不同精粗比日粮对山羊生产性能、血清生化指标和瘤胃发酵的影响

2021-06-28霍俊宏詹康黄秋生钟小军占今舜严学兵

草业学报 2021年6期

霍俊宏，詹康，黄秋生，钟小军，占今舜*，严学兵*

（1.江西省农业科学院畜牧兽医研究所，江西南昌330200；2.扬州大学动物科学与技术学院，江苏扬州225009；3.修水县畜牧水产局，江西修水332400）

反刍动物瘤胃中的微生物能够对饲粮中的营养物质有分解和再合成作用，其对反刍动物的消化代谢具有重要作用［1］。日粮组成和营养水平等能够影响瘤胃内微生物结构，改变瘤胃微生物发酵模式，进而影响宿主对营养物质的吸收和利用［2］。粗饲料是反刍动物的重要营养源，具有刺激反刍和咀嚼、维持瘤胃正常pH和微生物正常发酵等作用。当饲粮中的粗饲料使用不恰当时，会造成瘤胃发育受阻，降低营养物质的消化和吸收，进而导致反刍动物生产性能降低［3］。钱勇等［4］研究发现，波杂羔羊采用精粗比60∶40全混合日粮短期育肥的效果优于精粗比为50∶50和40∶60，育肥羔羊的采食量和增重均得到显著提高。李茂等［5］研究发现，海南黑山羊采食精粗比40∶60全混合日粮时，生长性能最好和饲料转化率最高。另外，课题组前期研究发现，饲喂精粗比60∶40全混合日粮的育肥湖羊生产性能高于精粗比为50∶50和40∶60［6-7］。以上结果表明，适宜的精粗比饲粮能够提高反刍动物的生产性能。努比亚山羊是一种体格大、生长速度较快的山羊品种，具有产肉率高、适应性强等特点。近几年，努比亚山羊在江西省的饲养量不断上升。目前，研究努比亚山羊适宜精粗比饲粮的报道较少。鉴于此，本试验开展不同精粗比全混合饲粮对努比亚山羊生长性能、血清生化指标和瘤胃发酵的影响，为今后江西规模化饲养努比亚山羊科学配制饲粮提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计和饲养管理

试验于2018年11月在九江市修水县大业牧业有限公司肉羊养殖场开始，于2019年1月份结束。试验选择健康、体重相近（20.07±0.57）kg的2月龄努比亚山羊母羊36只，随机分为3组，每组12只羊，分别饲喂精粗比为40∶60（L）、50∶50（M）和60∶40（H）的全混合日粮。试验期70 d，其中含预饲期14 d和正试期56 d。饲粮在相同蛋能比和钙磷比下，参照NY/T 816-2004中国肉羊饲养标准进行配制［8］，营养水平见表1。试验山羊进行圈养，每天8：00和17：00进行饲喂，自由饮水，其他饲养管理按照养殖场的规定执行。

表1 饲粮组成与营养水平（干物质基础）Table 1 Compositions and nutrient levels of diets（DM basis）

1.2 样品采集和指标测定

1.2.1 生长性能的测定试验期间，隔一天早上称剩料。在试验开始前以及正试期的第14、35和56天早上进行山羊空腹称重，计算平均日采食量（average daily feed intake，ADFI）、平均日增重（average daily gain，ADG）和料重比（feed/gain，F/G）。

1.2.2 血清采集和指标测定在正试期的第14、35和56天，各试验组选择8只山羊于早晨进行空腹颈静脉采血，每只羊采集血液5 mL，室温静置1 h后，用离心机（转速3500 r·min-1）离心10 min收集血清，-20℃保存待测。采用酶联免疫吸附测定（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）法进行生长激素（growth hormone，GH）、瘦素（leptin，LEP）、四碘甲状腺原氨酸（tetraiodothyronine，T4）、三碘甲状腺原氨酸（triiodothyronine，T3）和胰岛素（insulin，INS）浓度的测定；用全自动生化分析仪通过比色法测定总蛋白（total protein，TP）、白蛋白（albumin，ALB）、球蛋白（globulin，GLB）、血清尿素氮（urea nitrogen，BUN）、血糖（glucose，GLU）、总胆固醇（total cholesterol，TC）和甘油三酯（triglyceride，TG），委托北京华英生物技术研究所完成激素检测。

