Blog

Sep 05, 2023

Produktionsleistung und Pansenbakteriengemeinschaftsstruktur von Hu-Schafen, die mit fermentiertem, verbrauchtem Pilzsubstrat von Pleurotus eryngii gefüttert wurden

Wissenschaftliche Berichte Band 13,

Wissenschaftliche Berichte Band 13, Artikelnummer: 8696 (2023) Diesen Artikel zitieren

140 Zugriffe

Details zu den Metriken

Ziel dieser Studie war es, die Wirkung von fermentiertem verbrauchtem Pilzsubstrat aus der Ergänzung mit Pleurotus eryngii (SMPE) auf die Produktionsleistung, die Fleischqualität und die Struktur der Pansenbakteriengemeinschaft von Hu-Schafen zu untersuchen. 120 2 Monate alte Hu-Schafe mit einem durchschnittlichen Körpergewicht [(13,50 ± 3,10) kg] wurden ausgewählt und zufällig in 4 Gruppen mit 3 Wiederholungen pro Gruppe und 10 Schafen pro Wiederholung aufgeteilt. Die Kontrollgruppe (RL1) erhielt eine Gesamtmischration (TMR) und die Gruppen RL2, RL3 und RL4 erhielten die Grundnahrung, ergänzt mit 15 %, 30 % bzw. 45 % fermentiertem SMPE. Der Vortestzeitraum dauerte 10 Tage und der Testzeitraum 150 Tage. Die Ergebnisse zeigten Folgendes: (1) Es wurde ein Unterschied (p < 0,05) in der durchschnittlichen täglichen Futteraufnahme (ADFI) und dem Futterverwertungsverhältnis (FCR) zwischen den Gruppen RL2 und RL4 beobachtet. Die Werte für die Augenmuskelfläche (EMA) und die Gradregel (GR) waren in den Gruppen RL2 und RL3 signifikant höher als in den Gruppen RL1 und RL4 (p < 0,05). (2) Der Gehalt an Threonin, Valerin, Leucin, Lysin, Histidin, essentiellen Aminosäuren, Geschmacksaminosäuren, Asparaginsäure, Serin, Glutaminsäure und Arginin im Musculus longissimus dorsi war in den Gruppen RL2 und RL3 signifikant höher als in den Gruppen RL1 und RL4 (p < 0,05). (3) Insgesamt wurden 1.202.445 gültige Sequenzen aus dem Pansen von Hu-Schafen erhalten, denen unterschiedliche Mengen an fermentiertem Futter gefüttert wurden, und die gültigen Sequenzen wurden in 9824 operative taxonomische Einheiten (OTUs) gruppiert. (4) Die α-Diversitätsanalyse zeigte, dass der Reichtum und die Vielfalt der Pansenbakteriengemeinschaften bei Hu-Schafen in den Gruppen RL1, RL2, RL3 und RL4 signifikant höher waren als in der Gruppe RL0 (Rohstoffe aus fermentiertem SMPE) (p < 0,05). Die β-Diversitätsanalyse zeigte, dass die Struktur der Bakteriengemeinschaft zwischen RL0 und RL3 am unterschiedlichsten war. (5) Auf Gattungsebene verringerte sich im Vergleich zu RL1 die relative Häufigkeit von Christensenellaceae R-7 in der RL3-Gruppe signifikant um 33,59 %, die relative Häufigkeit von Prevotellaceae UCG001 in RL2, RL3 und RL4 verringerte sich signifikant um 50,41 %, 62,24 % und 49,17 %, und die relative Häufigkeit von Ruminococcaceae NK4A214 in der RL2-Gruppe stieg signifikant um 35,01 % (p < 0,05). Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Zugabe von fermentiertem SMPE zu TMR die Produktionsleistung, die Fleischqualität sowie die Vielfalt und Häufigkeit der Pansenbakteriengemeinschaft von Hu-Schafen erheblich verbessern kann.

Der Mangel an Futterrohstoffen und deren Kosten waren schon immer ein wichtiger Faktor, der die Entwicklung der Tierhaltungsindustrie einschränkte1. In den letzten Jahren ist die Entwicklung und Nutzung neuer Futtermittelressourcen zu einem dringend zu lösenden Problem geworden. China ist ein bedeutender Produzent essbarer Pilze und steht bei der jährlichen Produktion weltweit an erster Stelle2. Pleurotus eryngii, gemeinhin auch als Königsausternpilz bezeichnet, ist aufgrund seines einzigartigen Geschmacks und seiner hohen Nährwerte ein wertvoller Speisepilz für Verbraucher3. Durch die groß angelegte und intensive Produktion von Pleurotus eryngii entsteht eine große Menge an verbrauchtem Pilzsubstrat von Pleurotus eryngii (SMPE), das nicht effektiv genutzt wird.

SMPE ist der nach der Ernte verbleibende Medienrückstand, der aus einer Vielzahl von Quellen stammt und einen niedrigen Preis hat. SMPE hat großes Potenzial als Tierfutter gezeigt, sein Proteingehalt und seine Aminosäurezusammensetzung ähneln denen von Mais, und der Rohfasergehalt kommt dem von Raufutter nahe, was ein ausgezeichnetes „neutrales“ Futtermittel ist4. Studien haben gezeigt, dass verbrauchtes Pilzsubstrat reich an Rohfasern, Rohprotein, Polysacchariden, Rohfett, Kalzium, Phosphor und anderen aktiven Nährstoffen ist und eine neue Art hochwertiger Futterrohstoffe für Nutztiere und Geflügel darstellt5,6. Allerdings wird verbrauchtes Pilzsubstrat derzeit nicht vollständig im eigentlichen Produktionsprozess genutzt, nur ein sehr kleiner Teil wird für Tierfutter verwendet, die meisten davon werden direkt verbrannt oder als Abfall entsorgt, was nicht nur eine Verschwendung biologischer Ressourcen, sondern auch schwerwiegende Umweltschäden verursacht Verschmutzungsprobleme. Daher kann die rationelle Entwicklungstechnologie zur Nutzung verbrauchter Pilzsubstrate als Futter nicht nur Abfälle in Schätze verwandeln und die Umwelt schützen, sondern auch das Problem der Verknappung von Futterressourcen lindern und den wirtschaftlichen Nutzen der Tierhaltungsindustrie verbessern, die eine wichtige ökologische Bedeutung hat und breite Marktaussichten.

Die Hauptbestandteile von SMPE sind landwirtschaftliche Nebenprodukte von ballaststoffreichen Rohstoffen wie Bagasse, Weizenkleie, Maismehl usw., was zu einem geringen Nährwert, schlechter Schmackhaftigkeit, schlechter Verdauung und Verwertung führt7,8. Darüber hinaus sind SMPE aufgrund des hohen Feuchtigkeitsgehalts sowie der lockeren und porösen Eigenschaften des Rohmaterials anfällig für Schimmel oder die Vermehrung pathogener Bakterien9. Der Nährwert und die Schmackhaftigkeit von SMPE können jedoch durch mikrobielle Fermentation verbessert werden. Nach der mikrobiellen Fermentation werden makromolekulare Substanzen wie Zellulose und Hemizellulose in Kohlenhydrate, Aminosäuren, Vitamine und andere Nährstoffe abgebaut, die vom Tier leicht verdaut und aufgenommen werden können, was die Schmackhaftigkeit verbessert und die Haltbarkeitsdauer verlängert. Milchsäurebakterien (LAB) und Hefe sind die am häufigsten verwendeten Probiotika. Sie können nicht nur die Fermentationsmatrix in bakterielles Protein umwandeln, um den Nährwert zu verbessern, sondern können auch Geschmacksstoffe wie Säuren, Alkohole, Ester und andere Aromastoffe zur Verbesserung produzieren Schmackhaftigkeit des Futters10. LAB kann organische Säuren, Bakteriozine, Wasserstoffperoxid und andere Metaboliten mit bakteriostatischer Aktivität produzieren, um das Wachstum anderer schädlicher Bakterien zu hemmen11. Saccharomyces cerevisiae hilft Milchsäurebakterien durch die Verwendung von Substraten wie Milchsäure und organischen Säuren12. Darüber hinaus weist Bacillus subtilis eine hohe Protease- und Amylaseaktivität auf13. Daher war der Aufbau der Fermentation mit gemischten Stämmen weit verbreitet.

