不同物理形态的开食料对早期断奶羔羊瘤胃发育的影响及其机制研究

The early development of rumen is crucial to the successful implementation of the early weaning in lamb. The physical form of starter has significant regulatory role on rumen development, but the regulatory mechanism is not clear. In this project, systematic and in-depth studies will be carried out with early weaning male Hu lamb to evaluate the effects of three physical forms of starter (pelleted, meal and textured starter) on the rumen morphology, fermentation function, enzyme activity and the rule of their dynamic changes, combining with the high throughput sequencing of microorganism 16S rDNA and functional prediction, rumen metabonomics and analysis of functional enrichment of differential metabolites, changes of gene expression in rumen tissue and the functional annotation, pathway analysis and verification of differentially expressed genes. The results will be useful to enrich the existing theory and knowledge of early weaning and starter of lamb and thus have a very important theoretical and practical guiding significance for the utilization of early weaning technology, scientific research and utilization of starter in sheep housing system in China.

瘤胃尽早发育是羔羊早期断奶技术能否成功实施的关键。开食料的物理形态对反刍动物的瘤胃发育具有明显的调控作用，但调控机制尚不清楚。本项目拟以早期断奶湖羊公羔为对象，研究三种物理形态的开食料（颗粒化、粉末状和多颗粒口感开食料）对早期断奶羔羊的瘤胃组织形态、发酵功能、消化酶活性等的影响及其动态变化规律，并结合微生物16S rDNA高通量测序和功能预测、瘤胃代谢组学及差异代谢产物的功能富集分析、瘤胃组织差异表达基因的功能注释、通路分析和验证等，系统、深入地研究开食料的物理形态对早期断奶羔羊瘤胃发育的影响及其机制，研究成果将丰富和发展现有羔羊早期断奶和开食料理论，对于我国舍饲绵羊生产中早期断奶技术的实施、开食料的科学研制和应用都具有十分重要的理论和现实指导意义。

1.项目背景.及早采食开食料是促进瘤胃早期发育和保证羔羊健康生长的重要因素。开食料物理形态能影响动物的瘤胃发育和生产性能。但相关研究缺乏系统性。另外，对羔羊的研究较少。而羔羊与犊牛在诸如瘤胃的发育时间、断奶日龄以及对营养的需求等方面均存在很大差异，所以，非常有必要对羔羊单独开展相关研究。.2.主要研究内容、重要结果、关键数据.本研究主要就颗粒化开食料（PS，玉米及其他原料全部粉碎后制粒）和口感化开食料（TS，玉米蒸汽压片后破碎，其他原料粉碎后制粒，然后将破碎的蒸汽压片玉米与其他原料制成的颗粒料混合后饲喂）对湖羊羔羊早期断奶（35d）前、后（21d和42d）的瘤胃发育表型、基因组学、转录组学、代谢组学等进行了系统研究。得到如下重要结果：（1）与PS相比，TS更有利于羔羊早期断奶前、后瘤胃重量的提高、瘤胃组织形态的发育和瘤胃发酵、淀粉和粗脂肪的全消化道消化率、促进了羔羊采食量的提高和体重的增加。（2）TS促进羔羊瘤胃发育的机理可能是 ① 瘤胃优势群的及早建立以及断奶前的氨基酸和脂肪酸代谢功能；②上调表达与脂肪酸代谢、细胞周期蛋白和激酶、生长有关的基因，下调表达与细胞凋亡有关的基因； ③ 改变了瘤胃内氨基酸、必需脂肪酸及能量等代谢物的相对浓度及其相关代谢通路等。.另外，采用ATR-FT/IR技术对3种不同加工方式玉米（粉碎、蒸汽压片和膨化）碳水化合物和蛋白质分子结构等进行了比较研究，发现：与粉碎相比，蒸汽压片和膨化改变了玉米的碳水化合物和蛋白质分子光谱结构，使淀粉更多的释放出来，淀粉糊化度提高，瘤胃发酵加快，降解率提高。膨化玉米的效果最优。.3.科学意义.以上研究成果将有助于对羔羊早期瘤胃发育规律的深入认识，丰富和发展现有羔羊早期断奶和开食料理论，对于我国舍饲绵羊生产中早期断奶技术的实施、开食料的科学研制和应用等都具有十分重要的理论和现实指导意义。