1.2.3 屠宰性能的测定试验结束后，各试验组选择6只山羊禁食24 h，屠宰前禁水2 h。屠宰前称取的活羊重量为宰前活量。屠宰后去除皮毛、头、前肢腕关节、后肢飞节以下和内脏（留肾脏及其脂肪）的重量为胴体重。胴体重与宰前活重比值的百分比为屠宰率。最后腰椎处横切的后腿重量为后腿重。第12和13肋骨之间眼肌中部上方的脂肪厚度为背膘厚，而眼肌距背脊中线11 cm处的组织厚度为肋肉厚；眼肌面积为0.7倍的眼肌高度与宽度的乘积，均用游标卡尺测量。

1.2.4 瘤胃液采集和指标测定屠宰后，取出瘤胃，将瘤胃内容物经过4层纱布过滤，用便携式pH计（梅特勒F2-Standard，瑞士）测定瘤胃液p H。用15 mL离心管和5 mL冻存管进行分装瘤胃液，在-80℃冷冻保存待测。

1）挥发性脂肪酸（volatile fatty acids，VFA）测定：5 mL瘤胃液在12000 r·min-1下离心20 min，然后取1.5 mL上清液与0.15 mL 25%偏磷酸混匀，静置30 min。混合液在12000 r·min-1下离心15 min，取上清液。VFA用气相色谱仪（GC-148，日本岛津）进行测定，方法：色谱柱采用毛细吸管柱（34292-07B，NUKOLTM Capillary Column，30 m×0.32 mm×0.25μm），柱温130℃，汽化温度180℃，采用氢离子火焰检测器（GC-148，日本岛津），检测温度180℃，以氮气为载气。

2）氨态氮（NH3-N）测定：6 mL瘤胃液在15000 r·min-1下离心20 min，取出40μL上清液与2.5 mL苯酚显色剂和2.0 mL次氯酸盐试剂旋涡振荡混匀，37℃水浴显色30 min后在酶标仪上测定550 nm处吸光度［9］。

1.3 瘤胃液细菌基因表达的测定

将冷冻的瘤胃液放在超纯水中解冻，解冻后混匀瘤胃液并吸取200～400μL到离心管中，然后参照天根生物科技有限公司生产的粪便基因组提取试剂盒中的说明书进行细菌DNA提取。细菌引物序列采用Zhan等［10］研究中的序列，由Invitrogen公司合成引物（表2）。以总细菌基因为内参基因，用2-ΔΔCt来计算各种细菌基因的相对表达量。

表2 实时定量PCR引物Table 2 Primer used for the r eal-time polymer ase chain reaction

1.4 数据统计与分析

数据先用Excel 2013进行预处理，然后采用IBM SPSS 21.0软件进行单因素方差分析（ANOVA），LSD法进行多重比较，试验结果以平均值和标准误（standard error of the mean，SEM）来表示，以P＜0.05表示差异显著，P＞0.05表示差异不显著。

2 结果与分析

2.1 不同精粗比饲粮对山羊生长性能的影响

正试期第14天，L组山羊的平均日采食量极显著高于其他两组（P＜0.01），各组间其他指标无显著性差异（P＞0.05）（表3）。正试期第35天，L组山羊的平均日采食量显著高于H组（P＜0.05），料重比则相反，各组间其他指标无显著差异（P＞0.05）。正试期第56天，L组山羊的平均日增重显著高于其他两组（P＜0.05），而料重比则相反；M组山羊的平均日采食量显著高于H组（P＜0.05），各组间其他指标无显著差异（P＞0.05）。

表3 不同精粗比饲粮对山羊生长性能的影响Table 3 Effects of different concentrate-roughage ratios on growth performance of goats