Frühere Studien haben gezeigt, dass Pilzsubstratfutter von großer Bedeutung für die Entwicklung und Nutzung unkonventioneller Futtermittel für Wiederkäuer ist14. Der Pansen ist ein einzigartiges Verdauungsorgan von Wiederkäuern und enthält eine große Anzahl von Mikroorganismen, hauptsächlich Bakterien, Pilze, Archaeen, Protozoen usw., von denen anaerobe Bakterien die dominierenden Mikroorganismen sind15. Pansenbakterien stehen in engem Zusammenhang mit der Produktionsleistung und der Fleischqualität von Wiederkäuern16. Das Futter wird nach dem Eintritt in den Pansen unter der Wirkung von Mikroorganismen fermentiert und zersetzt, was einer effizienten Nährstoffaufnahme durch das Tier förderlich ist. Henderson et al.17 und Maga et al.18 fanden heraus, dass Futter der dominierende Faktor ist, der die Veränderung der mikrobiellen Gemeinschaftsstruktur im Pansen bei Wiederkäuern beeinflusst, was wiederum Auswirkungen auf die Verdauung und Absorption von Nährstoffen und die Energieversorgung hat. Daher ist das Verständnis der Zusammensetzungsstruktur der mikrobiellen Gemeinschaft im Pansen der Schlüssel zur Förderung der Futterverdauung und -absorption und zur Verbesserung der Tierproduktionsleistung.

Wir stellten die Hypothese auf, dass die Ergänzung von fermentiertem SMPE in einem angemessenen Verhältnis die Produktivität von Hu-Schafen, die Fleischqualität und die Bakteriengemeinschaft im Pansen positiv beeinflussen könnte. Um diese Hypothese zu testen, bestand das Ziel der vorliegenden Studie darin, die Auswirkungen verschiedener Mengen an fermentiertem SMPE auf die Produktionsleistung, die Fleischqualität und die Struktur der Pansenbakteriengemeinschaft von Hu-Schafen zu bestimmen.

Gemäß Tabelle 1 war der ADFI der Gruppen RL1 und RL2 signifikant höher als der von RL4 (p < 0,05). Die FCR von RL2 war am niedrigsten und unterschied sich signifikant von der der RL3- und RL4-Gruppen (p < 0,05), während die RL4-Gruppe signifikant höher war als die der anderen Gruppen (p < 0,05). Es wurde kein Unterschied (p > 0,05) bei IBW, FBW, WG und ADG zwischen den Gruppen beobachtet. Die EMA- und GR-Werte in RL2 und RL3 waren signifikant höher als die in RL1 und RL4 (p < 0,05). Im Vergleich zu RL1 stieg der EMA von RL2 und RL3 um 37,23 % bzw. 42,30 % und der GR-Wert stieg um 60,00 % bzw. 66,67 %. Es wurde kein Unterschied (p > 0,05) bei PSW, CW, SR, ST und der Rückenfettdicke (BFT) zwischen RL1 und RL2 beobachtet (Tabelle 2). Darüber hinaus gab es keine signifikanten Unterschiede im MCP, dem pH-Wert des Musculus longissimus dorsi 1 Stunde und 24 Stunden nach der Schlachtung und der DR 24 Stunden und 48 Stunden nach der Schlachtung (p > 0,05) (Tabelle S.1). Die Ergebnisse zeigten, dass die Verwendung von fermentiertem SMPE als Futter für Hu-Schafe keinen signifikanten Einfluss auf die Fleischqualität hatte.

Unter den essentiellen Aminosäuren (EAAs) waren die Gehalte an Threonin, Valerin, Leucin, Lysin, Histidin und die Gesamtmenge an essentiellen Aminosäuren des Musculus longissimus dorsi in RL2 und RL3 signifikant höher als in RL1 und RL4 (p < 0,05). ) (Tabelle 3) war der Gehalt an Isoleucin signifikant höher als RL4 (p < 0,05) und der Gehalt an Methionin und Phenylalanin unterschied sich zwischen den Proben nicht signifikant (p > 0,05). Im Vergleich zu RL1 stiegen die Gehalte an Threonin, Valerin, Leucin, Lysin, Histidin und den gesamten essentiellen Aminosäuren in RL2 signifikant um 20,81 %, 16,17 %, 21,04 %, 24,49 %, 17,37 % bzw. 20,35 %, während RL3 um 20,47 %, 18,86 %, 20,84 %, 24,49 %, 19,25 % bzw. 19,97 % gestiegen.

Unter den nicht-essentiellen Aminosäuren waren die Gehalte an Asparaginsäure, Serin, Glutaminsäure und Arginin des Musculus longissimus dorsi in RL2 und RL3 signifikant höher als die in RL1 und RL4 (p < 0,05), und der Tyrosingehalt war signifikant höher höher als im RL4 (p < 0,05). Im Vergleich zu RL1 waren die Gehalte an Asparaginsäure, Serin, Glutaminsäure und Arginin in RL2 signifikant um 18,64 %, 23,05 %, 17,77 % bzw. 22,92 % und in um 17,80 %, 15,23 %, 17,49 % und 21,30 % erhöht RL3 bzw. Bei den Geschmacksaminosäuren (FAAs) waren die Gehalte in RL2 und RL3 signifikant höher als die in RL1 und RL4 (p < 0,05).

Nach der Qualitätskontrolle der mit der IonS5TMXL-Sequenzierungsplattform erhaltenen Daten wurden insgesamt 1.202.445 gültige Sequenzen aus Rohstoffen und Pansenflüssigkeit von Hu-Schafen erhalten, mit einem durchschnittlichen gültigen Sequenzen von 80.163 pro Probe. Gültige Sequenzen wurden als 9824 OTUs mit einem Sequenzähnlichkeitsschwellenwert von 97 % geclustert. Unter ihnen hatte RL0 durchschnittlich 417 OTUs, RL1 980, RL2 1081, RL3 1165 und RL4 1061. Die Anzahl der OTUs in RL0 war signifikant niedriger als in anderen (p < 0,05). Die Verdünnungskurve spiegelt direkt wider, ob die extrahierte optimierte Sequenztiefe angemessen ist, und spiegelt indirekt den Artenreichtum in der Probe wider. Aus Abb. 1 ist ersichtlich, dass die Anzahl der extrahierten Sequenzen mehr als 30.000 erreicht und die Kurven tendenziell flach sind. Dies deutet darauf hin, dass das von verschiedenen Proben gemessene Sequenzreservoirvolumen die Anzahl und Menge der Bakteriengemeinschaftsarten besser widerspiegeln kann der Sequenzierungsdaten war grundsätzlich sinnvoll.

Verdünnungskurven der Pansenbakteriengemeinschaft von Hu-Schafen, die mit verschiedenen fermentierten Pleurotus eryngii-Pilzsubstratzugaben gefüttert wurden. RL0 stellt Rohstoffe aus fermentiertem SMPE dar, RL1, RL2, RL3, RL4 stellen Pansenflüssigkeit von Hu-Schafen dar, die mit TMR-Futter gefüttert wurden und 0 %, 15 %, 30 % bzw. 45 % fermentiertes SMPE enthielten.

Das Venn-Diagramm kann die Unterschiede und Überlappungen in der OTU-Zusammensetzung von Bakteriengemeinschaften in verschiedenen Proben visualisieren (Abb. 2). Die Ergebnisse der Venn-Analyse zeigten, dass auf OTU-Ebene spezifische bakterielle OTU 14,71 % (359) der gesamten OTU-Sequenznummer in RL0 ausmachte, spezifische bakterielle OTU 8,85 % (216) der gesamten OTU-Sequenznummer in RL1. spezifische bakterielle OTU in RL2 machten 3,07 % (75) der gesamten OTU-Sequenznummer aus, und spezifische bakterielle OTU in RL3 machten 9,63 % (235) der gesamten OTU-Sequenznummer aus. Spezifische bakterielle OTUs in RL4 machten 6,06 % (148) der gesamten OTU-Sequenznummer aus. Darüber hinaus betrug die Anzahl der von RL0, RL1, RL2, RL3 und RL4 gemeinsam genutzten bakteriellen OTUs 277 (11,35 %).

