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反刍动物强大的前胃消化系统可在瘤胃微生物的作用下,利用低质纤维饲料生产人类需要的肉和奶。高寒高原生活的反刍动物常年放牧饲喂,且秋冬季节只以枯黄的牧草为食,因此可推测其瘤胃微生物具有更强的纤维降解能力。本试验选择青海省海西州乌兰县茶卡镇邻近地区、相似草场的三种全年放牧反刍动物黄牛、犏牛和牦牛作为试验对象,对其瘤胃代谢及瘤胃微生物组成进行比较分析,以期为高原反刍动物高纤维降解能力的瘤胃微生物的开发提供基础资料。1.放牧条件下黄牛、犏牛和牦牛瘤胃液理化与血液生化指标分析本试验选取邻近草场的全年放牧的黄牛、犏牛和牦牛各10头,采集瘤胃液和血液,测定瘤胃液理化和血液生化指标。结果显示,黄牛与牦牛瘤胃总挥发性脂肪酸浓度差异不显著（P>0.05）,黄牛显著高于犏牛（P<0.05）。黄牛瘤胃液中乙酸摩尔比例显著高与犏牛,犏牛显著高于牦牛（P<0.05）。犏牛和牦牛瘤胃液丙酸摩尔比例显著高于黄牛（P<0.01）,戊酸摩尔比例和乙丙比显著低于黄牛（P<0.05）。牦牛瘤胃液丁酸摩尔比例显著高于其他两组（P<0.01）。瘤胃液酶活测定发现,牦牛瘤胃中羧甲基纤维素酶活性显著高于黄牛（P<0.05）,微晶纤维素酶活性极显著高于黄牛和犏牛（P<0.01）,乙酰酯酶和木聚糖酶在三组之间差异不显著（P>0.05）。血液指标显示,牦牛静脉血血清谷丙转氨酶显著高于黄牛（P<0.05）,与犏牛差异不显著（P>0.05）。其余血液指标,包括血糖、总蛋白、尿素氮、总胆固醇、甘油三酯、血氨三组间均差异不显著（P>0.05）。综合以上结果,牦牛瘤胃发酵模式优于黄牛和犏牛,我们推测牦牛在高寒高原低氧以及饲草质量低下的环境中有更好的适应性。2.放牧条件下黄牛、犏牛和牦牛瘤胃微生物区系分析瘤胃液细菌区系结果表明,牦牛瘤胃液细菌群落多样性指数ACE指数显著低于犏牛和牦牛（P<0.05）,群落均匀性指数Simpsoneven显著高于其他两组（P<0.05）。从PCoA结果可知,黄牛组和犏牛组样本点遗传距离更为接近(ANOSIMCattle-Dzo（R=0.2994,P=0.001）),牦牛瘤胃液细菌群落组成与其它两组相似性较低(ANOSIMDzo-Yak（R=0.4378,P=0.001）、ANOSIMCattle-Yak（R=0.5526,P=0.001）)。从群落组成上看,拟杆菌门、厚壁菌门、纤维杆菌门、蓝细菌门、变形菌门、疣微菌门为三组共同优势菌门,其相对丰度都高于1%。牦牛瘤胃液变形菌门相对丰度极显著高于黄牛和犏牛（P<0.01）,迷踪菌门极显著高于黄牛（P<0.01）,显著高于犏牛（P<0.05）,互养菌门显著高于黄牛（P<0.05）,与犏牛差异不显著（P>0.05）。属水平上,普氏菌属1和理研菌科RC9gutgroup在各组中相对丰度均大于10%,纤维杆菌属、疣微菌科UCG-011、普雷沃氏菌科UCG-003、普雷沃氏菌科UCG-001、ChristensenellaceaeR-7group、Succiniclasticum、瘤胃球菌属1、疣微菌科UCG-010、疣微菌科NK4A214group相对丰度均大于1%,为优势菌属。经LEfSe分析可知,在黄牛中显著升高的属主要出现在厚壁菌门的瘤胃菌科和毛螺旋菌科以及拟杆菌门的拟杆菌目。犏牛中显著升高的属主要归属于厚壁菌门梭菌目梭菌纲毛螺旋菌科以及拟杆菌门拟杆菌目。