2.2 不同精粗比饲粮对山羊血清激素浓度的影响

正试期第14天，L组山羊血清ALB和BUN浓度显著高于H组（P＜0.05），各组间其他指标无显著差异（P＞0.05）（表4）。正试期第35天，各组间血清指标均无显著差异（P＞0.05）。正试期第56天，L组山羊血清ALB显著高于H组（P＜0.05），L组山羊血清GLU显著高于其他两组（P＜0.05），M组山羊血清TG显著高于H组（P＜0.05），各组间其他指标无显著差异（P＞0.05）。

表4 不同精粗比饲粮对山羊血清生化指标的影响Table 4 Effects of different concentrate-roughage ratios on serum biochemical indices of goats

2.3 不同精粗比饲粮对山羊血清激素浓度的影响

正试期第14天，M组山羊血清LEP浓度显著低于H组（P＜0.05），L组山羊血清T3浓度显著高于其他两组（P＜0.05），各组间其他指标无显著差异（P＞0.05）（表5）。正试期第35天，L组山羊血清LEP和INS浓度显著低于其他两组（P＜0.05），各组间其他指标无显著差异（P＞0.05）。正试期第56天，L组山羊血清GH浓度显著高于H组（P＜0.05），各组间其他指标无显著差异（P＞0.05）。

表5 不同精粗比饲粮对山羊血清激素浓度的影响Table 5 Effects of differ ent concentr ate-roughage r atios on ser um hormone concentrations of goats

2.4 不同精粗比饲粮对山羊屠宰性能的影响

L组山羊的屠宰率显著低于其他两组（P＜0.05）（表6），M组山羊的后腿重显著高于其他两组（P＜0.05），各组间的其他指标无显著差异（P＞0.05）。

表6 不同精粗比饲粮对山羊屠宰性能的影响Table 6 Effects of different concentrate-roughage ratios on carcass traits of goats

2.5 不同精粗比饲粮对山羊瘤胃发酵参数的影响

L组山羊瘤胃pH显著高于其他两组（P＜0.05）（表7）；L组的乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和总挥发性脂肪酸浓度则显著低于其他两组（P＜0.05），其中M组最高；异丁酸和异戊酸浓度随饲粮精粗比的升高呈升高趋势（0.05＜P＜0.10）；氨态氮随着饲粮精粗比的升高而降低，但各组间无显著性差异（P＞0.05）。

表7 不同精粗比饲粮对山羊瘤胃发酵的影响Table 7 Effects of differ ent concentr ate-roughage r atios on rumen fer mentation of goats

2.6 不同精粗比饲粮对瘤胃细菌基因表达的影响

L组山羊瘤胃的黄色瘤胃球菌、溶纤维丁酸弧菌和产琥珀酸丝状杆菌数量显著高于其他两组（P＜0.05），而乳酸菌数量则显著低于其他两组（P＜0.05）（表8）。H组山羊瘤胃的嗜淀粉瘤胃杆菌数量显著高于L组（P＜0.05），H组山羊瘤胃的白色瘤胃球菌显著低于其他两组（P＜0.05），M组山羊瘤胃的栖瘤胃普雷沃菌数量显著高于其他两组（P＜0.05）。

表8 不同精粗比饲粮对瘤胃细菌基因表达的影响Table 8 Effects of different concentrate-roughage ratios on gene expression of ruminal bacteria