Venn-Diagramm der Pansenbakteriengemeinschaft von Hu-Schafen, die mit verschiedenen fermentierten Pleurotus eryngii-Pilzsubstraten gefüttert wurden. RL0 stellt Rohstoffe aus fermentiertem SMPE dar, RL1, RL2, RL3, RL4 stellen Pansenflüssigkeit von Hu-Schafen dar, die mit TMR-Futter gefüttert wurden und 0 %, 15 %, 30 % bzw. 45 % fermentiertes SMPE enthielten.

Der Artenreichtum und die Gleichmäßigkeit der Pansenbakteriengemeinschaften, die mit unterschiedlichen Mengen an fermentiertem, verbrauchtem Pilzsubstrat behandelt wurden, wurden anhand des α-Diversitätsindex in den Proben bewertet (Cutoff = 37.136). Tabelle S.2 zeigte, dass der α-Diversitätsindex der Pansenbakteriengemeinschaft in RL1, RL2, RL3 und RL4 signifikant höher war als RL0 (p < 0,05), was darauf hindeutet, dass die Artenvielfalt der Pansenbakteriengemeinschaft signifikant höher war als bei den Rohstoffen. Mit zunehmender Zugabe von fermentiertem SMPE waren die Unterschiede im Observed Species Index, Shannon Index, Simpson Index, Chao1 Index und ACE Index jedoch nicht signifikant (p > 0,05).

Der β-Diversitätsindex könnte den Grad der Divergenz in der Artenvielfalt zwischen zwei Proben anhand der ungewichteten Unifrac-Distanz messen. Je kleiner der Wert, desto geringer ist der Unterschied in der Artenvielfalt zwischen zwei Proben. Wie aus Abb. 3 ersichtlich ist, waren die kleinsten Abstände von Unweighted Unifrac RL2 und RL4 mit einem Wert von 0,343 und die größten Abstände waren RL0 und RL3 mit einem Wert von 0,763. Es ist ersichtlich, dass der Unterschied in der Struktur der Bakteriengemeinschaft zwischen RL2 und RL4 am geringsten und der Unterschied zwischen RL0 und RL3 am größten war.

Der β-Diversitätsindex der Pansenbakteriengemeinschaft von Hu-Schafen, die mit verschiedenen fermentierten Pleurotus eryngii-Pilzsubstratzugaben gefüttert wurden. RL0 stellt Rohstoffe aus fermentiertem SMPE dar, RL1, RL2, RL3, RL4 stellen Pansenflüssigkeit von Hu-Schafen dar, die mit TMR-Futter gefüttert wurden und 0 %, 15 %, 30 % bzw. 45 % fermentiertes SMPE enthielten.

Die Ergebnisse der Hauptkoordinatenanalyse (PCoA) der Pansenbakteriengemeinschaft mit verschiedenen Behandlungen basierend auf OTU sind in Abb. 4 dargestellt, und Hauptkomponente 1 (PC1) und Hauptkomponente 2 (PC2) erklärten 80,45 % bzw. 7,71 % der Die Varianz der Variablen und der kumulative Beitragssatz betrugen jeweils 88,16 %. PC1 unterschied die Bakteriengemeinschaft in RL0 klar von RL1, RL2, RL3 und RL4, und PC2 unterschied klar zwischen vier Gruppen. Dies deutete darauf hin, dass es bei unterschiedlichen Behandlungen große Unterschiede in der Bakteriengemeinschaftsstruktur der Rohstoffe und der Pansenflüssigkeit von Hu-Schafen gab.

PCoA-Analyse der Pansenbakteriengemeinschaft von Hu-Schafen, die mit verschiedenen fermentierten Pleurotus eryngii-Pilzsubstratzugaben gefüttert wurden. RL0 stellt Rohstoffe aus fermentiertem SMPE dar, RL1, RL2, RL3, RL4 stellen Pansenflüssigkeit von Hu-Schafen dar, die mit TMR-Futter gefüttert wurden und 0 %, 15 %, 30 % bzw. 45 % fermentiertes SMPE enthielten.

Insgesamt wurden 10 Phyla in Rohstoffen und Pansenflüssigkeit von Hu-Schafen nachgewiesen, die mit unterschiedlichen Mengen an Fermentationsfutter behandelt wurden. Die dominierenden Taxa waren wie folgt: Firmicutes (42,86–78,73 %), Bacteroidetes (8,54–48,56 %), Proteobacteria (0,71 %). –7,49 %) und Fibrobacteres (0,18–6,86 %) (Abbildung S.1). Im Vergleich zu RL1 war die relative Häufigkeit von Firmicutes in RL4 signifikant um 9,36 % erhöht (p < 0,05), die relative Häufigkeit von Bacteroidetes in RL3 war um 2,10 % erhöht, der Unterschied war jedoch nicht signifikant (p > 0,05). und die relative Häufigkeit von Fibrobacteres im RL4 war signifikant um 68,24 % erhöht (p < 0,05).

Auf Gattungsebene waren Lactobacillus, Prevotella 1 und Bacteroides die dominierenden Gattungen (Häufigkeit > 1 %) der Bakteriengemeinschaft des RL0. Im Pansen von Hu-Schafen, die mit unterschiedlichen Mengen Kleie behandelt wurden, waren Prevotella 1, Christensenellaceae R-7, Ruminococcaceae NK4A214, Fibrobacter, Rikenellaceae RC9, Saccharofermentans und Prevotellaceae UCG001 allesamt dominante Gattungen in RL1, RL2, RL3 und RL4 (Tabelle 4).

Die relative Häufigkeit von Lactobacillus und Bacteroides in RL1, RL2, RL3 und RL4 nahm im Vergleich zu RL0 signifikant ab (p < 0,05) und die relative Häufigkeit von Prevotella 1, Christensenellaceae R-7, Ruminococcaceae NK4A214, Fibrobacter, Rikenellaceae RC9 und Prevotellaceae UCG001 nahm zu signifikant (p < 0,05). Im Vergleich zu RL1 verringerte sich die relative Häufigkeit von Christensenellaceae R-7 in RL3 signifikant um 33,59 %, die relative Häufigkeit von Prevotellaceae UCG001 in RL2, RL3 und RL4 verringerte sich um 50,41 %, 62,24 % bzw. 49,17 % und die relative Häufigkeit von Ruminococcaceae NK4A214 in RL2 stieg signifikant um 35,01 % (p < 0,05). Darüber hinaus zeigte die Analyse der Wärmekarte der Bakteriengemeinschaft auf der Grundlage der Gattungsebene, dass sich die Zusammensetzung der Pansenbakteriengemeinschaft aus Rohstoffen und der Pansenflüssigkeit von Hu-Schafen bei unterschiedlichen Behandlungen erheblich veränderte (Abb. 5).

Wärmekarte der Pansenbakteriengemeinschaft von Hu-Schafen, die je nach Gattungsniveau mit verschiedenen fermentierten Pleurotus eryngii-Pilzsubstratzusätzen gefüttert wurden. RL0 stellt Rohstoffe aus fermentiertem SMPE dar, RL1, RL2, RL3, RL4 stellen Pansenflüssigkeit von Hu-Schafen dar, die mit TMR-Futter gefüttert wurden und 0 %, 15 %, 30 % bzw. 45 % fermentiertes SMPE enthielten.

