基于宏基因组学分析单纯玉米秸秆饲喂对肉牛瘤胃微生物群落和CAZy的影响

作者：柳美玲; 王云洲; 王爱华; 胡士林^*; 单虎

来源：黑龙江畜牧兽医, 2023, (15): 90-138.

DOI：10.13881/j.cnki.hljxmsy.2022.07.0047

• 宏基因组学
• 玉米秸秆
• 肉牛
• 瘤胃微生物群落
• 碳水化合物活性酶类

为了解玉米秸秆对肉牛瘤胃微生物群落和碳水化合物活性酶(carbohydrate-active enzymes, CAZy)的影响，试验随机选取3头健康、年龄和体重相近的西门塔尔杂交肉牛，在试验开始的第1天采集瘤胃液(1组，样品分别标记为swqym1、swqym2、swqym3),然后连续单纯饲喂玉米秸秆3个月，在试验的最后1天再次采集瘤胃液(2组，样品分别标记为swhym1、swhym2、swhym3),利用宏基因组技术分析两组样品瘤胃液中微生物群落和CAZy的变化，在属水平上对物种丰度进行PCA分析，分别选取两组相对丰度排名前10位的门水平和种水平物种进行分析，对组间差异物种及CAZy功能进行Metastat分析。结果表明：1组和2组样品均能独自聚类，且两组样品之间的距离较远；2组黏胶球菌门(Lentisphaerae)和浮霉菌门(Planctomycetes)、梭菌(s＿Clostridiales bacterium)的相对丰度显著高于1组(P<0.05),粪芽孢菌亚种CAG:826(s＿Coprobacillus sp. CAG:826)的相对丰度显著低于1组(P<0.05);梭菌科嗜碱菌属(f＿Clostridiaceae＿g＿Alkaliphilus)相对丰度极显著高于1组(Q<0.01)。与1组相比，2组UDP-3-O-酰基N-乙酰氨基葡萄糖脱乙酰酶(EC 3.5.1.-)、花青素3-O-葡萄糖基转移酶(EC 2.4.1.115)、花青素3-O-半乳糖基转移酶(EC 2.4.1.-)的相对丰度显著增加(Q<0.05),α-l-鼠李糖苷酶(EC 3.2.1.40)的相对丰度极显著下降(P<0.01),内切木糖半乳糖醛酸水解酶(EC 3.2.1-)、外切聚半乳糖醛酸酶(EC 3.2.1.67)、外切多聚半乳糖甘酶(EC 3.2.1.82)、多聚半乳糖醛酸酶(EC 3.2.1.15)、鼠李糖半乳糖醛酸酶(EC 3.2.1.171)、d-4,5-不饱和β-葡萄糖醛酸水解酶(EC 3.2.1.-)、β-半乳糖苷酶(EC 3.2.1.23)、内切-β-1,4-半乳聚糖酶(EC 3.2.1.89)的相对丰度显著下降(P<0.05)。说明玉米秸秆可以改变肉牛瘤胃微生物群落和CAZy的相对丰度。

• 单位
  山东畜牧兽医职业学院; 青岛农业大学