudin-1的表达，且PA的表达水平显著低于MA。

两种脂肪补充处理（PA和MA）均显著增加肠道通透性标志物血浆DAO含量，且MA显著低于PA；而另一种标志物D-乳酸不受影响。

两种脂肪补充处理（PA和MA）均显著增加血浆LPS含量，PA显著增加血浆LBP含量。

血浆炎症因子及免疫球蛋白

与CON和MA相比，PA显著提高了育肥公牛血浆中TNF-α的含量。

两种脂肪补充日粮（PA和MA）均使血浆IL-6浓度显著高于CON，但MA的增幅显著低于PA。

与CON和MA相比，PA显著降低了血浆中IgG的含量，对IgA和IgM均无显著影响。

脂肪组织及炎症反应基因表达

与CON相比，两种脂肪补充处理（PA和MA）均显著上调内脏脂肪组织中Toll样受体4（TLR-4）和核因子κB（NF-κB）的表达，且MA的NF-κB表达低于PA。

在各处理组中，仅PA显著上调了TNF-α和IL-6的表达。

各处理组对内脏脂肪组织中IL-1β、IL-10、过氧化物酶体增殖激活受体γ（PPARγ）、单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）的表达均无显著影响。

皮下脂肪及背最长肌的脂肪酸组成

两种脂肪补充处理（PA和MA）均显著增加了C16：0、C17：0和总脂肪酸（ΣFA）的含量，并且有增加cis-9 C18：1的趋势。

与CON和MA相比，PA显著增加了C18：0和总饱和脂肪酸（ΣSFA）的含量，但显著降低了C21：0的含量。

与CON相比，PA显著降低了皮下脂肪中单不饱和脂肪酸（MUFA）与SFA的比率（MUFA/SFA）和不饱和脂肪酸与SFA的比率（UFA/SFA）。

与CON相比，PA显著增加了C14：0、C18：3 n-3和总n-3脂肪酸（Σn-3 FA）的含量，而MA则显著降低。

两种脂肪补充日粮（PA和MA）均显著增加了C16：0和C18：0的含量，同时显著降低了C16：1的含量。

而另一种重点关注的脂肪酸cis-9 C18：1在三种处理下均没有表现出显著差异。

与MA相比，PA显著降低了总多不饱和脂肪酸（ΣPUFA）的含量。

与CON和MA相比，PA显著增加cis-9 C20：1、ΣSFA和ΣFA含量，而显著降低C18：2 n-6、总UFA（ΣUFA）、总MUFA（ΣMUFA）、总n-6 FA（Σn-6 FA）、MUFA/SFA、UFA/SFA的含量。

MA 的皮下脂肪中cis-9 C18:1 高于 CON，这可能是由C16:0 脂肪酸的延长和去饱和所致。

结论

在本试验条件下，高 C16:0 脂肪补充剂提高了育肥公牛 0–52 天期间的生长性能。

用30 %的cis -9 C18:1替代 C16:0可通过加速脂肪酸的氧化利用、改善抗炎细菌 Akkermansia 的定植、减少肠道屏障损伤和下调NF-κB活化来降低皮下脂肪肥胖、脂肪组织和全身低度炎症的风险。

最后：

本试验依然存在一些局限性。

cis -9 C18:1的存在并没有提高牛肉中的cis -9 C18:1，也在一定程度上降低了 C16:0 的育肥效果。

未来仍需要进一步研究以确定 C16:0 和cis -9 C18:1的最佳比例，以有效增重并维持育肥牛的身体健康。

了解更多请阅读原文献：

https://doi.org/10.1186/s40104-024-01052-1

—— 往期推荐 ——

关注公众号

获取行业前沿进展和有料资讯

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA5Mzc0NTY2OA==&mid=2650719791&idx=1&sn=9c03e18671710fbaaf2430ba92ffb9a0

草食幼畜in反刍动物饲料创新团队

中国农业科学院饲料研究所反刍动物营养与饲料创新团队，专注（幼龄）草食动物营养与健康研究。以此公众号传播团队和行业动态，搭建与同行们交流平台，推广牛羊兔鹅马驴鹿等健康饲养和营养技术。

【小院科普】“么噶，小英，下次不要再这样养牛啦！”

