乳酸菌是天然肠道菌群的一部分,由于其广泛的生物学作用,一直以来受到极大的关注。牦牛是高海拔地区的特殊物种,对极端环境有极好的适应能力,但由于长期缺乏充足的营养,易导致肠道菌群及代谢紊乱而患各种疾病。而抗生素耐药性问题的高发,使得研发新型饲料添加剂并以此来代替抗生素的生物作用尤为紧迫。故而,在本研究中,从牦牛粪便中分离乳酸菌,通过体外试验评估分离乳酸菌的益生性能、抗菌活性、抗生素敏感性和抗氧化能力,并验证其对小鼠的安全性。此外,确定了菌株L4与菊糖的最佳复合比例并制成乳酸菌复合物,采用高通量测序技术和代谢组学方法研究了其对小鼠肠道菌群和代谢的影响。研究结果如下:1.牦牛源乳酸菌分离鉴定及体外稳定性研究从牦牛粪便中分离到4株乳酸菌,即清酒乳杆菌（Lactobacillus sakei）、海氏肠球菌（Enterococcus hirae）、乳酸片球菌（Pediococcus acidilactici）和融合魏斯氏菌（Weissella confusa）,分别命名为L4、E5、P7和W8。体外抗逆性结果显示,4株菌株对各种不良环境均具有不同程度的耐受能力,其中菌株P7对酸、胆盐和消化酶的耐受性较强,而E5的耐温性较好。抑菌实验中,4株分离菌株均可以抑制多杀氏巴氏杆菌（Pasteurella multocida）、大肠杆菌（Escherichia coli C83902）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus BNCC186335）和沙门氏菌（Salmonella enteritidis NTNC l3349）的生长,其中L4对金黄色葡萄球菌的抑制作用最好,E5、P7、W8对大肠杆菌也有很好的抑菌作用。此外,4株菌株主要通过产生有机酸和细菌素,从而发挥抑菌作用。4株细菌对多西环素等7种临床常用的抗生素非常敏感,并且没有溶血活性。2.体外抗氧化能力研究体外抗氧化试验表明,4株菌株对羟自由基、DPPH具有一定的清除活力,但清除活力较弱,并且细胞悬浮液与无细胞提取物相比,前者清除能力强于后者。分离菌株抗脂质过氧化的活力与清除自由基相似,抑制率较低。除此之外,4株菌株还原活力均很强且均表现出较强的耐受过氧化氢的能力。3.分离菌株对小鼠安全性的评估以灌胃的方式给予小鼠4株乳酸菌14 d后,未发现小鼠出现腹泻,死亡或其他病理症状,剖检眼观未见明显病变。十二指肠切片显示肠绒毛完好无损,上皮细胞排列有序,且肠绒毛长度显著增加（P<0.01）。4.乳酸菌L4与菊糖复合物对小鼠肠道菌群的影响当菊糖的添加浓度为0.8%时,对L4的促生长作用最明显（P<0.05）,因此选择此浓度的菊糖与乳酸菌复合。基于高通量测序结果,菌株L4和乳酸菌L4-菊糖复合物的补充明显改变了小鼠的肠道微生物组成,增加了肠道内菌群的多样性。乳酸菌L4-菊糖复合物的摄入增加了小鼠肠道中放线菌门（Actinobacterota）、酸杆菌门（Acidobacteriota）及拟杆菌门（Bacteroidota）等有益菌群的丰度。而单纯摄入L4也增加了十二指肠中有益菌群如Marvinbryantia属,瘤胃球菌科（Ruminococcaceae）,放线菌门（Actinobacteriota）和双歧杆菌属（Bifidobacterium）的相对丰度。因此,添加L4和乳酸菌L4-菊糖复合物均能促进小鼠肠道菌群向有益的方向转变。4.乳酸菌L4与菊糖复合物对小鼠物质代谢的影响运用非靶向LC-MS代谢组学,表明L4和乳酸菌L4-菊糖复合物的摄入改变了小鼠肠道代谢物。一些脂肪酸、甘油磷脂、氨基酸等代谢物表达水平显著上调,这些物质与黄酮生物合成、系统性红斑狼疮、糖胺聚糖生物合成-硫酸软骨素/硫酸皮肤素、利什曼原虫病、癌症相关胆碱的代谢和甘油磷脂代谢等代谢途径相关。L4和乳酸菌L4-菊糖复合物能够调节金雀异黄素、甘草醇、磷脂酰丝氨酸、硫酸软骨素和1-酰基-甘油磷酸胆碱等物质的水平,从而增强对小鼠的保护作用。综上所述,本研究从牦牛粪便中分离出4株具有益生特性且安全无毒性的乳酸菌,能显著增加小鼠的十二指肠绒毛长度,增强小鼠的消化吸收能力,提高小鼠生长性能。菌株L4和乳酸菌L4-菊糖复合物的补充,能显著增加小鼠肠道的菌群多样性,并向有益的菌群转变。此外,也促进肠道有益代谢物质如脂肪酸、甘油磷脂、氨基酸的产生。因此,这一研究有望为今后牦牛饲料添加剂的应用提供理论和实验依据。