围产期添加瘤胃原生微生物对荷斯坦奶牛健康、生产性能及血液代谢物的影响

为解决围产期奶牛代谢紊乱、免疫力下降及生产性能波动等问题，研究人员开展了一项关于瘤胃原生微生物补充剂(GF)对荷斯坦奶牛健康和生产性能影响的研究。通过对比产前产后不同阶段补充GF的效果，发现GF能显著提高初乳产量和蛋白质含量，降低血液NEFA和BHB水平，并改善乳腺发育和牛奶脂肪含量。该研究为优化奶牛围产期营养管理提供了新策略。

　　

奶牛围产期是养殖业中极具挑战性的阶段，这一时期奶牛经历从妊娠到泌乳的剧烈生理变化，常常伴随代谢紊乱、免疫力下降和生产性能波动等问题。据统计，超过30%的奶牛在产后21天内会出现至少一种临床病症。传统的微生物饲料添加剂(MFS)虽然被广泛使用，但由于其菌株多非源自瘤胃环境，效果往往不稳定。近年来，随着测序技术和生物技术的进步，从高产奶牛瘤胃中分离、培养原生微生物成为可能，这为开发新一代MFS提供了契机。

在这项发表在《Journal of Dairy Science》的研究中，Emily Tabor等科学家团队评估了一种名为Galaxis Frontier(GF)的新型瘤胃原生微生物补充剂的效果。该产品包含4种从奶牛瘤胃分离的微生物：Pichia kudriavzevii(2×10⁷ cfu/g)、Clostridium beijerinckii(2×10⁶ cfu/g)、Ruminococcus bovis(2×10⁷ cfu/g)和Butyrivibrio fibrisolvens(2×10⁷ cfu/g)。研究采用随机区组设计，将60头怀孕荷斯坦奶牛分为三组：产前产后补充组(Pre+PostG)、仅产后补充组(PostG)和对照组(CON)，通过监测体重、体况评分、血液代谢物、产奶性能等指标，结合乳腺组织活检和免疫细胞功能分析，系统评估了GF的效果。

主要技术方法

研究在威斯康星大学麦迪逊分校奶牛研究中心完成，采用随机区组设计，监测周期覆盖产前4周至产后16周。关键方法包括：每周记录体重、体况评分和干物质采食量(DMI)；定期采集血液分析葡萄糖、非酯化脂肪酸(NEFA)和β-羟基丁酸(BHB)；通过流式细胞术检测中性粒细胞吞噬和氧化爆发功能；在产后第14和60天进行乳腺活检，使用Image J软件定量分析腺泡数量和上皮细胞数；每日记录产奶量，每周分析乳成分。

Prepartum: DMI, BW, BCS, and Circulating Metabolites

产前补充GF显著改善了代谢状态：Pre+PostG组比未补充组(PreCON)表现出更低的BHB(6.99 vs 8.69 mg/dL)和NEFA(0.09 vs 0.15 mM)水平，同时提高了初乳产量(+2.0 kg)和蛋白质含量(+0.45 kg)。值得注意的是，GF补充组所产犊牛出生体重增加了2.7kg，且妊娠期缩短了4天，提示GF可能通过改善母体代谢促进了胎儿发育。

DMI, BW, BCS, Health, and Blood Analytes, Milk Yield, and Milk Components

产后阶段，GF补充组表现出更显著的负能量平衡(-11.65 vs -9.08 Mcal/d)，但维持了稳定的DMI和产奶量，并提高了饲料效率(2.38 vs 2.18 kg/kg)。在免疫方面，GF组中性粒细胞氧化爆发活性在产后第4天显著增强，表明其免疫机能得到改善。特别值得注意的是，仅产后补充组(PostG)在5-16周表现出更高的乳脂(4.45% vs 4.16%)和乳蛋白(3.02% vs 2.94%)含量，这为灵活应用GF提供了依据。

Milk FA and Mammary Gland Microstructure

乳腺组织学分析揭示了GF的作用机制：补充组腺泡数量和乳腺上皮细胞数显著多于对照组，这解释了其提高乳成分产量的组织学基础。虽然各组间牛奶脂肪酸组成无显著差异，但GF组更发达的乳腺结构为其持续高产提供了保障。

这项研究首次系统评估了瘤胃原生微生物在奶牛围产期的应用效果，揭示了GF通过多重机制改善奶牛健康和生产性能：代谢方面，降低NEFA和BHB，缓解能量负平衡；生产性能方面，提高初乳产量和质量，增加乳脂含量；乳腺发育方面，促进腺泡形成和上皮细胞增殖。特别值得注意的是，仅产后补充即能获得大部分效益，这为实际应用提供了灵活性。

研究成果对奶牛养殖业具有重要指导意义：GF补充可作为一种安全的营养策略，在不增加代谢负担的前提下，提高围产期奶牛的健康水平和生产效益。未来研究可进一步探索GF对瘤胃微生物组的影响及其与宿主互作的分子机制，为精准营养干预提供理论依据。这项研究也展示了微生物组学指导下的精准营养干预在畜牧业中的应用前景，为开发下一代功能性饲料添加剂指明了方向。