079 研究快报 | 鹰嘴豆芽素A对奶牛泌乳性能、氮代谢和血液代谢物的影响

【小院科普】生物安全实验室的等级是如何划分的？

078 研究快报 | 瘤胃宏基因组揭示了不饱和脂肪酸在保持奶牛生产性能的同时缓解甲烷排放的机制

【小院科普】猫粮不能喂给牛，原因是什么？

本团队3名专家荣登2024全球前2%顶尖科学家榜单

【小院科普】食草动物的眼睛为何如此独特？

【小院科普】公奶牛会产奶吗？

【小院科普】为什么我们如此钟爱牛奶？

本团队研究揭示产丁酸拜氏梭菌改善肠道屏障功能缓解羔羊腹泻机制

本团队研究发现数据库和置信度选择影响微生物物种分类的准确性

本团队专家赴加拿大开展学术交流

本团队研究揭示基于分子对接技术筛选反刍动物甲烷抑制剂

077 研究快报 | 改变瘤胃脂肪中脂肪酸的比例对育肥安格斯牛生长性能、脂质代谢、肠道屏障、盲肠微生物群和炎症的影响

【小院科普】带你当一次“庖丁”——牛肉的部位都有哪些？

076 研究快报 | 添加不同水平中草药制剂对奶牛产后早期干物质摄入量、产奶量、产奶量、血清生化、血液学特征和繁殖效率的影响

【小院科普】为了保证肉质的鲜嫩柔软，人们都做了些什么

【小院科普】牛的屠宰：从农场到餐桌的旅程

075 研究快报 | 不同类型动物奶源制作的开菲尔营养价值和生物活性的比较

【小院科普】经历了60天的试验，这是一头牛的自述

074 研究快报 | 羊日粮粗蛋白质和蛋白质溶解度调控可通过肠道菌群和代谢组重组促进肠道氮吸收，减轻活性氮排放

【小院科普】咖啡真的是提升牛马效率的神器？

073 研究快报 | 大麦饲料接种乳酸菌进行青贮过程中气体和温室气体产生的动态分析

072 研究快报 | 将家禽和猪屠宰副产物的生物转化作为反刍动物饲料的替代蛋白质来源的可行性探究

【小院科普】人人讲安全，个个会应急——6月安全生产月

本团队研究揭示瘤胃微生物和后肠微生物通过不同的方式影响断奶前期荷斯坦母犊平均日增重

【小院科普】去牛角，要趁早

071 研究快报 | 青贮桑树枝叶对泌乳奶牛微生物群落、瘤胃发酵特性及产奶量的影响

【小院科普】六一不只儿童节，还是世界牛奶日

070 研究快报 | 饲料中添加黄芪根通过改变瘤胃群落组成提高圈养山羊瘤胃发酵速率

【小院科普】牙齿：既是工具，也是年轮

069 研究快报 | 聚苯乙烯暴露会引起羔羊胃肠道损伤、消化系统疾病和炎症，并降低每日增重和肉质

【小院科普】犊牛断奶的应激与预防

068 研究快报 | 复合益生菌对新生荷斯坦犊牛生长性能、瘤胃发酵、血液参数及健康状况的影响

【小院科普】食管沟——牛肚子里的捷径

067 研究快报 | 在奶牛饲料中使用饼干残留物：对动物健康、瘤胃脂肪酸谱、消化率、增重和经济可行性的影响

【小院科普】奶牛热应激的产生与预防

066 研究快报 | 日粮物理有效纤维水平和来源对高山山羊采食量、养分利用、产热、瘤胃发酵和产奶量的影响

【小院科普】小牛的摇篮——犊牛岛

【小院科普】为了减排，反刍人都做了什么？

粗饲料多元化有利于节本增效

065 研究快报 | 牛瘤胃产酸菌的分离和营养功能

064 研究快报 | 饲喂奶山羊脱水橙浆可提高山羊奶产品奶酪的抗氧化剂含量

关注盐碱地牧草饲用价值

063 研究快报 | 饲喂奶山羊脱水橙浆可提高山羊奶产品奶酪的抗氧化剂含量

【小院科普】什么影响着我们的睡眠？

063 研究快报 | 用不同水平鱼油替代在开食料中的棕榈油对奶牛犊生长性能、血浆代谢产物、瘤胃发酵和行为的影响

【小院报道】北京昌平牛羊科技小院开展中学生实践活动

062 研究快报 | 小米秸秆替代玉米青贮饲料和苜蓿干草饲料对泌乳后期荷斯坦奶牛泌乳性能、瘤胃发酵和血液代谢产物的影响

分类

时事

民生

政务

教育

文化

科技

财富

体娱

健康

情感

旅行

百科

职场

楼市

企业

乐活

学术

汽车

时尚

创业

美食

幽默

美体

文摘

原创标签

时事社会财经军事教育体育科技汽车科学房产搞笑综艺明星音乐动漫游戏时尚健康旅游美食生活摄影宠物职场育儿情感小说曲艺文化历史三农文学娱乐电影视频图片新闻宗教电视剧纪录片广告创意壁纸头像心灵鸡汤星座命理教育培训艺术文化金融财经健康医疗美妆时尚餐饮美食母婴育儿社会新闻工业农业时事政治星座占卜幽默笑话独立短篇连载作品文化历史科技互联网

发布位置

广东北京山东江苏河南浙江山西福建河北上海四川陕西湖南安徽湖北内蒙古江西云南广西甘肃辽宁黑龙江贵州新疆重庆吉林天津海南青海宁夏西藏香港澳门台湾美国加拿大澳大利亚日本新加坡英国西班牙新西兰韩国泰国法国德国意大利缅甸菲律宾马来西亚越南荷兰柬埔寨俄罗斯巴西智利卢森堡芬兰瑞典比利时瑞士土耳其斐济挪威朝鲜尼日利亚阿根廷匈牙利爱尔兰印度老挝葡萄牙乌克兰印度尼西亚哈萨克斯坦塔吉克斯坦希腊南非蒙古奥地利肯尼亚加纳丹麦津巴布韦埃及坦桑尼亚捷克阿联酋安哥拉