菊苣（Cichorium intybus）草坪在提高羔羊生长性能以及改善瘤胃液、肝脏、肌肉和皮下脂肪组织中脂肪酸组成方面的潜力

《Animal Feed Science and Technology》：Potential of chicory ( Cichorium intybus) sward to improve growth performance and the fatty acid profile of rumen fluid, liver, muscle, and subcutaneous fat tissues of lamb

MOS补充显著降低湘东黑山羊甲烷及二氧化碳排放（P<0.05），减少能量损失并提高利用率，其机制与调控瘤胃微生物群落（抑制Methanobrevibacter，促进Acetitomaculum及Prevotella）相关。

　　这项研究探讨了在十二只湘东黑山羊的日粮中添加2.0%的甘露寡糖（MOS）对能量利用、氮代谢和甲烷排放的影响。研究结果显示，与对照组相比，MOS的添加显著降低了山羊的甲烷（CH?）和二氧化碳（CO?）排放，同时减少了粪便、尿液和甲烷的能量损失，并提高了山羊的能量保留率（P<0.05）。从数值上看，MOS提高了山羊对干物质（DM）、粗蛋白（CP）、中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）的表观消化率以及净蛋白利用率，同时减少了粪便氮和尿液氮的排泄，尽管这些效果在统计学上并不显著（P>0.05）。此外，MOS的添加还降低了山羊瘤胃中甲基-CoM、甲基-CoM还原酶、电子分支酶的活性以及甲烷生成菌（Methanobrevibacter）的丰度，虽然这些变化在统计学上没有显著性（P>0.05）。最值得注意的是，MOS增强了产乙酸菌（Acetitomaculum）和普雷沃氏菌（Prevotella）的活性，从而提高了它们与产甲烷菌竞争氢气（H?）的能力，减少了甲烷的排放。研究结论表明，MOS可以改善山羊瘤胃的微生态环境，提高营养物质的利用效率，并降低其碳足迹。

在反刍动物中，MOS在调节瘤胃发酵和消化功能方面发挥着积极作用。将MOS添加到奶牛的饲料中可以促进初生犊牛瘤胃的发育和饲料转化率，显著增加每日增重，并减少粪便中的致病菌数量（Lucey et al., 2021）。作为一种益生元，寡糖可以促进有益菌的生长（这些有益菌能够产生消化酶），间接增强对饲料粗纤维的降解能力，从而调节瘤胃发酵和挥发性脂肪酸（VFAs）的生成。已有研究表明，MOS的添加显著改变了肉牛瘤胃中挥发性脂肪酸的组成，例如通过降低乙酸的比例并增加丙酸的比例（Gunun et al., 2022），同时也提高了绵羊瘤胃中丙酸的比例，但对乙酸的比例没有显著影响（Garcia Diaz et al., 2018a, Zheng et al., 2018）。Araujo et al. (2015) 和 Gomes de Paiva et al. (2016) 也展示了壳聚糖在减少绵羊、肉牛和泌乳奶牛瘤胃液中乙酸与丙酸的比例方面的潜力。在壳聚糖存在的情况下，瘤胃发酵代谢可以通过改变挥发性脂肪酸的分布，向丙酸比例更高的发酵方向转变，同时产生较少的甲烷（Goiri et al., 2009a），从而改变瘤胃发酵代谢（Goiri et al., 2009b）。

众所周知，瘤胃中挥发性脂肪酸的比例影响甲烷的生成。在瘤胃发酵过程中，大量氢气（H?）会随着电子和质子的转移而产生，而甲烷生成菌利用H?和二氧化碳（CO?）作为底物，通过一系列酶促反应生成甲烷（CH?）。通常情况下，当瘤胃中丙酸的生成增加时，甲烷的生成会减少，因为丙酸的生成过程消耗了更多的氢气，而乙酸的生成则相反。在一项先前的研究中，我们评估了在绵羊日粮中添加不同剂量的MOS（从0%到6.0%/kg）对气体生成的影响。研究发现，添加2.0% MOS在体外发酵中导致了最低的二氧化碳和甲烷生成（Zheng et al., 2019）。

因此，我们假设饮食中添加MOS通过调节乙酸与丙酸的比例来调节山羊瘤胃的发酵模式，从而减少甲烷排放和氮的排泄。本研究旨在探讨2.0% MOS对湘东黑山羊甲烷排放、氮代谢和瘤胃微生物群落的影响，并阐明这些参数之间的关系。为了进一步验证这一结果，我们进行了体外气体生成测试，通过在山羊日粮中添加2.0% MOS来评估其实际效果。目前，关于MOS对山羊氮代谢、甲烷排放和碳足迹变化的影响，研究资料仍然有限。因此，我们假设饮食中添加MOS可能通过调节乙酸与丙酸的比例来改变山羊瘤胃的发酵模式，从而对气体排放产生重要影响，特别是减少甲烷排放以降低环境污染。为了验证这一假设，我们设计了一项受控的山羊饲养实验，以研究MOS在减少甲烷排放和氮排泄方面的真实效果，以及瘤胃微生物群落组成与瘤胃发酵和氮代谢之间的关系。

本研究采用完全随机设计，选取了12只健康的成年雄性湘东黑山羊（体重18.10±2.25 kg），来自中国科学院亚热带农业研究所。这些山羊被分为两组，每组6只：一组为对照组（CON），饲喂基础日粮；另一组为处理组（MOS），饲喂基础日粮并添加2.0% MOS。每只山羊作为一个重复单位。所使用的MOS是从酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）细胞壁中提取的，纯度≥99%。实验过程中，山羊被饲养在标准的圈养环境中，确保其获得充足的营养和适当的活动空间。所有实验均遵循动物伦理委员会的批准指南，确保实验过程的科学性和动物福利。