3 讨论

3.1 不同精粗比饲粮对山羊生产性能的影响

李茂等［5］研究发现，饲喂精粗比40∶60全混合日粮海南黑山羊的平均日增重、总增重高于精粗比60∶40和50∶50，料重比最低。王子苑［11］研究日粮精粗比对大足黑山羊生产性能，结果也发现，饲喂精粗比40∶60大足黑山羊末重、日增重最高，料重比最低。本试验结果与他们相似，说明努比亚山羊饲喂精粗比40∶60全混合日粮能够获得最佳的生长性能。然而，郝怀志等［12］研究发现，饲喂精粗比60∶40的绵羊平均日增重显著高于饲喂精粗比为40∶60和50∶50。徐相亭等［13］研究发现，饲喂精粗比60∶40杜泊羊的末重和平均日增重显著高于40∶60，平均日采食量和料重则随精粗比的升高而降低。高林青等［6］研究也发现，饲喂饲粮精粗比60∶40湖羊的末重和平均日增重显著高于40∶60。本试验结果与他们不同。这可能是因为山羊更耐粗饲料，精料过高会影响瘤胃微生物发酵，影响营养物质消化吸收，进而不利于山羊生长。胴体重和屠宰率是反映动物生产性能的重要指标，屠宰率越高，动物的生产性能越好［14］。程光民等［15］研究不同精粗比日粮对黑山羊屠宰性能的影响，结果发现，饲喂精粗比55∶45山羊宰前活重、胴体重和屠宰率显著高于精粗比35∶65。另外，饲喂精粗比40∶60大足黑山羊宰前活重、胴体重和屠宰率显著高于精粗比20∶80和10∶90［11］。以上结果表明，在一定范围内，提高日粮精粗比能够提高山羊的屠宰性能。在本试验中，随着日粮精粗比的升高，山羊平均日增重和宰前活重降低，结果表明，日粮中添加过高的精料可能会影响营养物质的消化和代谢，进而降低山羊的生产性能。本试验中，低精粗比饲粮的宰前活重高于其他两组，但屠宰率低于其他两组。原因可能与低精粗比日粮促进皮毛、器官的生长有关。背膘厚越薄，说明瘦肉率越高；肋肉厚越厚，说明脂肪含量越高［16］。在本试验中，虽然各组间背膘厚和肋肉厚无显著差异，但高精粗比组均要高于低精粗比组，结果表明，低精粗比日粮可能有助于提高肌肉瘦肉率和降低脂肪沉积，进而提高肉品质。

3.2 不同精粗比日粮对山羊血清生化指标的影响

白蛋白是一种具有黏性和胶质性的物质，能与重金属离子结合，起到解毒的作用；具有维持血浆渗透压和增强机体免疫力的功能。血清尿素氮是反映机体蛋白质分解代谢和氨基酸平衡的一种重要指标。当尿素氮含量降低，说明体内蛋白质代谢良好，而升高时，说明体内蛋白质转化出现问题［17］。桂林生等［18］研究发现，随着日粮精料水平的提高，奶牛血液尿素氮含量则呈现下降的趋势。与之相似，本试验结果表明，山羊采食低精粗比日粮可能有助于提高山羊的免疫性能，而高精粗比日粮可能有助于提高山羊的蛋白质的代谢。血清中的甘油三酯和总胆固醇是反映机体脂类的吸收代谢及利用情况，它们含量越低，说明体内脂肪的利用率越高［19］。从本试验后期来看，日粮精粗比60∶40更有利于提高山羊的脂肪的利用。血糖是反刍动物重要的营养物质。碳水化合物在瘤胃内发酵产生乙酸、丙酸等挥发性脂肪酸，生糖前体物质丙酸转化生成葡萄糖。另外，部分非结构性碳水化合物经过瘤胃到达小肠，在胰酶消化分解成葡萄糖，然后被小肠吸收。从本试验后期来看，日粮精粗比40∶60山羊血糖含量高于其他各组，这可能与其到达小肠的非结构性碳水化合物含量高有关，具体情况需进一步研究。