Um mögliche Korrelationen zwischen Änderungen in der Produktionsleistung und der Fleischqualität sowie Pansenbakterien von Hu-Schafen weiter zu identifizieren, haben wir die Korrelationskoeffizienten nach Spearman zwischen ihnen berechnet. Zunächst analysierten wir den Zusammenhang zwischen Produktionsleistung und Fleischqualität (Abb. 6). Sowohl FAAs als auch EAAs zeigten positive Korrelationen mit PSW, CW, BFT, EMA und GR. Unterdessen korrelierten FAAs positiv mit EAAs. Darüber hinaus korrelierten sowohl PSW als auch CW positiv mit SR und BFT, korrelierten jedoch negativ mit pH (1 h) und pH (24 h), PSW korrelierte positiv mit CW. BFT zeigte eine positive Korrelation mit SR, EMA, GR, wohingegen es eine negative Korrelation mit dem pH-Wert (24 Stunden) aufwies. EMA und pH (1 Stunde) korrelierten positiv mit GR bzw. pH (24 Stunden). Im Gegensatz dazu korrelierten DR (24 Stunden) und DR (48 Stunden) negativ mit MCP bzw. ST. Anschließend analysierten wir den Zusammenhang zwischen Pansenbakterien und Produktionsleistung sowie Fleischqualität. Wie in Abb. 7 gezeigt, zeigte Prevotellaceae UCG001 eine positive Korrelation mit DR (24 h) und Prolin. Bacteroides zeigte eine positive Korrelation mit ST und FCR und eine negative Korrelation mit DR (48 Stunden). Ähnlichkeit: Ruminococcus korrelierte positiv mit Glycin und negativ mit EMA, GR und Arginin. Darüber hinaus zeigte Fibrobacter eine negative Korrelation mit DR (48 Stunden).

Analyse des Zusammenhangs zwischen Produktionsleistung und Fleischqualität von Hu-Schafen. Die statistische Signifikanz wurde durch Spearmans Korrelationsanalyse (*p < 0,05) berechnet. Größe und Intensität der farbigen Kreise sind proportional zu den Korrelationswerten. PSW-Vorschlachtgewicht, CW-Schlachtgewicht, SR-Schlachtrate, ST-Hautdicke, BFT-Rückenfettdicke, EMA-Augenmuskelbereich, GR-Qualitätsregel, MCP-Fleischkochprozentsatz, pH (1 h) und pH (24 h) = pH des Musculus longissimus dorsi 1 Stunde und 24 Stunden nach der Schlachtung, DR (24 Stunden) und DR (48 Stunden) Tropfrate von 24 Stunden und 48 Stunden nach der Schlachtung, FAAs Aroma-Aminosäuren, EAAs essentielle Aminosäuren.

Analyse der Korrelation zwischen der relativen Häufigkeit von Pansenbakterien basierend auf der Gattungsstufe und der Produktionsleistung oder Fleischqualität von Hu-Schafen. Die statistische Signifikanz wurde durch Spearmans Korrelationsanalyse (*p < 0,05) berechnet. Größe und Intensität der farbigen Kreise sind proportional zu den Korrelationswerten. ST-Hautdicke, EMA-Augenmuskelbereich, GR-Qualitätsregel, DR (24 h) und DR (48 h) Tropfrate von 24 h und 48 h nach der Schlachtung, FCR-Futterumwandlungsverhältnis.

Die Produktionsleistung von Tieren wirkt sich auf den wirtschaftlichen Nutzen aus. Die Verbesserung des tierischen ADG und die Reduzierung des FCR sind bei der Bewertung des Futterwerts besonders wichtig. Die Schlachtleistung ist einer der wichtigen Indikatoren für die Leistung der Tierproduktion, wobei PSW, CW und SR wichtige Faktoren sind, die den wirtschaftlichen Wert der Tiere beeinflussen. Gao et al.4 fanden heraus, dass die Ergänzung von 30 % fermentiertem, verbrauchtem Pilzsubstrat aus Pleurotus eryngii-Futter zu einer höheren Körpergewichtszunahme, ADG- und Trockenmasseaufnahme sowie einem niedrigeren FCR der Matou-Ziege führte. Chu et al.9 zeigten, dass die Zugabe von 30 % fermentiertem Pilznebenprodukt von Flammulina velutipes zur Ernährung wachsender Mastschweine das Schlachtkörpergewicht und die Qualität der Schweine deutlich verbessern kann. Die Ergebnisse dieser Studie zeigten, dass die Gruppe, die mit 15 % SMPE gefüttert wurde, im Vergleich zu RL4 einen hohen ADFI und im Vergleich zu RL3 und RL4 einen niedrigen FCR aufwies. Darüber hinaus verbesserte sich die Gesamtproduktionsleistung von Hu-Schafen um 15 % bzw. 30 % im Vergleich zu 0 % fermentiertem SMPE. Dies kann auf die nützlichen Bakterien und bioaktiven Substanzen zurückzuführen sein, die in fermentiertem SMPE enthalten sind, um das Pansenmilieu zu verbessern und die Verdauung des Futters zu fördern. Erstens wurde die Umwandlungsrate mineralischer Elemente in fermentiertem SMPE verbessert, das mit Probiotika wie LAB, Saccharomyces cerevisiae und Bacillus subtilis beimpft war. Diese mineralischen Elemente könnten sich mit Proteinen, Aminosäuren, Polysacchariden usw. in den Bakterien verbinden und resorbierbare organische Verbindungen bilden, die eine hohe Verwertungsrate und biologische Aktivität aufweisen4. Zweitens könnten sich die nützlichen Bakterien in fermentiertem SMPE nach dem Verzehr durch Tiere im Pansen vermehren und so eine Vielzahl von Verdauungsenzymen produzieren, um den Abbau makromolekularer Substanzen wie Ballaststoffe zu fördern. Unterdessen wurde die endokrine Sekretion von Verdauungsenzymen im Pansen durch die nützlichen Bakterien induziert, um die Umwandlungsrate von fermentiertem SMPE19 zu verbessern, wodurch die Umwandlungsrate von fermentiertem Futter verbessert und die Schlachtleistung verbessert wurde. Außerdem sollte der Anteil an fermentiertem SMPE nicht zu hoch sein. Die Zugabe von zu viel fermentiertem Futter führt zu einer Verringerung der Schlachtleistung, was möglicherweise an der großen Menge an Zellulose im Substrat liegt, die die Pansenperistaltik stimuliert, die Zirkulationsrate des Speisebreis beschleunigt, so dass die Nährstoffe im Speisebrei nicht mehr vorhanden sind vollständig absorbiert und ausgeschieden, wodurch die scheinbare Verdaulichkeit der Futternährstoffe verringert wird20. Es ist ersichtlich, dass Hu-Schafe, die mit 15 % fermentiertem SMPE gefüttert wurden, die beste Schlachtleistung aufwiesen.

Aminosäuren sind wichtige Rohstoffe für die Proteinsynthese und stellen eine materielle Grundlage für das Wachstum, den Stoffwechsel und die Aufrechterhaltung der Vitalfunktionen des Wirts dar. Ihre Art und ihr Gehalt sind wichtige Faktoren, die den Muskelgeschmack und den Nährwert beeinflussen, und der Gehalt an essentiellen Aminosäuren ist ein wichtiger Indikator dafür Messen Sie die Muskelqualität21. Als Boutry et al.22 neugeborenen Schweinen eine leucinreiche Nahrung fütterten, stellten sie fest, dass die Geschwindigkeit der Proteinsynthese in den Muskeln der Schweine beschleunigt wurde und die mit der Proteinsynthese verbundenen Signalwege deutlich angereichert waren. Die Ergebnisse dieser Studie zeigten, dass die Gesamtmenge an essentiellen Aminosäuren in RL2 und RL3 deutlich höher war als die in RL1, was darauf hindeutet, dass die Zugabe von 15 % und 30 % fermentiertem Futter den Aminosäuregehalt von Hammel deutlich erhöhen und verbessern könnte der Nährwert der Fleischqualität. Pilzmyzelrückstände im SMPE weisen eine hohe Proteinkonzentration auf und wurden daher als Proteinquelle für Wiederkäuer verwendet23. Darüber hinaus waren der Gehalt an essentiellen Aminosäuren und die Gesamtaminosäuren von SMPE deutlich höher als die von Rohstoffen nach der Fermentation mit gemischten Stämmen und stiegen um 15,45 % bzw. 25,50 %24. Der Gehalt an Geschmacksaminosäuren, einschließlich Asparaginsäure, Glutaminsäure und Glycin usw., war in SMPE-Rohstoffen höher24. Nach der Fermentation wandeln die Mikroorganismen Nicht-Protein-Stickstoff in bakterielle Proteine ​​um, und einige Mikroorganismen haben die Funktion, Proteasen abzusondern, wodurch der Aminosäuregehalt von SMPE weiter erhöht wird, wodurch der Aminosäuregehalt der Muskeln erhöht wird. Asparaginsäure, Glutaminsäure und Glycin sind Umami-Aminosäuren in den Muskeln, und ihr Gehalt ist ein wichtiger Indikator, der den Geschmack von Fleisch beeinflusst. Asparaginsäure und Glutaminsäure können auch als Medikamente zur Behandlung einiger Krankheiten verwendet werden, hauptsächlich für die Behandlung von Lebererkrankungen, Erkrankungen des Verdauungstrakts, Enzephalopathie, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Atemwegserkrankungen sowie zur Verbesserung der Muskelvitalität, pädiatrischer Ernährung und Entgiftung. In diesem Versuch waren die Gehalte an Asparaginsäure, Glutaminsäure und Glycin in RL2 und RL3 deutlich höher als in RL1. Es ist ersichtlich, dass die Zugabe von 15 % und 30 % fermentiertem SMPE zur Ernährung von Hu-Schafen einen signifikanten Einfluss auf den Aminosäuregehalt im Muskel hatte, was den Geschmack und Nährwert von Hammelfleisch verbessern könnte.

