饲喂育肥前和育肥后日粮的尼罗牛粪便代谢组

《Tropical Animal Health and Production》：Fecal metabolome in Nelore bulls fed pre- and post-feedlot diets

营养是育肥体系的关键因素，直接影响动物生长和产效率。本研究通过代谢组学分析 Nelore 公牛在预（高纤维）和后（高非纤维）育肥阶段的粪便代谢物，发现饮食转变显著影响代谢组构成。共检测到 63 种代谢物，其中 8 种为预阶段特有，6 种为后阶段特有。主要代谢物（醋酸、丙酸等）占总量 93%，40 种代谢物存在显著差异。关键代谢通路包括苯丙氨酸、酪氨酸合成等。结果为优化饲料策略提供依据。

　　

摘要

营养是饲养场系统中的关键因素，直接影响动物的生长和生产效率。此外，饮食的变化，尤其是从纤维碳水化合物向非纤维碳水化合物的转变，会显著改变代谢过程。代谢组学可以阐明饮食变化如何影响牛的性能，提供有价值的见解，从而优化喂养策略。本研究的目的是识别和量化在饲养场前后不同饮食条件下饲养的尼洛尔公牛（Bos taurus indicus）的粪便代谢物。因此，21头尼洛尔公牛在饲养场前阶段被喂食富含纤维碳水化合物的饮食，随后在饲养场后阶段被喂食富含非纤维碳水化合物的饮食。在每个阶段结束时，直接从每头牛的直肠壶腹收集粪便样本。粪便代谢物被提取出来，并通过氢核磁共振（¹H NMR）分析获得其光谱。在所有样本中检测到总共63种代谢物，其中57种存在于饲养场前阶段，55种存在于饲养场后阶段，反映了饮食特定的代谢特征。有8种代谢物仅在饲养场前阶段被检测到（辛酸酯、延胡索酸酯、脱氨酪氨酸、γ-谷氨酰苯丙氨酸、2-苯基丙酸酯、NADH、胸苷和泛酸），而6种化合物仅存在于饲养场后阶段（乙酰胺、2-氧戊二酸酯、尿嘧啶、黄嘌呤、三甲胺和二甲砜）。主要代谢物，包括乙酸酯、丙酸酯、丁酸酯、乙醇、戊酸酯、异丁酸酯、葡萄糖和异戊酸酯，在饲养场前和后阶段的浓度最高，合计约占粪便代谢物总浓度的93%。40种代谢物在实验组之间存在差异（P ≤ 0.05）。包括PCA和PLS-DA在内的多变量分析证实了两个阶段之间粪便代谢组的明显分离，并强调了乙酸酯、丙酸酯和丁酸酯是变异的主要贡献者。此外，有6条代谢途径的影响值大于0.2且P ≤ 0.05，分别是：(1) 苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成；(2) 甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸的代谢；(3) 丙酮酸的代谢；(4) 甘油脂的代谢；(5) 柠檬酸循环（TCA循环）；(6) 组氨酸的代谢。这些结果表明，饲养场前和后阶段提供的饮食影响了尼洛尔牛的粪便代谢组，改变了代谢物的浓度及相关代谢途径。这些变化突出了用于优化性能的营养干预的潜在生物标志物。