基于宏基因组学解析瘤胃微生物调节荷斯坦奶牛乳蛋白含量的研究

• 作者: 吴建民 周协琛 武瑞 王建发 王雍 耿子健 贾大庆 韩杨
• 来源期刊: 动物营养学报
• 学科: 农学
• 关键词: 荷斯坦奶牛 瘤胃微生物 乳蛋白 前体物
• 年，卷（期）: 2020,（8）
• 所属期刊栏目: 分子与细胞营养
• 页码范围: 3843-3855
• 页数: 13页
• 分类号: S823
• 字数: 7915字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1006-267x.2020.08.043

摘要

本试验旨在研究相同饲粮结构及饲养环境下,基于宏基因组学解析乳蛋白含量与瘤胃微生物之间的潜在关系.以荷斯坦奶牛为研究对象,选择乳蛋白含量长期偏高(>3.7％)、长期偏低(3.0％～3.3％)的奶牛各3头,采集瘤胃内容物,通过宏基因组学方法分析二者之间的潜在调节作用.结果表明:拟杆菌门(Bacteroidetes)、拟杆菌纲(Bacteroidia)、普雷沃氏菌属(Prevo-tella)、普雷沃氏菌科(Prevotellaceae)、拟杆菌目(Bacteroidales)、栖瘤胃普雷沃氏菌(Prevotella ruminicola)相对含量在2组间呈现显著差异(P<0.05),其中Prevotella ruminicola为主要差异微生物,并首次发现三角酵母属(Trigonopsis)可能对调节乳蛋白含量具有一定作用.在乳蛋白含量长期偏高的奶牛瘤胃内,与乳蛋白前体物生成过程相关的氨基酸代谢和其他氨基酸代谢功能基因的相对丰度显著升高(P<0.05),与蛋白质降解及氨基酸代谢过程密切相关的COG0542、COG0612、COG1404、COG1506、COG2755、COG4870基因的相对丰度显著升高(P<0.05),COG1404基因相对丰度富集度最高,其在微生物降解蛋白质过程中通过表达多肽酶发挥功能.综上,在相同饲粮结构及饲养环境下,瘤胃内Prevotella ruminicola和Trigonopsis这2种微生物相对含量的差异对调节乳蛋白含量具有一定作用;微生物通过高表达COG0542、COG0612、COG1404、COG1506、COG2755、COG4870基因增强瘤胃内蛋白质降解及氨基酸代谢作用,影响乳蛋白前体物合成情况,进而调节乳蛋白的含量.