膳食胆汁酸补充剂能够改善被淘汰母羊的生长性能、营养消化能力、肝脏功能以及瘤胃发酵过程,并调节其群体感应机制

时间:2026年2月24日
来源:Animal Feed Science and Technology

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本研究通过添加不同剂量胆汁酸(BA)探究其对剪耳母羊生长性能、营养消化率、肝脏功能及瘤胃发酵的影响。结果显示,400 mg/kg BA组显著提升平均日增重、饲料转化率及干物质、粗蛋白等营养消化率,改善血清白蛋白水平并降低胆红素,同时增强瘤胃挥发性脂肪酸及AI-2信号分子浓度和生物膜形成。研究首次证实BA通过调控瘤胃微生物群体感应机制改善反刍动物生产性能。

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刘昌|李琳|李敏|欧阳克辉|曲明伦|邱庆华
江西省动物营养与饲料重点实验室,江西农业大学动物科学与技术学院,南昌330045,中国

摘要

对淘汰母羊进行短期育肥是提高绵羊生产效率和肉质的关键策略。本实验旨在探讨日粮中添加胆汁酸(BA)对淘汰母羊的生长性能、养分消化率、肝脏功能、瘤胃发酵、微生物群以及群体感应的影响。共有50只体重相近(42.95±0.64公斤)的淘汰母羊被随机分为五组,每组10只。这些组分别喂食基础日粮(CON)或添加不同剂量胆汁酸的日粮:100毫克/公斤(BA100)、200毫克/公斤(BA200)、400毫克/公斤(BA400)和800毫克/公斤(BA800)。结果表明,与CON组相比,BA400组的平均日增重更高,且饲料转化率更低(P<0.05)。BA400组还表现出更高的干物质、粗蛋白、醚提取物、中性洗涤纤维和淀粉的表观消化率(P<0.05)。此外,该组的血清白蛋白和免疫球蛋白G水平较高,而总胆红素和碱性磷酸酶水平较低(P<0.05)。BA400组的微生物粗蛋白、总挥发性脂肪酸、乙酸、丙酸、异丁酸和丁酸浓度也较高(P<0.05)。日粮中添加胆汁酸并未影响瘤胃微生物群的多样性、丰富度或均匀性(P>0.05)。社区组成分析显示BA400组和CON组之间没有显著差异(P=0.378)。然而,BA400组的自诱导物-2(AI-2)信号分子浓度和生物膜形成量高于CON组(P<0.05)。此外,随着胆汁酸剂量的增加,BA400组的胞外多糖和胞外蛋白水平也有所升高(P<0.05)。本研究表明,日粮中添加400毫克/公斤的胆汁酸可以改善淘汰母羊的生长性能和养分消化率,增强肝脏功能及瘤胃发酵,并增加AI-2信号分子和生物膜的形成。这是首次发现胆汁酸补充改善淘汰母羊性能与瘤胃微生物AI-2介导的群体感应有关,为开发促进反刍动物生产的瘤胃微生物调节剂提供了新的见解。