3.3 不同精粗比日粮对山羊激素分泌的影响

生长激素（GH）是一种由垂体前叶分泌的单链多态激素，能够调节糖类、脂类和蛋白质的代谢，具有消耗脂肪促进蛋白质的合成和促进生长发育等的作用［20-21］。从本试验来看，正试期14和56 d，山羊血清生长激素浓度随日粮精粗比升高而降低，结果表明，饲喂低精粗比日粮可能会提高蛋白质合成，更利于山羊生长发育。而正试期第35天，饲喂低精粗比日粮山羊血清生长激素浓度低于高精粗比日粮，但各组间无显著差异。这可能是因为山上突然降温，导致羊产生应激造成的。瘦素（LEP）是由白色脂肪组织合成并分泌的一种蛋白质激素，具有抑制摄食、调节脂肪沉积与能量代谢的功能［22］。代立霞等［23］研究发现，LEP与脂肪沉积呈负相关，高能量和高蛋白日粮能够促进滩羊脂肪沉积。Mota等［24］研究发现，LEP在幼牛体内起着重要的生理作用，可能是控制采食量的主要原因，因为高效采食的牛体内LEP较多，剩余采食量较少。在本试验中，正试期第14和35天，高精粗比日粮山羊血清LEP浓度高于低精粗比日粮，平均日采食量则低于低精粗比日粮，但体重无显著差异；正试期第56天，高精粗比日粮山羊血清LEP和TG浓度更低，而肋肉厚高于其他两组。结果表明，高精粗比日粮能够促进山羊脂肪沉积。另外，在试验前期LEP可能主要调控山羊的采食，而后期调控肌肉脂肪的沉积。胰岛素（INS）是促进机体合成代谢的一种重要激素，具有分解葡萄糖为机体提供能量和促进脂肪合成的作用。俞伟辉［25］研究发现，湘东黑山羊血清INS浓度随着日粮中能量的升高而增加。在本试验中，饲喂低精粗比日粮山羊血清INS浓度低于高精粗比日粮，与其结果相似。在本试验后期高精粗比日粮山羊血清的INS浓度高于低精粗比，而血糖则相反。说明在后期高精粗比日粮能够通过促进山羊INS的分泌来增加血糖的去路，促进脂肪合成。甲状腺激素（TH）是体内一种具有促生长发育、调节代谢等作用的激素，其含有2种形式，即T3和T4，其中T3活性最强，血液中主要以T4形式存在［26］。在本试验中，正试期第14天，低精粗比日粮组山羊血清T3的浓度显著高于其他两组，而正试期第35和56天，各组间血清T3和T4的浓度无显著性差异，结果表明，低精粗比日粮能够促进试验前期山羊的生长发育。

3.4 不同精粗比日粮对山羊瘤胃发酵的影响

挥发性脂肪酸（VFA）是饲料中的纤维、淀粉等碳水化合物在瘤胃微生物的降解下产生的一类短链脂肪酸，包括乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸和异戊酸等。VFA能够给宿主提供70%～80%所需能量，在维持正常生长、繁殖等方面具有重要作用［27］。秦正君等［28］研究发现，瘤胃的总VFA、丙酸、丁酸随着日粮精粗比的升高而升高，而p H和乙酸则降低。陈志龙等［29］研究发现，提高日粮精粗比增加了绵羊体外瘤胃发酵VFA浓度，降低了pH和NH3-N浓度。本试验结果与他们相似。从本试验结果来看，在等蛋能比下，可能精粗比50∶50日粮更有利于山羊瘤胃发酵。白色瘤胃球菌、黄化瘤胃球菌、溶纤维丁酸弧菌和产琥珀酸丝状杆菌等是纤维素降解相关的细菌［30］。在全粗料饲喂情况下，瘤胃内的瘤胃球菌属（Ruminococcus）和纤维杆菌门（Fibrobacter）比例较高［31］。研究发现，提高日粮的精粗比能够降低瘤胃的产琥珀酸丝状杆菌和丁酸弧菌数量；瘤胃中黄色瘤胃球菌、白色瘤胃球菌和溶纤维丁酸弧菌等纤维分解菌的数量随着粗饲料水平的升高而显著升高［32-33］。本试验结果与他们相似。说明低精粗比日粮有利于纤维素降解相关细菌的生长，进而能提高纤维素的降解率。除主要纤维降解菌外，大多数瘤胃细菌都有降解日粮蛋白质的能力，但研究最多的主要是栖瘤胃普雷沃氏菌、溶纤维丁酸弧菌和嗜淀粉瘤胃杆菌［34］。反刍动物瘤胃内栖息的乳酸杆菌等乳酸产生菌，可发酵产生乳酸，过多的乳酸会导致瘤胃酸中毒的发生，而乳酸的累积也会促进乳酸利用细菌的生长代谢，防止乳酸的过度积累，进而维持稳定的瘤胃p H值［35］。从本试验来看，提高日粮精粗比能够促进山羊瘤胃的普雷沃氏菌、嗜淀粉瘤胃杆菌和乳酸杆菌的生长。