Zu den Mikroorganismen im Pansen von Wiederkäuern gehören hauptsächlich Bakterien, Pilze und Protozoen. Die Struktur der mikrobiellen Zusammensetzung im Pansen ist für die Aufrechterhaltung der Umwelthomöostase im Pansen, die Förderung der Futterverdauung und -absorption und den Nutzen für die Tiere von wesentlicher Bedeutung. Die Struktur der mikrobiellen Gemeinschaft im Pansen wird von vielen Faktoren beeinflusst, wobei Ernährungsart, Struktur und Fütterungsart die wichtigsten Faktoren sind25. Beispielsweise fanden Liu et al.26 heraus, dass der Zusatz von Hefekulturen zur Nahrung die Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaft im Schafpansen im Hausfutter veränderte. In diesem Experiment war der dominierende Stamm des Hu-Schafpansens Firmicutes, Bacteroidetes und Fibrobacteres, was im Wesentlichen mit früheren Studien übereinstimmte. Frühere Studien haben gezeigt, dass die Bacteroidetes und die Firmicutes der dominierende Stamm im Pansen von Wiederkäuern sind27,28. Evans et al.29 fanden heraus, dass Bacteroides eine wichtige Rolle beim Abbau nichtfaseriger Substanzen spielt, während Firmicutes hauptsächlich am Abbau faseriger Substanzen beteiligt ist. Der Stamm Fibrobacteres gilt als der wichtigste bakterielle Abbauer von lignozellulosehaltigem Material im Darm von Pflanzenfressern30. Nach der mikrobiellen Fermentation wurde der Nährwert von SMPE deutlich verbessert, der Zellulosegehalt blieb jedoch aufgrund der Beschränkung des Rohstoffs auf einem hohen Niveau. Wiederkäuer produzieren selbst keine Cellulase-Enzyme, sondern sind für den Abbau von Cellulose auf Bakterien und Pilze im Pansen angewiesen. Daher fördern gefütterte TMR-Diäten, die fermentiertes SMPE enthalten, das Wachstum und die Vermehrung von Firmicutes und Fibrobacter im Pansen von Hu-Schafen. Mit zunehmender Zugabe von fermentiertem SMPE stieg die relative Häufigkeit von Firmicutes und Fibrobacteres in RL4 im Vergleich zu denen in RL1 signifikant an. Die Ergebnisse zeigten, dass die Zugabe von fermentiertem SMPE zum TMR von Hu-Schafen das Wachstum und die Vermehrung von Firmicutes und Fibrobacter fördern und den Abbau von Faserstoffen in der Nahrung begünstigen konnte.

Frühere Studien haben gezeigt, dass Prevotella die dominierende Gattung der Pansen von Wiederkäuern ist31,32. Thoetkiattikul et al.33 entdeckten durch Hochdurchsatzsequenzierung von 16S-rDNA, dass die dominanten Bakterien im Pansen von Wiederkäuern Prevotella und Flavobacterium waren. In diesem Experiment waren die dominanten Gattungen im Pansen von Hu-Schafen Prevotella 1, Christensenellaceae R-7, Ruminococcaceae NK4A214, Fibrobacter, Rikenellaceae RC9, Saccharofermentans und Prevotellaceae UCG001. Es stimmte nicht vollständig mit den Ergebnissen früherer Studien überein und es wurde spekuliert, dass es durch Unterschiede in der Tierrasse, dem Alter, der Futterstruktur, dem Fütterungsmanagement usw. verursacht werden könnte. Prevotella gilt als eine degradierende Gattung mit einer starken Fähigkeit dazu zersetzen Hemizellulose34 und spielen eine wichtige Rolle beim Abbau von Rohproteinen, Stärke, Xylan und Pektin33,35. Die Ergebnisse dieses Experiments zeigten, dass die relative Häufigkeit von Prevotella 1 im Pansen von Hu-Schafen am höchsten war, was mit den vorherigen Ergebnissen übereinstimmte, der Unterschied zwischen den Gruppen jedoch nicht signifikant war. Dies kann auf die Tatsache zurückzuführen sein, dass die für diese Studie konzipierte Diät ähnliche Rohprotein- und Energiewerte aufwies und daher keinen signifikanten Einfluss auf die relative Häufigkeit von Prevotella hatte. Zu den Ruminococcaceae gehören Ruminococcus flavefaciens und Ruminococcus albus. Sie sind die wichtigsten fibroabbauenden Bakterien im Pansen und können große Mengen Cellulase, Hemicellulase und Xylanase produzieren, um Cellulose und Hemicellulose im Futter abzubauen. In dieser Studie war die relative Häufigkeit von Ruminococcaceae NK4A214 in RL2 signifikant höher als in RL1. Die Ergebnisse zeigten, dass die Zugabe von fermentiertem SMPE zum TMR von Hu-Schafen das Wachstum und die Vermehrung des Pansens fördern und die Abbaurate von Ballaststoffen in der Nahrung verbessern könnte.

Die Ernährung spielt eine wichtige Rolle bei der Bildung der Pansenmikroben bei Wiederkäuern und verändert die Pansenumgebung und den Stoffwechsel36,37. Dann verändert sich der Muskelstoffwechsel und die Fleischqualität. Beispielsweise erhöhte TMR, das Palmkernmehl enthielt, bei 18 % der tibetischen Schafe die Häufigkeit von Christensenellaceae R-7, Ruminococcaceae UCG-013, Lachnospiraceae UCG-002 und Familie XIII AD3011 im Pansen, verringerte jedoch die Häufigkeit von Prevotella 1, wie oben beschrieben Bakteriengruppen regulieren die Fleischqualität, indem sie Pansenmetaboliten (Bernsteinsäure, DL-Glutaminsäure usw.) regulieren38. In dieser Studie verringerten RL2, RL3 und RL4 die Häufigkeit von Prevotellaceae UCG001 im Vergleich zu RL1. Die Korrelationsanalyse zeigte, dass Prevotellaceae UCG001 eine positive Korrelation mit DR (24 Stunden) und Prolin aufwies. Es wurde darauf hingewiesen, dass der Zusatz von fermentiertem SMPE zu Futtermitteln die Fleischqualität von Hu-Schafen regulieren kann, indem es Mikroorganismen im Pansen beeinflusst, da Pansenmikroben die Produktion von VFA und mikrobiellem Protein durch mikrobielle Fermentation von Futtermitteln beeinträchtigen könnten39, die oben genannten funktionellen Metaboliten verändern anschließend die Ablagerung von Metaboliten in den Muskeln. Daher sind weitere Untersuchungen zur Messung der Endprodukte des Fermentationsprozesses erforderlich, um festzustellen, wie SMPE-Futter die Homöostase der inneren Umgebung und die Zusammensetzung der Flora im Pansen verändert und so die Fleischqualität beeinflusst.

