饲喂复合益生菌对奶牛的产奶量、乳成分和粪便菌群的影响

　　饲喂复合益生菌对奶牛产奶量、乳成分和粪便菌群的影响

　　2017年3月，饲喂复合益生菌对奶牛的产奶量、乳成分和粪便菌群影响的研究成果在《科学通报》（Science Bulletin）上成功发表。

　　奶牛的胃肠道中含有种类繁多的细菌、真菌、古细菌和纤毛虫等微生物，与宿主的营养吸收、能量获取及毒素消除等密切相关。大量研究表明，饲喂益生菌可以调节动物胃肠道微生态平衡，增强免疫力，提高疾病抵抗力，促进生长发育。本实验以荷斯坦泌乳牛为研究对象，研究全混合日粮（TMR）中添加复合益生菌制剂，对奶牛产奶量、乳活性物质等成分、粪便菌群的影响。

　　实验设计

　　本实验选取体况和平均产奶量相近的荷斯坦泌乳牛800头，平均泌乳天数60±3天，实验组和对照组各400头，其中分别在实验组和对照组中各随机标记10头用于跟踪采样。实验期间，实验组TMR中添加由干酪乳杆菌Zhang与植物乳杆菌P-8 1:1复配而成的复合益生菌（活菌数≥1.3×109 CFU/g），添加量为50克/头·天。对照组仍使用牧场原日粮。

　　实验期间，每日早晚 9:00 挤两次奶，并自动记录产奶量。分别在添加复合益生菌前（第0天）、添加复合益生菌第15天、第30天，采集牛奶样品（采样前需先去掉前三把奶），用于测定体细胞数（SCC），脂肪、蛋白质和乳糖的含量；免疫球蛋白G（IgG）、乳铁蛋白（LTF）、溶菌酶（LYS）和乳过氧化物酶（LP）的含量。分别在第0天和第30天，进行粪便细菌宏基因组测序。

　　实验结果

　　1、产奶量、牛乳体细胞数、牛乳成分检测结果

　　添加复合益生菌15天后，实验组平均产奶量明显高于对照组（P=0.052）。添加复合益生菌30天后，实验组平均产奶量显著高于对照组（P<0.01），实验30天期间，对照组平均产奶量无明显变化。同时，添加复合益生菌15和30天后，实验组平均体细胞数均显著低于对照组（P<0.01）。并且实验组在饲喂复合益生菌过程中，牛奶中蛋白质、脂肪和乳糖的含量无明显变化，与对照组相近。

　　2、牛奶中免疫球蛋白G（IgG）、乳铁蛋白（LTF）、溶菌酶（LYS）和乳过氧化物酶（LP）的含量检测结果

　　与第0天相比，实验组添加复合益生菌第15天和30天后，牛奶中IgG（图1a，P<0.01）和LP（图1d，P<0.01）含量显著增加。同时，添加复合益生菌第15天和第30天后，实验组牛奶中IgG（P<0.01）和LP（P<0.01）含量显著高于对照组。添加复合益生菌第15天后，实验组LTF含量显著高于对照组（图1b，P<0.05）；添加复合益生菌第15天后（P<0.05）和30天后（P<0.01），牛奶中LYS含量均呈现实验组显著高于对照组（图1c）。

　　3、粪便菌群分析

　　对照组粪便菌群多样性在实验结束时（第30天）显著降低（P<0.01）。实验组的多样性指数与实验前相比维持在相似水平（图2）。

在奶牛粪便样品中共鉴定出12个细菌门，143个细菌属和284个细菌种。在门水平，以Firmicutes（厚壁菌门），Bacteroidetes（拟杆菌门）和Proteobacteria（变形菌门）为主。实验组和对照组中Firmicutes（厚壁菌门）和Proteobacteria（变形菌门）丰度均有不同程度的增加，Bacteroidetes（拟杆菌门）呈相反趋势（图4）。

如图5显示，在属水平上，实验组中Bacteroides（拟杆菌属），Roseburia（罗斯拜瑞氏菌属），Ruminococcus（瘤胃球菌属）， Clostridium（梭菌属），Coprococcus（粪球菌属），Dorea（多尔氏菌属）相对含量明显高于对照组。

在种水平上，添加复合益生菌30天后与第0天相比，对照组中的Bacteroides plebeius（普通拟杆菌），Bacteroides dorei（多氏拟杆菌），Bacteroides uniformis（单形拟杆菌），Ruminococcus gnavus（活泼瘤胃球菌），Ruminococcus bromii（布氏瘤胃球菌），Roseburia hominis（人源罗斯拜瑞氏菌），Faecalibacterium prausnitzii（普氏粪杆菌）和 Lactobacillus rogosae（罗氏乳杆菌）均呈现不同程度的下降，这些细菌在实验组中的丰度显著高于对照组（P＜0.05）。同时，实验组中的Bacillus cereus（蜡样芽孢杆菌），Cronobacter sakazakii（阪崎肠杆菌）和Alkaliphilus oremlandii（奥利姆兰迪嗜碱杆菌）等条件致病菌均被抑制。

　　4、粪便细菌与产奶量、体细胞数及牛奶成分的相关性

　　与第0天相比，实验组添加复合益生菌第15天和30天后，牛奶中IgG（图1a，P<0.01）和LP（图1d，P<0.01）含量显著增加。同时，添加复合益生菌第15天和第30天后，实验组牛奶中IgG（P<0.01）和LP（P<0.01）含量显著高于对照组。添加复合益生菌第15天后，实验组LTF含量显著高于对照组（图1b，P<0.05）；添加复合益生菌第15天后（P<0.05）和30天后（P<0.01），牛奶中LYS含量均呈现实验组显著高于对照组（图1c）。