牦牛瘤胃液中中显著升高属分布最广泛,涉及厚壁菌门、变形菌门、螺旋菌门、软壁菌门、迷踪菌门和浮霉菌门。三种动物瘤胃液真菌多样性结果表明,黄牛瘤胃液真菌丰富度指数Chao,ACE以及多样性指数Shannon,Simpson都极显著低于犏牛和牦牛（P<0.01）,群落均匀性指数Simpsoneven显著高于犏牛（P<0.05）,极显著高于牦牛（P<0.01）。从PCoA结果来看,牦牛和犏牛瘤胃液真菌区系遗传距离更为接近(ANOSIMDzo-Yak（R=0.2663,P=0.004）,与黄牛瘤胃液真菌组成差异较大(ANOSIMCattle-Dzo（R=0.8822,P=0.001）、ANOSIMCattle-Yak（R=0.9122,P=0.001）)。从组成上看,子囊菌门、新美鞭毛菌门、担子菌门为优势菌门,三者之和达到99%以上。黄牛瘤胃液中担子菌门显著高于牦牛（P<0.05）,极显著高于犏牛（P<0.01）。在属水平,三种动物瘤胃液真菌组成差异较大,光黑壳属、隐球酵母属、瘤胃真菌属为共有优势菌属。经LEfSe分析可知,在黄牛中显著升高的属有隐球菌属、瘤胃真菌属、小囊菌属、青霉属以及枝顶孢属。犏牛中显著升高的属有丝孢菌属、球腔菌属、未分类毛球壳科和未分类毛壳菌科,此4个属均属于子囊菌门的粪壳菌纲。牦牛中显著升高的属为光黑壳属、亚隔孢壳属、茎点霉属,均属于子囊菌门座囊菌纲。原虫多样性结果表明,三种动物瘤胃液内丰富度和多样性无差异显著性（P>0.05）。从PCoA结果来看,黄牛组和犏牛组样本点遗传距离更为接近(ANOSIMCattle-Dzo（R=0.1596,P=0.055）),牦牛瘤胃液原虫群落组成与其它两组差异较大(ANOSIMDzo-Yak（R=0.5624,P=0.001）,ANOSIMCattle-Yak（R=0.8179,P=0.001）)。纤毛动物门下检测到3个科,头毛虫科、盔毛科以及Cycloposthiidae科。盔毛科下只检测到一属（Charonina）一种（Charoninaventriculi）,在黄牛中相对丰度极显著高于牦牛（P<0.01）。头毛虫科下检测到5个属,双毛属、原始纤毛属、硬甲属、前毛属、内毛属。其中,牦牛瘤胃液双毛属相对丰度极显著高于黄牛（P<0.01）,显著高于犏牛（P<0.05）。黄牛组原始纤毛属相对丰度显著高于犏牛（P<0.05）,极显著高于牦牛（P<0.01）;前毛属显著低于犏牛（P<0.05）,极显著低于牦牛（P<0.01）。犏牛组硬甲属极显著高于牦牛（P<0.01）,与黄牛差异不显著（P>0.05）。三种动物瘤胃液古菌的多样性表明,牦牛瘤胃液古菌Sob指数显著低于黄牛（P<0.05）,其余α多样性指数没有显著差异（P>0.05）。从PCoA结果来看,三组动物瘤胃液古菌群落组成较相似（R值均较小）。从群落组成上看,黄牛瘤胃液中甲烷杆菌纲相对丰度极显著低于犏牛和牦牛（P<0.01）,热原体纲极显著高于其他两组（P<0.01）。在属水平上,犏牛和牦牛中甲烷短杆菌、未分类甲烷杆菌科、甲烷球菌属的相对丰度高于黄牛,而热源体纲下两个属相对丰度极显著低于黄牛（P<0.01）。综上,牦牛瘤胃液乙酸丙酸比最低,纤维降解类酶活最高。瘤胃微生物组成方面,黄牛和牦牛样本各群落组成差异较大,犏牛的细菌、真菌、古菌、原虫组成多介于黄牛和牦之间。牦牛作为高寒高原的优势物种,对严酷的环境有更好的适应性,同时其瘤胃微生物组成也发生了适应性的变化。