母体铬补充通过调控瘤胃微生物群提高羔羊断奶体重的作用与机制研究

《animal》:Maternal chromium supplementation increases lamb weaning weight and modulates rumen microbiota

【字体: 时间:2026年01月15日 来源:animal 4.2

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  本研究针对母体营养干预对反刍动物后代生长发育及瘤胃微生物定植影响机制不清的问题,通过给妊娠后期和泌乳早期母羊补充1.5 mg/天丙酸铬(Cr),发现可显著提高羔羊断奶体重(P=0.048),并调控瘤胃菌群结构(如提升纤维降解相关菌属Flexilinea,降低产乳酸菌Streptococcus)。该研究为通过母体营养编程改善反刍动物生产性能提供了新策略。

  
在反刍动物生产中,如何通过营养干预提升后代生产性能一直是研究热点。母体妊娠期营养状况不仅影响胎儿发育,更可能通过"胎儿编程"效应长期调控后代代谢功能和微生物群落建立。铬(Cr)作为胰岛素功能增强剂,在改善糖脂代谢方面具有明确作用,但其通过母体补充对后代瘤胃微生物生态系统的影响尚不明确。
为探究这一问题,巴西圣保罗大学研究团队在《animal》发表论文,通过给妊娠后期和泌乳期母羊补充丙酸铬,系统评估了对羔羊生长性能和瘤胃微生物组的影响。研究采用随机设计,将15只孕羊分为对照组(CONT)和铬补充组(CR1.5,1.5 mg/天丙酸铬),监测母羊采食量,并测定19只雄性羔羊(Dorper × Santa Inês杂交品种)从出生到132日龄屠宰期间的体重、采食量、饲料效率等指标。关键技术包括:16S rRNA基因V4区测序(Illumina iSeq平台)分析瘤胃微生物组成;DADA2流程进行ASV聚类;PICRUSt2进行功能预测;SAS软件进行统计学分析。
Ewes feed intake and lamb performance
研究发现,虽然妊娠期母羊采食量无显著差异,但泌乳期对照组采食量(2.68 kg/d)显著高于铬组(2.39 kg/d)(P=0.010)。重要的是,铬组羔羊断奶体重(34.8 kg)显著高于对照组(29.9 kg)(P=0.048),而出生重、屠宰重、饲料效率等指标无显著差异。
Microbiome composition analysis
测序共获得1,102,369条高质量序列,聚类为2,716个ASV。Alpha多样性(Chao1、Shannon、Simpson指数)和Beta多样性(PCoA分析)均显示组间无显著差异,但特定菌群相对丰度发生明显改变。
Analysis of the bacterial community composition at phylum and family levels
在门水平上,铬组显著提升Cyanobacteria(P=0.045)和Chloroflexi(P=0.042)相对丰度。在科水平上,铬组Anaerolineaceae(P=0.042)增加,而Streptococcaceae(P=0.012)降低。
Analysis of the bacterial community composition at the genus level
铬组羔羊瘤胃中Flexilinea(P=0.042)、SP3-e08(P=0.040)和U29-B03(P=0.037)等纤维降解相关菌属显著富集,而Oribacterium(P=0.025)、Pseudobutyrivibrio(P=0.008)和Streptococcus(P=0.029)等菌属减少。单胎羔羊中Anaerovorax、Lachnospira等菌属丰度较高。
Functional analysis
PICRUSt功能预测显示,富集菌属主要关联糖酵解、磷酸戊糖途径、氨基酸生物合成等代谢通路。Flexilinea与碳水化合物发酵和氢转移过程相关,而Streptococcus的减少可能降低乳酸积累风险。
研究结论表明,母体铬补充通过调控后代瘤胃微生物组成,特别是增强纤维降解菌群、抑制产乳酸菌群,进而改善营养利用效率。这种微生物群落重塑可能与铬增强胰岛素敏感性、优化能量代谢的机制协同作用,共同促进羔羊早期生长。该研究为通过母体营养编程策略改善反刍动物健康和生产性能提供了重要理论依据,但未来需进一步明确剂量效应关系及长期影响。研究局限性包括样本量较小、缺乏时间点微生物动态监测等。
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