SMPE wurde von der Fujian Greenbao Group bereitgestellt, die Formel des Anbaumaterials war wie folgt: Bagasse 13,0 %, Holzspäne 22,2 %, Maiskolben 26,0 %, Kleie 18,0 %, Maismehl 8,8 %, Sojabohnenmehl 9,0 %, Kalk 1,2 %, leichtes Kalzium 1,8 %, der von zuvor beschriebenen angepasst wurde40. Nach einmaliger Ernte der Pilze wurden Abfallpilzstäbchen ausgewählt, das Myzel war weiß, frisch und schimmelfrei, dann ausgepackt, zerkleinert und beiseite gelegt.

Der zusammengesetzte mikrobielle Wirkstoff „Huojunduo“ wurde von Beijing Shengyuda Biotechnology Co., Ltd. gekauft. Anzahl lebensfähiger Bakterien: Bacillus subtilis ≥ 100 × 106 KBE·g−1, Milchsäurebakterien ≥ 10 × 106 KBE·g−1, Saccharomyces cerevisiae ≥ 100 × 106 KBE·g−1, Gesamtkeimzahl ≥ 210 × 106 KBE·g−1. Die Formel des gemischten Fermentationsmaterials mit verbrauchtem Pilzsubstrat war: 500 kg Pilzkleie, 260 kg Feinkleie, 180 kg Gerste, 10 kg brauner Zucker, 1 kg Fermentationspilzmittel und 50 kg Wasser, die angepasst wurde die von Gao et al.10 beschriebene Methode. Der mikrobielle Wirkstoff wurde gleichmäßig auf die Rohstoffe gesprüht, gleichmäßig gemischt und in versiegelte Beutel aufgeteilt und 21 Tage lang bei Raumtemperatur anaerob fermentiert. Die Nährstoffe vor und nach der Fermentation sind in Tabelle S.3 aufgeführt.

Das Experiment wurde bei Longyan Green Tao Animal Husbandry Co., Ltd. in der Stadt Gaopi, Bezirk Yongding, Stadt Longyan, Provinz Fujian, China (24,96◦ N, 116,86◦ E, über dem Meeresspiegel 310 m) durchgeführt. In der vorliegenden Studie wurden 120 Lämmer der Rasse Hu eingesetzt, das Verhältnis von Männchen zu Weibchen lag bei 1:1, etwa 60 Tage alt, das mittlere Körpergewicht betrug zu Beginn der Leistungsprüfung 13,50 kg (SD = 3,10), alle männliche Schafe wurden kastriert. Es wurde ein univariates Versuchsdesign verwendet und in 4 Gruppen mit 3 Replikaten in jeder Gruppe und 10 Hu-Schafen pro Replikat randomisiert. Dem TMR wurden jeweils 0 (RL1), 15 % (RL2), 30 % (RL3) und 45 % (RL4) fermentiertes SMPE zugesetzt, und die Diätformel und der Nährstoffgehalt sind in Tabelle S.4 aufgeführt. Der Versuch wurde mit Hausfütterung durchgeführt, die Schafe wurden über einen Zeitraum von 10 Tagen an die Ernährung angepasst, gefolgt von einer 150-tägigen Aufzeichnung der Wachstumsleistung. Vor dem Test wurden die Schafe nummeriert und entwurmt, der Schafstall regelmäßig gereinigt, rechtzeitig desinfiziert und von Spezialpersonal im gut belüfteten Schafstall aufgezogen. Einmal täglich um 8:00 und 17:00 Uhr füttern und reichlich trinken. Das Futter sollte auf einem leichten Überschuss im Trog basieren und der Überschuss sollte täglich gesammelt und abgemessen werden.

Die Proben wurden 72 Stunden lang in einem Umluftofen bei 60 °C getrocknet und anschließend gemahlen und zur chemischen Analyse durch ein 1-mm-Sieb gesiebt. Die Gehalte an Feuchtigkeit, Rohasche, Rohfaser (CF) und Rohprotein (CP) wurden mit der Methode der Association of Official Analytical Chemists41 bestimmt. Der Gehalt an neutralen Waschmittelfasern (NDF) und sauren Waschmittelfasern (ADF) wurde nach dem von Van Soest et al.42 beschriebenen Verfahren bestimmt. Calcium und Gesamtphosphor wurden mit der Kaliumpermanganat-Methode bzw. der spektrophotometrischen Ammoniummolybdat-Methode41 bestimmt. Die metabolische Energie wurde nach der Methode von Gao et al.43 berechnet.

Die durchschnittliche tägliche Futteraufnahme (ADFI) wurde anhand der Differenz zwischen angebotenem und restlichem Futter gemessen. Das Körpergewicht der einzelnen Tiere wurde wöchentlich gemessen und die Gewichtszunahme (WG) basierend auf der Differenz zwischen dem anfänglichen Körpergewicht (IBW) und dem endgültigen Körpergewicht (FBW) berechnet. Das Futterverwertungsverhältnis (FCR) wurde kumulativ anhand der gesammelten Daten ermittelt.

Am Ende des Experiments wurden in jeder Gruppe 3 männliche Testschafe nach dem Zufallsprinzip ausgewählt (1 Schaf pro Wiederholung), die vor der Schlachtung 24 Stunden lang gefastet und 2 Stunden lang getränkt wurden. Vor dem Wiegen schlachten, Hals abschneiden und entbluten, Fell abziehen, Kopf, Hufe und innere Organe entfernen und Schlachtleistungsindikatoren messen, einschließlich Schlachtkörpergewicht (CW), Schlachtrate (SR), Hautdicke (ST), Augenmuskelbereich ( EMA), Rückenfettdicke (BFT), Qualitätsregel (GR) usw. CW: Lebendgewicht vor der Schlachtung, um das Gewicht von Kopf, Fell, Hufen, Schwanz und inneren Organen zu entfernen (wobei die Nieren und das umgebende Fett erhalten bleiben) ; SR(%) = CW/Gewicht vor der Schlachtung × 100; EMA: Die Querschnittsfläche des oberen Augenmuskels zwischen der 12. und 13. Rippe, die Querschnittskontur des Augenmuskels wurde mit Schwefelsäurepapier dargestellt und dann wurde die Konturfläche mit dem Akkumulationsmessgerät (QCJ) berechnet -2000, Shandong); GR-Wert: Die Dicke des Gewebes zwischen der 12. und 13. Rippe wurde 11 cm von der Mittellinie der Rückenwirbelsäule entfernt mit einem Messschieber gemessen.

Der linke Musculus longissimus dorsi wurde nach der Schlachtung entnommen, um die Fleischqualitätsindikatoren wie den Fleischgarprozentsatz (MCP), den pH-Wert und die Tropfrate (DR) zu bestimmen. MCP: Ziehen Sie das an den Muskeln befestigte Fett ab, wiegen Sie es mit einer Waage mit einer Empfindlichkeit von 0,1 g (zählt als W1), geben Sie die Fleischprobe in einen Verpackungsbeutel aus Polyethylen, dämpfen Sie sie 30 Minuten lang in einem Aluminiumdampfgarer, nehmen Sie sie heraus und Zum Abkühlen 1 Stunde in kaltes Wasser legen, die Oberflächenfeuchtigkeit mit Papier trocknen, wiegen (als W2 zählen), MCP(%) = W2/W1 × 100 %. pH-Wert: Der pH-Wert wurde 45 Minuten nach der Schlachtung mit einem pH-Meter gemessen und der Durchschnittswert als Endergebnis herangezogen. DR: Schneiden Sie 2 Fleischstücke mit einer Länge von 5 cm, einer Breite von 3 cm und einer Dicke von 2 cm, legen Sie sie in Plastiktüten (Fleischproben dürfen die Wand der Plastiktüten nicht berühren), verschließen Sie die Öffnung der Tüte fest und Bei 4 °C in den Kühlschrank hängen, nach 24 h und 48 h herausnehmen, mit saugfähigem Papier die Feuchtigkeit an der Oberfläche aufsaugen und wiegen, als Endgewicht notieren. DR (%) = (Anfangsgewicht – Endgewicht) / Anfangsgewicht × 100 %. Die Aminosäurezusammensetzung des Musculus longissimus dorsi wurde bestimmt. Nach der Behandlung mit einem Gefriertrockner vor dem Testen, zerkleinern und durch ein 0,425-mm-Sieb passieren. Gemäß der Methode von GB 5009.168-2016 wurde für die Messung der automatische Aminosäureanalysator Hitachi L-8900 (Japan) verwendet.

