荞麦根茎黄酮提取物对泌乳奶山羊生产性能、氧化应激及瘤胃微生物组代谢的调控机制研究

针对泌乳期奶山羊氧化应激(OS)导致的生产性能下降问题，研究人员通过添加商业荞麦根茎黄酮提取物(BRFE)开展干预研究。结果表明，140 mg/kg BRFE可显著提高血浆总抗氧化能力(TAC)和超氧化物歧化酶(SOD)活性，降低丙二醛(MDA)含量，同时通过调控瘤胃微生物组(如降低Synergistetes丰度)和色氨酸(Trp)代谢通路，提升产奶量和乳成分。该研究为天然抗氧化剂在反刍动物健康养殖中的应用提供了新思路。

　　

研究背景与意义

在反刍动物生产中，泌乳期的高代谢负荷会导致氧化应激(OS)状态加剧，自由基生成与清除失衡可能损伤乳腺细胞功能，进而影响产奶性能。荞麦作为富含黄酮类化合物的传统作物，其根茎提取物(BRFE)在民间医学中已有应用，但对其在反刍动物营养中的系统研究仍属空白。贵州大学动物科学学院的研究团队在《Journal of Dairy Science》发表的最新研究，首次揭示了BRFE通过"抗氧化-微生物组-代谢"多维调控网络改善奶山羊生产性能的作用机制。

关键技术方法

研究选用40头健康关中奶山羊，随机分为4组（对照组CON及70/140/210 mg/kg BRFE添加组），进行63天饲养试验。采用HPLC-MS/MS检测BRFE成分，通过MilkoScan FT120分析乳成分，商用试剂盒测定血浆TAC、SOD等指标，GC分析瘤胃VFA。选取CON和140 mg/kg组(MB)进行瘤胃宏基因组测序（Illumina NovaSeq平台）和非靶向代谢组学分析（UHPLC-Q Exactive系统），利用KEGG和CAZy数据库进行功能注释。

主要研究结果

1. 生产性能与乳成分

140 mg/kg BRFE组产奶量达1,697.78 g/d，较CON组提高15.7%，且3.5%校正乳(FCM)、乳脂肪和乳蛋白产量均呈现显著线性-二次增长趋势。值得注意的是，试验第20-21天时，BRFE组的乳脂肪和乳糖产量出现时间依赖性提升。

2. 血浆氧化还原平衡

MB组血浆TAC(2.53 U/mL)和SOD(281.15 U/mL)达到峰值，同时超氧阴离子(O^2?·)含量降低44.9%，表明BRFE通过激活内源性抗氧化系统缓解OS。

3. 瘤胃发酵特性

MB组丙酸比例提升至23.0 mmol/100 mmol，乙酸丙酸比降至2.9，这种发酵模式转变可能为乳腺提供了更多葡萄糖前体。

4. 微生物组重构

宏基因组分析显示：

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  门水平：Synergistetes丰度降低（可能与致病性相关）

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  属水平：纤维降解菌Butyrivibrio增加，而条件致病菌Quinella减少

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  功能层面：糖苷水解酶GH2、GH3等CAZymes显著富集

5. 代谢通路激活

代谢组学发现358种差异代谢物，色氨酸代谢为最显著通路（涉及犬尿氨酸等5种代谢物变化），这可能通过调控炎症反应和自由基清除能力改善宿主健康。

结论与展望

该研究首次阐明BRFE通过三重机制提升奶山羊生产性能：

1）直接抗氧化作用：黄酮化合物作为电子供体中和活性氧；

2）微生物组调控：抑制Synergistetes等有害菌，促进碳水化合物降解菌增殖；

3）代谢重编程：激活色氨酸代谢等关键通路。

研究结果不仅为天然饲料添加剂开发提供理论依据，更揭示了植物次生代谢物-微生物组互作在反刍动物营养中的重要作用。未来研究可进一步解析BRFE中特定黄酮单体（如异荭草素isovitexin）的作用机制，并探索荞麦根茎直接饲用的经济效益。