在肉牛规模化养殖中,高精料饲粮虽可满足肉牛快速育肥的营养需求。但是,饲喂高精料饲粮常引起瘤胃酸中毒等一系列代谢性疾病的发生。营养代谢性疾病是机体代谢平衡失调的结果,用单一的代谢产物不能真正反映其发生机制,需要从机体的综合代谢特性、不同代谢产物之间的内在联系以及代谢产物与动物表型之间联系等多个方面综合阐明其发生机制。代谢组学可以检测机体整套的小分子代谢产物,是基因组的最终产物,可有效揭示机体病理的分子机制。为此,本试验采用代谢组学技术全面分析高精料饲粮对肉牛瘤胃和血浆代谢轮廓的影响,为进一步阐明营养代谢性疾病的发生机制提供数据支撑。在此基础上,本试验还采用代谢组学技术分析稀酸处理高精料饲粮中玉米以及高精料饲粮中添加蒙脱石对瘤胃代谢异常的调控作用,为在生产中控制高精料饲粮相关代谢性疾病的发生提供新的思路和方法。本研究分为以下三个试验:1.高精料饲粮引起肉牛机体代谢组变化的研究本试验旨在通过对比分析不同精粗比饲粮饲喂模式下肉牛的生产性能、瘤胃pH值、体内内毒素（LPS）含量、免疫反应以及瘤胃和血浆代谢轮廓的差异,以此阐明高精料饲粮引起肉牛机体代谢组变化的规律,为诠释高精料饲粮引起肉牛代谢性疾病的发生机制提供理论依据。试验采用配对设计,将12头体重接近、体况相同和基准代谢组无显著性差异的夏洛莱×鲁西杂交阉公牛配成6对,将每对中2头肉牛随机分配到两个处理组,分别饲喂低精料饲粮（LCD,精粗比为40∶60）和高精料饲粮（HCD,精粗比为60∶40）。试验期32天,其中预试期7天。试验采用超高效液相色谱-四级杆飞行时间质谱联用（UHPLC-QTOF/MS）技术,结合主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）,对两饲粮组肉牛瘤胃液和血浆样品代谢轮廓进行模型分析,基于OPLS-DA模型的第一主成分变量投影重要度（VIP）>1和t检验P<0.05为卡值标准筛选两处理组瘤胃和血浆差异代谢物。最后,采用MetaboAnalyst对差异代谢物映射的所有通路进行拓扑分析和富集分析,筛选关键代谢通路。结果表明:（1）与低精料饲粮相比,高精料饲粮显著增加了肉牛的末重、日增重和日干物质采食量（P<0.05）,显著降低了肉牛的料肉比（P<0.05）。（2）与低精料饲粮相比,高精料饲粮显著增加了肉牛对饲料中干物质、有机物质、粗蛋白质、粗脂肪、中性洗涤纤维、粗灰分和钙的表观消化率（P<0.05）。（3）与低精料饲粮相比,高精料饲粮极显著降低了肉牛瘤胃pH值（P<0.01）。（4）与低精料饲粮相比,高精料饲粮显著增加了肉牛瘤胃、血浆和粪便中LPS含量（P<0.05）。（5）与低精料饲粮相比,高精料饲粮显著增加了肉牛血浆中C-反应蛋白（CRP）、血清淀粉样蛋白（SAA）、LPS结合蛋白（LBP）和结合珠蛋白（Hp）含量（P<0.05）;此外,高精料饲粮还显著增加了肉牛血浆中白介素（IL）-1β、IL-6、IL-8和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）含量（P<0.05）。（6）本试验共定性到肉牛717个瘤胃代谢物和386个血浆代谢物。两处理组肉牛的瘤胃和血浆代谢轮廓存在差异,共筛选到144个瘤胃差异代谢物和56个血浆差异代谢物。与低精料饲粮相比,高精料饲粮组瘤胃和血浆中碳水化合物代谢物和氨基酸相对含量显著上调;瘤胃中DL-乳酸、丙酸、次黄嘌呤、1-甲基组氨酸、吲哚-3-甲酸、5-羟基吲哚乙酸、5-甲氧基二甲基色胺、邻苯三酚、3-甲基黄嘌呤、吡啶甲酸、胸腺嘧啶等代谢物以及血浆中酪胺、吲哚、5-羟基吲哚乙酸、苯乳酸等代谢物在高精料饲粮组呈显著上调。最后,半乳糖代谢和维生素B₆代谢被筛选为高精料饲粮相关的瘤胃关键代谢通路,苯丙氨酸代谢和苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成为高精料饲粮相关的血浆关键代谢通路。2.稀酸处理高精料饲粮中玉米对肉牛瘤胃和血浆代谢组的影响本试验旨在分析稀乳酸和稀盐酸处理高精料饲粮中玉米对肉牛生产性能、瘤胃pH值、体内LPS含量和机体免疫反应的影响,为高精料饲粮在生产中的有效应用提供思路;此外,试验还采用代谢组学技术分析稀乳酸和稀盐酸处理玉米对瘤胃和血浆代谢组的影响,为稀酸处理改变玉米淀粉结构及改善瘤胃异常发酵的调控机制提供理论依据。试验采用单因素完全随机设计,将18头初始体重和体况相近、基准代谢组无显著性差异的夏洛莱×鲁西杂交阉公牛随机分为3组,分别为对照组（CON组）、乳酸组（LA组）和盐酸组（HA组）,每处理6头重复。