Nach der Schlachtung wurde der Panseninhalt bei jeder Behandlung sofort aus dem Pansen von drei Schafen entnommen, in sterile Behälter überführt, in Trockeneis gelagert und zur DNA-Extraktion bei –80 °C ins Labor transportiert. Die Gesamt-DNA des mikrobiellen Genoms der Proben wurde mittels CTAB extrahiert. Die DNA-Konzentration wurde mit Nanodrop bestimmt und die DNA-Qualität wurde durch 1,2 % Agarosegelelektrophorese nachgewiesen. Verdünnen Sie die DNA mit sterilem Wasser auf 1 ng·μl−1. Die V4-Region des bakteriellen 16S-rDNA-Gens wurde unter Verwendung der Universalprimer 515F (5'-GTGCCAGCMGCCGCGGTAA-3′) und 806R (5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′) amplifiziert. PCR-Produkte wurden unter Verwendung eines 2,0 %igen Agarosegels für die Elektrophorese nachgewiesen und interessierende Banden wurden mit dem Gene JET Gel Recovery Kit (Thermo Scientific) gewonnen. Die gewonnenen Produkte wurden zur Hochdurchsatzsequenzierung an die IonS5TMXL-Plattform von Beijing Novogene Technology Co., Ltd. gesendet.

Nachdem die Qualität der Sequenzierungsdaten durch Fast QC kontrolliert wurde, wurde Cutadapt (V1.9.1) verwendet, um kurze Sequenzen (< 200 bp) und Sequenzen geringer Qualität (q < 25) zu filtern. Operationelle taxonomische Einheiten (OTUs) werden mit der Mothur-Methode gültigen Sequenzen mit 97 % Ähnlichkeit mit der SILVA-Datenbank zugeordnet. Der Stichprobendiversitätsindex wurde mit Qiime (Version 1.9.1) berechnet und die Hauptkomponentenanalyse wurde mit R durchgeführt.

Alle Experimente wurden dreifach durchgeführt und die erhaltenen Daten wurden als Mittelwert ± Standardabweichung (SD) ausgedrückt. Zur Bestimmung der Wachstumsleistung, der Schlachtleistung, des Aminosäuregehalts von Hammelfleisch, der Fleischqualität, der relativen Häufigkeit und des Diversitätsindex der Pansenbakteriengemeinschaft von Hu-Schafen wurde eine Einweg-Varianzanalyse (ANOVA) durchgeführt, gefolgt von Fishers geringster signifikanter Differenz (LSD). ) bei p = 0,05 unter Verwendung von SPSS 22.0 für Windows (SPSS Inc, Chicago, USA).

Um mutmaßliche Korrelationen zwischen der Produktionsleistung und der Fleischqualität sowie der mikrobiellen Zusammensetzung im Pansen von Hu-Schafen zu identifizieren, wurden Spearmans Rangkorrelationskoeffizienten für paarweise Vergleiche berechnet und mit dem corrplot-Paket in R visualisiert.

Insgesamt war die Produktionsleistung der Hu-Schafe im Vergleich zu den anderen Gruppen überlegen, während die Fütterung mit TMR 15 % fermentiertes SMPE enthielt. RL2 und RL3 führten zu einem Anstieg des EAAs- und FAAs-Gehalts. Bei Pansenbakterien stieg die relative Häufigkeit von Firmicutes und Fibrobacteres in RL4 und Ruminococcaceae NK4A214 in RL2. Allerdings verringerten RL2, RL3 und RL4 die Häufigkeit von Prevotellaceae UCG001 im Vergleich zu RL1. Die Korrelationsanalyse ergab, dass die Zugabe von fermentiertem SMPE zu TMR die Produktionsleistung und die Fleischqualität verbessern kann, indem sie Mikroorganismen im Pansen von Hu-Schafen beeinflusst.

Alle Verfahren mit Tieren wurden vom Animal Care and Use Committee und dem Ethics Committee des Agriculture Ecology Research Institute der Fujian Academy of Agricultural Sciences (NR. PZCASFAAS21022) genehmigt. Wir haben von den Tierbesitzern eine schriftliche Einverständniserklärung zur Verwendung der Tiere in dieser Studie eingeholt. Alle Experimente wurden in Übereinstimmung mit den Empfehlungen der Vorschriften für die Verwaltung von Angelegenheiten in Bezug auf Versuchstiere des Staatsrates der Volksrepublik China durchgeführt. Alle Experimente wurden in Übereinstimmung mit den ARRIVE-Richtlinien durchgeführt.

Die während der aktuellen Studie generierten Rohdatensätze sind im NCBI-Repository (PRJNA944903) verfügbar.

Jae, HP et al. Verbrauchtes Pilzsubstrat beeinflusst die hämatologischen und biochemischen Parameter des Elchs (Cervus elaphus canadensis). Asiatischer Aust. J. Anim. 25, 320–324. https://doi.org/10.5713/ajas.2011.11329 (2012).

Artikel CAS Google Scholar

Josiana, AV et al. Chemische Zusammensetzung wilder Speisepilze und antioxidative Eigenschaften ihrer wasserlöslichen Polysaccharid- und Ethanolfraktionen. Lebensmittelchem. 126, 610–616. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2010.11.063 (2011).

Artikel CAS Google Scholar

Ryu, J., Kim, MK, Im, CH & Shin, PG Entwicklung von Kulturmedien zur Verlängerung der Haltbarkeit und Verbesserung des Ertrags von Kräuterseitlingen (Pleurotus eryngii). Wissenschaft. Hortisch. 193, 121–126. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2015.07.005 (2015).

Artikel Google Scholar

Gao, Kinn. J. Anim. Nutr. 30, 1973–1980. https://doi.org/10.3969/j.issn.1006-267x.2018.05.042 (2018).

Artikel CAS Google Scholar

Monika, G., Mirosław, M., Marek, S. & Przemysław, N. Phenolische Zusammensetzung und antioxidative Eigenschaften von Pleurotus ostreatus und Pleurotus eryngii, angereichert mit Selen und Zink. EUR. Lebensmittelres. Technol. 242, 723–732. https://doi.org/10.1007/s00217-015-2580-1 (2016).

Artikel CAS Google Scholar

Yin, X., Sie, Q. & Zhou, Int. J. Med. Pilze. 17, 987–996. https://doi.org/10.1615/intjmedmushrooms.v17.i10.80 (2015).

Artikel PubMed Google Scholar

Hanafi, FH et al. Umweltverträgliche Anwendungen von agrobasiertem verbrauchtem Pilzsubstrat (SMS): Ein Überblick. J. Mater. Zyklen Abfallmanagement 20, 1383–1396. https://doi.org/10.1007/s10163-018-0739-0 (2018).

Artikel Google Scholar

Zheng, X. et al. Anaerobe Vergärung von verbrauchtem Pilzsubstrat unter thermophilen Bedingungen: Leistungs- und Mikrobengemeinschaftsanalyse. Appl. Mikrobiell. Biotechnologie. 102, 499–507. https://doi.org/10.1007/s00253-017-8578-9 (2018).

Artikel CAS Google Scholar

Chu, GM, Yang, JM, Kim, HY & Kim, CH Auswirkungen der Nebenproduktdiät mit fermentierten Pilzen (Flammulina velutipes) auf die Wachstumsleistung und die Schlachtkörpermerkmale bei Berkshire-Schweinen in der Wachstums- und Mastphase. Anim. Wissenschaft. J. 83, 55–62. https://doi.org/10.1111/j.1740-0929.2011.00924.x (2012).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Gao, XH, Qu, Acta Microbiol. Sünde. 58, 2110–2122 (2018).