研究发现，MOS的添加显著改善了山羊的氮代谢，提高了氮的保留率，同时降低了氮的排泄。此外，MOS的添加还提高了山羊对干物质、粗蛋白、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的表观消化率。值得注意的是，尽管这些数值上的改善在统计学上并不显著，但它们在实际应用中可能具有重要的意义。MOS的添加还降低了瘤胃中甲烷生成菌的丰度，同时增强了产乙酸菌的活性，从而在瘤胃中形成一种更有利于减少甲烷排放的微生态环境。这些变化可能与MOS对瘤胃微生物群落的调节作用有关，例如通过抑制某些产甲烷菌的生长，同时促进某些产乙酸菌的增殖。

研究还发现，MOS的添加对山羊的瘤胃发酵代谢产生了显著影响，尤其是在甲烷生成和二氧化碳生成方面。通过调节瘤胃中氢气的利用，MOS可能改变了瘤胃中微生物的代谢途径，从而减少甲烷的生成。这种效应可能与MOS对瘤胃微生物群落的调节作用密切相关，例如通过改变某些关键酶的活性，如甲基-CoM还原酶和电子分支酶，从而影响甲烷的生成。此外，MOS的添加还可能通过改变瘤胃中某些有益菌的活性，如产乙酸菌和普雷沃氏菌，来促进它们对氢气的利用，从而减少甲烷的生成。这些变化可能在一定程度上改善了山羊的营养利用效率，并降低了其碳足迹。

从微生物学的角度来看，MOS的添加对瘤胃微生物群落的组成和功能产生了重要影响。研究发现，MOS的添加显著提高了产乙酸菌和普雷沃氏菌的活性，同时降低了甲烷生成菌的丰度。这种变化可能与MOS对瘤胃中氢气的利用有关，因为产乙酸菌和普雷沃氏菌能够更有效地利用氢气，从而减少了甲烷生成菌对氢气的利用。这种效应可能有助于改善瘤胃的微生态环境，提高营养物质的利用效率，并减少甲烷排放。此外，MOS的添加还可能通过调节瘤胃中某些关键酶的活性，如甲基-CoM还原酶和电子分支酶，来影响甲烷的生成。这些酶的活性变化可能与MOS对瘤胃发酵代谢的调节作用有关。

总体来看，MOS的添加在一定程度上改善了山羊的瘤胃发酵模式，减少了甲烷排放和氮的排泄。这种效应可能与MOS对瘤胃微生物群落的调节作用有关，例如通过改变某些关键菌的活性和丰度，从而影响瘤胃中的氢气利用和甲烷生成。此外，MOS的添加还可能通过提高某些有益菌的活性，如产乙酸菌和普雷沃氏菌，来促进它们对氢气的利用，从而减少甲烷的生成。这些变化可能对山羊的营养利用效率和环境影响产生积极影响。然而，尽管MOS的添加在某些方面表现出显著的效果，但在其他方面，如表观消化率的改变，其影响可能并不显著，这提示我们还需要进一步研究MOS对山羊氮代谢和甲烷排放的具体作用机制。

此外，MOS的添加还可能对山羊的免疫系统产生积极影响。研究发现，MOS能够通过调节瘤胃中的代谢产物，如胆汁酸和挥发性脂肪酸（VFAs），来改善山羊的健康状况。这些代谢产物的调节可能有助于提高山羊的免疫功能，减少疾病的发生，并提高其生产性能。因此，MOS不仅在调节瘤胃发酵和能量利用方面发挥作用，还可能通过改善山羊的免疫系统来提高其整体健康状况。这种多重作用可能使得MOS成为一种重要的饲料添加剂，广泛应用于畜牧业中。

在实际应用中，MOS的添加可能对山羊的生产性能产生积极影响。例如，MOS的添加可能通过提高营养物质的利用效率，减少能量损失，从而提高山羊的生长速度和产奶量。此外，MOS的添加还可能通过减少甲烷排放，降低温室气体的排放量，从而减少对环境的影响。这些效应可能对畜牧业的可持续发展具有重要意义。因此，研究MOS对山羊的影响不仅有助于提高山羊的生产性能，还可能为减少畜牧业对环境的负面影响提供新的思路。

研究还发现，MOS的添加可能对山羊的瘤胃微生物群落产生深远影响。例如，MOS的添加可能通过改变某些关键菌的活性和丰度，从而影响瘤胃中的发酵模式和能量利用。这种变化可能有助于减少甲烷排放，提高营养物质的利用效率，并改善山羊的健康状况。因此，MOS不仅在调节瘤胃发酵和能量利用方面发挥作用，还可能通过改善瘤胃微生物群落的组成和功能来提高山羊的生产性能。这种多重作用可能使得MOS成为一种重要的饲料添加剂，广泛应用于畜牧业中。

综上所述，MOS的添加在一定程度上改善了山羊的瘤胃发酵模式，提高了营养物质的利用效率，并减少了甲烷排放和氮的排泄。这些效应可能与MOS对瘤胃微生物群落的调节作用有关，例如通过改变某些关键菌的活性和丰度，从而影响瘤胃中的氢气利用和甲烷生成。此外，MOS的添加还可能通过提高某些有益菌的活性，如产乙酸菌和普雷沃氏菌，来促进它们对氢气的利用，从而减少甲烷的生成。这些变化可能对山羊的生产性能和环境影响产生积极影响。因此，MOS的添加不仅有助于提高山羊的生产性能，还可能为减少畜牧业对环境的负面影响提供新的思路。