乳酸组、盐酸组和对照组分别为室温下用1%乳酸、1%盐酸或自来水等体积1:1（wt/vol）浸泡基础饲粮中玉米（48.76%DM）48h。三个处理组的基础饲粮组成一样,饲粮精粗比为60:40。结果表明:（1）与对照组相比,稀酸处理高精料饲粮中玉米对肉牛的末重、日增重、日干物质采食量和料肉比无显著性差异（P>0.05）。（2）与对照组和盐酸组相比,乳酸组显著增加了肉牛对饲料中中性洗涤纤维和粗脂肪的表观消化率（P<0.05）,其余饲料养分的表观消化率在三个组之间无显著性差异（P>0.05）。（3）与对照组相比,乳酸组和盐酸组极显著增加了肉牛瘤胃pH值（P<0.01）。（4）与对照组相比,乳酸组和盐酸组显著降低了肉牛粪便中LPS含量（P<0.05）,乳酸组显著降低了肉牛血浆中LPS含量（P<0.05）,并且乳酸组和盐酸组对瘤胃LPS含量有降低趋势（P=0.057）。（5）与对照组相比,乳酸组和盐酸组显著降低肉牛血浆中CRP、SAA、Hp、IL-1β和IL-8含量（P<0.05）,乳酸组显著降低血浆中LBP和TNF-α含量（P<0.05）。（6）乳酸组、盐酸组和对照组肉牛瘤胃和血浆代谢轮廓存在差异,分别筛选到85个瘤胃差异代谢物和25个血浆差异代谢物。与对照组相比,乳酸组和盐酸组肉牛瘤胃内碳水化合物代谢物和氨基酸显著下调,胸腺嘧啶、尿嘧啶、黄嘌呤和DL-乳酸在乳酸组和盐酸组的相对含量也显著下降。与盐酸组和对照组相比,乳酸组肉牛血浆中DL-苯乳酸、L-苯丙氨酸和酪胺相对含量显著下降,但血浆中尿素显著上调。在三个处理组中,盐酸组血浆中氨基酸相对含量最高,尿素含量最低。此外,稀酸处理组肉牛血浆中组氨酰-丝氨酸和L-组氨酸显著上调。3.乳酸处理高精料饲粮中玉米和添加蒙脱石对肉牛瘤胃、血浆代谢组的影响本试验旨在通过乳酸处理玉米减少LPS生成和添加蒙脱石（MMT）吸附LPS两个方面结合,分析两种营养调控措施组合对肉牛生产性能、瘤胃pH值、体内LPS含量、免疫反应以及瘤胃、血浆代谢组的影响,为生产中预防高精料饲粮代谢异常提供调控方法。试验采用单因素完全随机设计,选取初始体重接近、体况相近和基准代谢组无显著性差异的鲁西×夏洛莱杂交阉公牛24头,将其随机分为4组,每处理6个重复,分别为CON组（基础饲粮）、MMT组（基础饲粮+2g/kg MMT）、LA组[基础饲粮中玉米（48.76%DM）以1%的乳酸按等体积1:1（wt/vol）比例室温浸泡48 h]、MMT+LA组[先将基础饲粮中玉米（48.76%DM）以1%的乳酸按等体积1:1（wt/vol）比例室温浸泡48 h后,再按2 g/kg比例添加MMT]。所有处理组基础饲粮组成相同,精粗比为60:40。结果表明:（1）MMT+LA组极显著提高了肉牛日增重和降低料肉比（P<0.01）。（2）LA组和MMT组肉牛的瘤胃pH值显著高于MMT+LA组和CON组（P<0.05）。（3）MMT+LA组显著降低了肉牛瘤胃、血浆和粪便中LPS含量（P<0.05）。（4）MMT+LA组显著降低了肉牛血浆中IL-8、SAA和LBP含量,但与LA组相比,MMT+LA组显著增加了SAA、Hp、IL-1β和IL-8含量;与MMT组相比,MMT+LA组显著增加了CRP、Hp和IL-8含量。（5）MMT+LA组与CON组、LA组和MMT组肉牛的瘤胃代谢轮廓存在差异。MMT+LA组显著增加了瘤胃内碳水化合物代谢物、维生素B₆、3-苯基丙酸（3-PP）相对含量,降低了黄嘌呤含量。但与MMT组相比,MMT+LA组增加了瘤胃内酪胺等生物胺相对含量和降低了尿嘧啶、次黄嘌呤含量。（6）MMT+LA组与CON组、LA组和MMT组肉牛的血浆代谢轮廓存在差异。MMT+LA组显著降低了肉牛血浆中甘油、肌酸酐、二十碳五烯酸、十二烷酸脂类代谢物。但是与LA组相比,MMT+LA组增加了血浆中DL-乳酸含量;与MMT组相比,MMT+LA组增加了血浆中非酯化脂肪酸（NEFA）含量。综上,高精料饲粮改变了肉牛瘤胃和血浆代谢组,增加了瘤胃和血浆中碳水化合物和蛋白质代谢物,有利于肉牛的生长育肥。但是,高精料饲粮降低了瘤胃pH值,增加了机体LPS含量,引起机体炎性反应并产生一些异常代谢产物。因此,长期饲喂高精料饲粮将增加肉牛患代谢疾病的风险。1%乳酸或1%盐酸浸泡高精料饲粮中玉米可改善肉牛瘤胃和血浆代谢轮廓,降低机体炎性反应,能有效预防高精料饲粮代谢性疾病的发生。1%乳酸浸泡玉米结合添加蒙脱石虽可调控高精料饲粮引起的代谢紊乱,但未表现出两种处理的组合效应。