丝兰提取物添加水平对奶牛瘤胃微生物组及氮代谢的调控效应

本研究通过4×4拉丁方设计，探究丝兰提取物（Yucca schidigera）不同添加量（0/5/15/30 g/天）对奶牛瘤胃微生物组（16S rRNA测序）、挥发性脂肪酸（VFA）、氨氮（NH3 -N）及生产性能的影响，发现高剂量添加可降低瘤胃pH波动范围（P=0.004），线性增加丙酸比例（P=0.010）并减少最大氨氮浓度（228→109 mg/L，P=0.044），同时提高乳脂含量（38.9→42.0 g/kg），为改善反刍动物氮利用效率及减少环境排放提供新策略。

　　

瘤胃微生物组
研究采用16S rRNA基因测序分析液态（LPD）和固态（SPD）瘤胃食糜微生物群落。在门水平上，优势菌群为拟杆菌门（Bacteroidetes，40%）、厚壁菌门（Firmicutes，25%）和螺旋体门（Spirochaetes，10%）。尽管微生物α多样性未受丝兰提取物添加量（ROI）影响（LPD: P=0.180；SPD: P=0.059），但线性判别分析（LDA>2.0）发现液态相中甲烷短杆菌属（Methanobrevibacter millerae）丰度随ROI增加而降低（OTU0004，LDA=2.15），同时未分类变形菌门（Proteobacteria）物种（OTU0005）丰度上升。单变量分析进一步揭示，与ROI相关的OTUs主要集中于普雷沃菌科（Prevotellaceae）和纤维杆菌科（Fibrobacteraceae），例如纤维杆菌（Fibrobacter succinogenes）亚种在15 g/天添加量下丰度显著变化（P<0.05）。

瘤胃代谢特征
瘤胃pH动态监测显示，丝兰提取物线性降低了昼夜pH波动幅度（1.46→1.11，P=0.004），尤其在1700 h时30 g/天组pH显著高于对照组（交互作用P<0.05）。挥发性脂肪酸谱中，丙酸比例随ROI线性增加（18.3%→19.1%，P=0.010），导致乙酸丙酸比下降（3.63→3.47，P=0.010）。最大氨氮浓度从228 mg/L降至109 mg/L（P=0.044），但尿液和粪便氮排泄量未受影响（P>0.05），暗示氨氮可能被微生物重新利用。

生产性能与机制探讨
尽管干物质采食量（DMI）和产奶量无显著变化，乳脂含量随ROI线性提升（38.9→42.0 g/kg，P<0.05）。微生物功能群分析发现，厚壁菌门与拟杆菌门比值（F:B）在15 g/天添加量下降低（P=0.008），可能与纤维降解菌（如Fibrobacter succinogenes）丰度变化相关。值得注意的是，瘤胃中琥珀酸代谢相关菌（如Succinivibrionaceae）的潜在增殖可能通过消耗氢（H₂
）间接抑制产甲烷菌活性，但古菌细菌比（A:B）未发生显著改变。

应用价值与局限性
该研究首次系统比较了丝兰提取物不同剂量对奶牛瘤胃微生态及氮代谢的梯度效应。结果提示，30 g/天添加量可通过稳定瘤胃环境、优化丙酸代谢和降低氨毒性，潜在提升饲料转化率。然而，甲烷排放的直接数据缺失及小样本量（n=4）需在后续研究中完善。此外，丝兰提取物对特定微生物（如普雷沃菌）的选择性调控机制值得深入探索，为开发环保型饲料添加剂提供理论依据。