引言

在繁殖过程中,母羊的代谢过程会发生显著变化,肝脏功能是受影响的关键部位(Xue等人,2019)。肝脏对于营养物质的分配和能量平衡至关重要,但反复妊娠会对其造成较大负担(Ji等人,2023)。这种加剧的代谢需求可能导致氧化应激并损害肝脏功能(Ji等人,2023)。因此,尤其是接近生产寿命末期的母羊更容易出现消化问题,如酸中毒、菌群失调和发酵障碍(Dunière等人,2021)。当这些母羊因年龄或繁殖能力下降而被淘汰时,由于体况差和肉质不佳,立即屠宰会导致经济效益低下,从而在市场上不受欢迎(Rivera-Bautista等人,2023)。鉴于淘汰母羊普遍存在这些问题,在屠宰前实施育肥阶段至关重要(Viana等人,2021)。这一策略不仅提高了它们的市场价值,还增强了资源利用效率,使这些母羊能够为绵羊养殖业的经济可持续性做出更大贡献(Rivera-Bautista等人,2023)。
然而,淘汰母羊在育肥阶段经常遇到诸多障碍,主要是由于连续繁殖周期导致的肝脏损伤。这种肝脏损伤直接降低了它们的饲料利用效率,从而影响了整个育肥期的表现(Valkova等人,2023)。因此,对这些母羊进行育肥的经济效益往往较低,对生产者来说吸引力不大。最近的营养策略进展为解决这些问题提供了有希望的方案。研究表明,胆汁酸(BA)在肝脏中的脂质代谢和解毒中起着关键作用,可以显著改善健康状况不佳的动物的肝脏功能(Hu等人,2024;Zhao等人,2025)。通过优化肝脏代谢和乳化脂肪,胆汁酸有助于营养物质的消化和吸收,从而提高饲料效率和血清抗氧化能力(Arshad等人,2021;Yang等人,2022;Chen等人,2024)。针对泌乳期奶牛的研究表明,日粮中添加胆汁酸可以增加产奶量和瘤胃挥发性脂肪酸(VFA)的产生,减轻炎症和氧化应激,并调节代谢途径(Fan等人,2025;Li等人,2025)。类似地,对绵羊和山羊的研究表明,将胆汁酸加入其日粮中可以优化牛奶质量,增强肠道黏膜屏障,并促进整体代谢和微生物稳态(Hou等人,2024;Yin等人,2024;Yin等人,2025;Zhao等人,2025)。这些改善可能带来更好的体重增长和整体育肥效果,使这一过程更具经济可行性。因此,将胆汁酸加入淘汰母羊的日粮中可能是一种有价值的干预措施,以抵消肝脏损伤的负面影响并提升其市场价值。
日粮中添加胆汁酸对反刍动物饲料效率的影响机制较为复杂,主要与其与瘤胃微生物群的相互作用有关。胆汁酸除了具有典型的乳化脂肪作用外,还作为关键的代谢信号和免疫调节剂,具有内在的抗菌和抗炎特性,有助于维持胃肠道健康(Chiang和Ferrell,2019;Jia和Dong,2024;Zhao等人,2025)。胆汁酸的这些多重作用对于优化反刍动物的消化过程和整体健康至关重要。最新研究表明,日粮中添加胆汁酸可以影响反刍动物瘤胃和后肠微生物群的多样性、组成和功能(Yin等人,2024;Fan等人,2025;Li等人,2025)。鉴于瘤胃微生物群在饲料消化中的关键作用,胆汁酸补充带来的饲料效率提升可能是通过调节瘤胃微生物群来实现的,从而增强消化过程。此外,微生物间的通信机制,如群体感应(QS)及其响应形成的生物膜,也可能在饲料消化中起作用。QS使微生物能够协调行为并形成生物膜,从而增强它们分解复杂饲料成分的能力(Huws等人,2021;Liu等人,2022)。这种协调行为可以通过创造更有效的消化环境来放大胆汁酸对饲料效率的积极作用。最新研究发现了生物膜形成与饲料效率之间的正相关关系,生物膜的形成受到QS的影响,尤其是瘤胃中的AI-2介导的QS系统(Won等人,2020;Fu等人,2025;Liu等人,2025)。然而,尚不清楚胆汁酸是否通过调节QS来增强饲料消化从而促进生物膜的形成。因此,需要进一步研究以探讨日粮中添加胆汁酸提高饲料效率的机制。
为此,对淘汰母羊进行了为期90天的育肥试验,主要目的是评估日粮中添加胆汁酸对饲料效率的影响并探索其潜在机制。试验内容包括监测生长性能、养分消化率、血清生化指标、瘤胃发酵特征、瘤胃微生物多样性、社区组成和QS。假设日粮中添加胆汁酸可以通过调节瘤胃微生物的QS、增强肝脏代谢功能和改善养分消化来提高饲料效率。本研究的结果可能为胆汁酸提高饲料效率的机制提供新的见解,并为通过调节瘤胃微生物群的QS来改善反刍动物生产提供新策略。

实验设计

共有50只体重相近(42.95±0.64公斤)、年龄(60.6±0.17个月)和产次(7.30±0.07次)的淘汰母羊Hu羊,根据初始体重采用完全随机设计分为五组

生长性能

表2显示了日粮中添加胆汁酸对淘汰母羊生长性能的影响。BA400组的平均日增重(ADG)显著高于CON组,饲料转化率(F/G)显著低于CON组(P<0.05)。相比之下,BA100、BA200和BA800组之间的ADG和F/G没有显著差异(P>0.05)。日粮中添加胆汁酸对ADG和F/G均表现出显著的线性及二次效应(P<0.05)。

养分消化率

日粮胆汁酸补充可增强淘汰母羊的养分消化率及血清肝功能和免疫功能

胆汁酸有助于将大脂肪颗粒乳化为小液滴,从而扩大与胰脂肪酶的接触面积,显著提高脂肪消化效率(Macierzanka等人,2019)。这种乳化作用还增强了胃肠道中脂肪酶、蛋白酶和淀粉酶的活性(Abdel-Tawwab等人,2023)。这些作用共同解释了添加胆汁酸后EE、CP和淀粉消化率提高的现象。

结论

总体而言,日粮中添加胆汁酸提高了淘汰母羊的生长性能和养分消化率,同时改善了肝脏功能和瘤胃发酵。胆汁酸补充还增加了瘤胃AI-2信号分子的浓度和生物膜的形成,但未改变微生物多样性和社区组成。由于日粮中添加胆汁酸带来的改善效果具有剂量依赖性,最佳剂量为400毫克/公斤

缩写

BA:胆汁酸;ANOSIM:相似性分析;QS:群体感应;ADG:平均日增重;DMI:干物质摄入量;DM:干物质;CP:粗蛋白;EE:醚提取物;NDF:中性洗涤纤维;ADF:酸性洗涤纤维;AST:天冬氨酸氨基转移酶;ALT:丙氨酸氨基转移酶;NH3-N:氨氮;MCP:微生物粗蛋白;VFA:挥发性脂肪酸;SRA:序列读取档案;ASVs:扩增子序列变异;PICRUSt2:基于...

未引用参考文献

(美国官方分析化学家协会AOAC(2005))

资助

本研究得到了江西省重点学科学术和技术带头人培训计划[项目编号20243BCE51165]、国家自然科学基金[项目编号32260861]以及江西省自然科学基金[项目编号20232BAB215051]的支持。

作者贡献声明

刘昌:撰写——初稿撰写、验证、研究、数据分析;曲明伦:监督、方法学设计;欧阳克辉:监督、方法学设计;李敏:验证、研究;李琳:研究、数据分析;邱庆华:撰写——审稿与编辑、数据可视化、研究、资金筹集、数据管理、概念构思。

利益冲突声明

无利益冲突。

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