褐藻多酚对瘤胃不饱和脂肪酸生物氢化的调控作用及机制研究

The contents of unsaturated fatty acid in ruminants’ meat and milk are related to the biohydrogenation in rumen. Tannins can manipulate ruminal fatty acids biohydrogenation to improve milk and meat content of beneficial fatty acids, but the effect varies with the type and chemical structure of tannins. Currently, studies mainly focus on terrestrial tannins (condensed tannins and hydrolyzed tannins), there is no literature on the effect of phlorotannins from marine brown algae on ruminal biohydrogenation. This project will use phlorotannins extracted from Sargassum as material, to study its effect on ruminal fatty acids biohydrogenation via in vitro fermentation test and feeding trial. The integrated metagenomics and targeted metabolomics analyses, associated with microbial pure culture technology will be used to explore the rumen biohydrogenation pathway regulated by phlorotannins, identify the key microorganisms and biohydrogenated intermediates involved, and reveal the mechanism on hydrogenated bacteria. The expected results will clarify the microbiological mechanism of phlorotannins on ruminal unsaturated fatty acids biohydrogenation, which will provide theoretical basis for the application of phlorotannins in ruminant production and offer a new strategy for improving the nutritional value of ruminant products.

反刍动物肉和奶中不饱和脂肪酸的含量与其在瘤胃内的氢化程度有关。单宁可以通过调控不饱和脂肪酸在瘤胃内的生物氢化过程提高肉和奶中有益脂肪酸的含量，但作用效果与单宁的类型和化学结构息息相关。目前研究主要集中在陆地单宁（缩合单宁和水解单宁），来自海洋植物褐藻中的间苯酚单宁（褐藻多酚）对瘤胃生物氢化调控作用的研究尚无报道。本项目拟以马尾藻为材料，提取褐藻多酚，通过体外发酵试验和动物饲养试验评价其对瘤胃生物氢化的调控作用，利用宏基因组测序和靶标代谢组学联合分析技术，结合细菌纯培养手段，探索褐藻多酚调控的瘤胃生物氢化路径，明确关键微生物和氢化中间产物，并揭示褐藻多酚对氢化细菌的作用机制。研究结果将阐明褐藻多酚调控瘤胃生物氢化的微生物学机理，为褐藻多酚在反刍动物生产中的应用提供理论依据，为提高反刍动物产品的营养价值提供新思路。

单宁可以通过调控不饱和脂肪酸在瘤胃内的生物氢化过程提高反刍动物产品中不饱和脂肪酸的含量，但作用效果与单宁的类型和化学结构息息相关。目前研究主要集中在陆地单宁（缩合单宁和水解单宁），来自海洋植物褐藻中的间苯酚单宁（褐藻多酚）对瘤胃生物氢化调控作用的研究尚无报道。本项目以马尾藻为材料，提取褐藻多酚，通过体外发酵试验，明确了褐藻多酚提取物对瘤胃生物氢化的调控作用，并确定了反刍动物日粮中的最适添加量。研究结果发现，褐藻多酚提取物可以改善瘤胃内环境，改变发酵类型，有利于瘤胃健康；褐藻多酚提取物可以提高瘤胃内不饱和脂肪酸的含量，降低饱和脂肪酸的含量，改善瘤胃脂肪酸组成；褐藻多酚提取物改变了瘤胃细菌的组成；对瘤胃脂肪酸组成和细菌组成的相关性分析显示，褐藻多酚提取物通过影响瘤胃细菌的组成来调控瘤胃生物氢化过程，Fibrobacter Succinogenes和Selenomonas Ruminantium是主要的关键菌。因此，本项目的研究结果证实了褐藻多酚对瘤胃生物氢化的调控作用，并初步阐明了褐藻多酚调控瘤胃生物氢化的机理，为其在反刍动物生产中的应用提供了理论依据，为提高反刍动物产品的营养价值提高了新思路。