早期断奶对羔羊瘤胃发育的影响及其分子机理研究

Post-weaning lamb's diet shifting from milk to solid feed may affect physiology and metabolism function development of rumen. This item will use histoembryology,ruminant animal nutrition, and metagenomics technique to analyze the effect of early weaning on rumen morphology, function and variations of rumen microbiome composition, combined with mRNA-Seq to analyze rumen epithelial tissue gene expression and regulation pattern, and to identify the major gene function and pathway. To screen out rumen development related functional genes and to identify the rumen microbiome composition, in order to expound the molecular mechanism of early lamb rumen development and to provide theoretical bases for the development of lamb early weaning technical system with the core of nutritional regulation .

羔羊断奶后由吮食液体状态的母乳为主转为采食固体植物性饲料，瘤胃形态和代谢功能受到影响。本项目利用组织学、反刍动物营养学和宏基因组学相关技术研究早期断奶对羔羊瘤胃组织形态、功能和微生物区系的影响，用高通量测序技术分析早期断奶对羔羊瘤胃组织基因表达与调控的影响，并对重要信号通路和基因进行功能验证，筛选出参与羔羊瘤胃发育调控的功能基因，深入认识早期断奶对羔羊瘤胃发育的影响及其分子机理。结果有望为建立以营养调控和羔羊哺育技术为核心的羔羊早期断奶技术体系提供理论依据。

羔羊早期是其生命活动中最重要的生理阶段，在该阶段羔羊逐步发育成为功能性反刍动物，并面临断奶这一最为严峻的生理挑战。研究早期断奶对羔羊瘤胃发育的影响及其机制，对建立以营养调控和哺育技术为核心的羔羊早期断奶技术体系、减缓断奶应激和提高羔羊及母羊的生产力有重要意义。本项目以不同开食日龄和断奶日龄湖羊公羔为研究对象，利用反刍动物营养学、生物化学和分子生物技术手段，系统研究了早期开食和早期断奶对羔羊瘤胃组织形态和功能发育的影响及其分子机理，获得如下结果：.（1）早期开食有利于羔羊体重增长和采食量增加，促进了瘤胃组织形态和功能提前发育，减缓羔羊断奶应激，为羔羊实施早期断奶提供生理支撑。在早期开食条件下羔羊实施早期断奶（28日龄）有利于提高采食量，并进一步促进了瘤胃组织形态和功能的完善。.（2）早期开食显著改变了羔羊瘤胃微生物区系，7日龄开食组和未开食组42日龄时瘤胃微生物多样性指数Chao、ACE、Simpson和Shannon差异显著，在属水平筛选出5个丰度差异的菌属，这些菌属均与瘤胃发酵体系的建立密切相关。而在早期开食条件下实施早期断奶对羔羊瘤胃微生物区系无显著影响，上述多样性指数在28日龄断奶组和56日龄断奶组间无显著差异，在门水平上的优势菌群均为Bacteroidetes和Firmicutes。.（3）早期开食和早期断奶均改变了羔羊瘤胃腹囊组织的基因表达模式，参与代谢相关通络的基因表达上调，特别是参与脂质代谢和碳水化合物代谢途径的差异表达基因富集显著，表明早期开食和早期断奶后羔羊瘤胃中脂肪酸代谢和碳水化合物代谢旺盛，其中同时参与脂质代谢和碳水化合物代谢的2个关键基因HMGCL和HMGCS2可能在瘤胃发育的过程中扮演重要的角色。.通过上述研究，从个体、宏基因组和转录组水平系统地阐明了早期开食和早期断奶对羔羊瘤胃发育的影响及其机理，为建立羔羊早期开食和早期断奶策略提供了基础数据和理论支撑。