Holstein未経産牛のルーメン発酵と細菌群集組成に対する食事性のルーメン保護Lysレベルの影響

この研究の目的は、未経産牛のルーメン発酵と微生物組成に対する部分的な還元ルルメン保護Lys（Rplys）の影響を評価することを目的としています。0、2、6、12、16、24、36、および48時間のインキュベーション時間にin situメソッドを使用して、rplysの有効分解性を決定するために、3つの反rusteinフライシアンブルを使用しました。その後、90日齢で36人のホルスタイン未経産牛が2つの食事治療のいずれかに割り当てられました：理論的にバランスの取れたアミノ酸食（PCグループ、1.21％LYS、0.4％Met）または30％Lys還元食（PCLysグループ、0.85％lys、0.4％Met）。90日目に食道チューブを使用して、各グループの5人の未経産牛のルーメン液サンプルを抽出し、pH、マイクロプロテイン、アンモニア、揮発性脂肪酸、および微生物群集を決定しました。結果は、効果的な半分の分解性が25.76％であることを示しました。さらに、2つのグループ間の微生物叢のルーメン発酵パラメーターとアルファ多様性の違いは有意ではありませんでしたが、ベータの多様性は有意でした。相対存在分析に基づいて、Sharpea、Syntrophococcus、[Ruminococcus] _Gauvreaii_Group、AcetitoMaculum、および[eubacterium] _nadotum_Groupを含む短鎖脂肪酸産生菌に基づいて、PCLYSグループで有意に減少しました。Spearmanの分析により、酪酸塩の割合と[Eubacterium] _nadotum_Group、Coprococcus_1、Ruminococcaceae_ucg_013、擬似筋膜_ucgg1010などの酪酸塩産生菌の相対存在量との間に正の相関があることが明らかになりました。観察されていない状態分析の再構築によるコミュニティの系統学的調査では、Rplys控除がエネルギー代謝に影響を与えることをさらに検証しました。一緒に、私たちの発見は、酪酸塩産生菌におけるRplysまたはLysの役割を強調しています。しかし、LYSの影響を受ける細菌の数は非常に限られており、ルーメン発酵を変化させるには不十分でした。重要なポイント•ルーメンで保護されたLYSを介して30％のLYSを減らすことは、ホルスタイン未経産牛の微生物叢のルーメン発酵パラメーターとアルファ多様性に影響を与えませんでした。これは、反ルメナル発酵パターンが変更されなかったことを意味していました。•ルーメンで保護されたリジンを介して30％Lysを減らすと、硬化性に属する短鎖脂肪酸生産細菌の相対存在量が大幅に減少しました。•微生物の機能は、ルーメンで保護されたLYS、特にアミノ酸代謝を介して30％Lysを減らすことにより変更されました。マイクロプロテインのアミノ酸組成に影響を与える可能性があります。

This study aimed to evaluate the effects of partial reducing rumen-protected Lys (RPLys) on rumen fermentation and microbial composition in heifers. Three ruminal fistulated Holstein Friesian bulls were used to determine the effective degradability of RPLys using an in situ method at incubation times of 0, 2, 6, 12, 16, 24, 36, and 48 h. Thereafter, 36 Holstein heifers at 90 days of age were assigned to one of two dietary treatments: a theoretically balanced amino acid diet (PC group; 1.21% Lys, 0.4% Met) or a 30% Lys-reduced diet (PCLys group, 0.85% Lys, 0.4% Met). Rumen fluid samples from five heifers in each group were extracted using esophageal tubing on day 90 to determine pH, microprotein, ammonia, volatile fatty acids, and microbial communities. Results showed that the effective ruminal degradability was 25.76%. Furthermore, differences in rumen fermentation parameters and alpha diversity of the microbiota between the two groups were not significant, but beta diversity was significant. Based upon relative abundance analysis, short-chain fatty acid-producing bacteria, including Sharpea, Syntrophococcus, [Ruminococcus]_gauvreauii_group, Acetitomaculum, and [Eubacterium]_nadotum_group belonging to Firmicutes, were significantly decreased in the PCLys group. Spearman's analysis revealed a positive correlation between the butyrate molar proportion and the relative abundance of butyrate-producing bacteria such as [Eubacterium]_nadotum_group, Coprococcus_1, Ruminococcaceae_UCG_013, Pseudoramibacter, and Lachnospiraceae_UCG_010. Phylogenetic Investigation of Communities by Reconstruction of Unobserved States analysis further validated that RPLys deduction influenced energy metabolism. Together, our findings highlight the role of RPLys or Lys in butyrate-producing bacteria. However, the number of bacteria affected by Lys was very limited and insufficient to alter rumen fermentation. Key Points • Reducing 30% Lys via rumen-protected Lys did not affect rumen fermentation parameters and alpha diversity of microbiota of Holstein heifers. It meant that the ruminal fermentation pattern was not changed. • Reducing 30% Lys via rumen-protected lysine significantly decreased relative abundance of short-chain fatty acid-producing bacteria belonging to Firmicutes. • Functions of microorganisms were changed by reducing 30% Lys via rumen-protected Lys, especially amino acid metabolism. It may affect the amino acid composition of microprotein.