CAS Google Scholar

Rabelo, CHS et al. Auswirkungen von Lactobacillus buchneri als Silageimpfstoff und als Probiotikum auf die Futteraufnahme, die scheinbare Verdaulichkeit und die Pansengärung sowie die Mikrobiologie bei Fütterung mit Maissilage mit geringer Trockenmasse. Grasfutterwissenschaft. 73, 67–77. https://doi.org/10.1111/gfs.12303 (2018).

Artikel CAS Google Scholar

Kwak, WS, Kim, YI, Seok, JS, Oh, YK & Lee, SM Melasse und mikrobielle Impfmittel verbessern die Fermentierbarkeit und Silagequalität von verbrauchtem Pilzsubstrat auf Baumwollabfallbasis. Bioresour. Technol. 100, 1471–1473. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2008.07.066 (2009).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Yang, CX, Wang, T., Gao, LN & Lyu, X. Isolierung, Identifizierung und Charakterisierung von Lignin abbauenden Bakterien aus Qinling China. J. Appl. Mikrobiol. 123, 1447–1460. https://doi.org/10.1111/jam.13562 (2017).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Adebo, OA, Njobeh, PB, Gbashi, S., Nwinyi, OC & Mavumengwana, V. Übersicht über den mikrobiellen Abbau von Aflatoxinen. Krit. Rev. Food Sci. Nutr. 57, 3208–3217. https://doi.org/10.1080/10408398.2015.1106440 (2017).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Pitta, DW et al. Metagenomische Bewertung des Funktionspotenzials des Pansenmikrobioms bei Holstein-Milchkühen. Anaerob 38, 50–60. https://doi.org/10.1016/j.anaerobe.2015.12.003 (2016).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Matthews, C. et al. Das Pansenmikrobiom: Ein entscheidender Gesichtspunkt bei der Optimierung der Milch- und Fleischproduktion und der Stickstoffverwertungseffizienz. Darm. Mikroben. 10, 115–132. https://doi.org/10.1080/19490976.2018.1505176 (2019).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Henderson, G. et al. Die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft im Pansen variiert je nach Ernährung und Wirt, ein Kernmikrobiom findet sich jedoch in einem weiten geografischen Bereich. Wissenschaft. Rep. 5, 14567. https://doi.org/10.1038/srep14567 (2015).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Maga, EA, Weimer, BC & Murray, JD Untersuchen die Rolle von Milchbestandteilen auf die Zusammensetzung der Darmmikrobiota. Darm. Mikroben. 4, 136–139. https://doi.org/10.4161/gmic.23188 (2013).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Shi, CB et al. Auswirkungen der Zugabe von Pleurotus eryngii-Substrat zur Ernährung auf die Wachstumsleistung, die Pansenfermentationseigenschaften und die Pansenentwicklung von Hu-Schafen. J. Nanjing Agric. Univ. 43, 1063–1071. https://doi.org/10.7685/jnau.201907043 (2020).

Artikel Google Scholar

Kim, YI et al. Auswirkungen der Ergänzung mikrobiell fermentierter verbrauchter Pilzsubstrate auf die Wachstumsleistung und die Schlachtkörpereigenschaften von Hanwoo-Ochsen (eine Feldstudie). Asiatischer Aust. J. Anim. 25, 1575. https://doi.org/10.5713/ajas.2012.12251 (2012).

Artikel CAS Google Scholar

Yin, J. et al. Auswirkungen einer langfristigen Proteinrestriktion auf die Fleischqualität, Muskelaminosäuren und Aminosäuretransporter bei Schweinen. J. Agrar. Lebensmittelchem. 65, 9297–9304. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.7b02746 (2017).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Boutry, C. et al. Leucin-Pulse verbessern die Proteinsynthese der Skelettmuskulatur während der kontinuierlichen Fütterung bei neugeborenen Schweinen. Bin. J. Physiol.-Endoc. M. 305, E620–E631. https://doi.org/10.1152/ajpendo.00135.2013 (2013).

Artikel CAS Google Scholar

Caswell, LE Pilzzusätze. Feed-Manag. 41, 9–13 (1990).

Google Scholar

Li, JT, Yang, FT, Wang, SK & Zhang, EP Analyse der Fütterungsqualität und Sicherheit der Fermentation gemischter Mikroorganismen von verbrauchtem Pilzsubstrat von Pleurotus eryngii. J. Domest. Anim. Ökologisch. 40, 26–32. https://doi.org/10.3969/j.issn.1673-1182.2019.06.005 (2019).

Artikel CAS Google Scholar

Carberry, CA, Kenny, DA, Han, S., McCabe, MS & Waters, SM Einfluss der phänotypischen Restfutteraufnahme und des Futterfuttergehalts auf die mikrobielle Pansengemeinschaft von Rindern. Appl. Umgebung. Mikrob. 78, 4949–4958. https://doi.org/10.1128/AEM.07759-11 (2012).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Liu, YZ et al. Auswirkungen der Hefekulturergänzung und des Verhältnisses von nichtstrukturellen Kohlenhydraten zu Fett auf Pansenfermentationsparameter und die Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaft bei Schafen. Anim. Feed Sci. Technik. 249, 62–75. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2019.02.003 (2019).

Artikel CAS Google Scholar

Bi, YL, Zeng, SQ, Zhang, R., Diao, QY & Tu, Y. Auswirkungen des Energieniveaus in der Nahrung auf die Zusammensetzung der Pansenbakteriengemeinschaft bei Holstein-Färsen unter der gleichen Bedingung des Verhältnisses von Futter zu Kraftfutter. BMC Mikrobiol. 18, 1–11. https://doi.org/10.1186/s12866-018-1213-9 (2018).

Artikel CAS Google Scholar

Zhou, ZM et al. Bewertung der bakteriellen und archaealen Gemeinschaftsstruktur im Pansen bei Yak (Bos grunniens). Vorderseite. Mikrobiol. 8, 179. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.00179 (2017).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Evans, NJ et al. Charakterisierung neuartiger Treponema-Isolate aus dem Magen-Darm-Trakt von Rindern und Vergleich mit Treponemen aus dem Bereich der digitalen Dermatitis bei Rindern. Appl. Umgebung. Mikrobiol. 77, 138–147. https://doi.org/10.1128/AEM.00993-10 (2011).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Ransom-Jones, E., Jones, DL, McCarthy, AJ & McDonald, JE Die Fibrobacteres: Ein wichtiger Stamm zelluloseabbauender Bakterien. Mikrob. Ökologisch. 63, 267–281. https://doi.org/10.1007/s00248-011-9998-1 (2012).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Mao, S., Zhang, R., Wang, D. & Zhu, W. Die Vielfalt der fäkalen Bakteriengemeinschaft und ihr Zusammenhang mit der Konzentration flüchtiger Fettsäuren im Kot während der subakuten Pansenazidose bei Milchkühen. BMC Tierarzt. Res. 8, 237. https://doi.org/10.1186/1746-6148-8-237 (2012).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Pitta, DW et al. Längsverschiebungen der Bakterienvielfalt und des Fermentationsmusters im Pansen von Ochsen, die Weizenweiden grasen. Anaerobier 30, 11–17. https://doi.org/10.1016/j.anaerobe.2014.07.008 (2014).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Thoetkiattikul, H. et al. Vergleichende Analyse mikrobieller Profile im Pansen von Kühen, die mit verschiedenen Ballaststoffen gefüttert wurden, durch markierte 16S-rRNA-Gen-Pyrosequenzierung. Curr. Mikrobiol. 67, 130–137. https://doi.org/10.1007/s00284-013-0336-3 (2013).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Li, ZP et al. Reaktion der Pansenmikrobiota von Sikahirschen (Cervus nippon), die mit unterschiedlichen Konzentrationen tanninreicher Pflanzen gefüttert wurden. PLoS One 10, e123481. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0123481 (2015).

Artikel CAS Google Scholar

Jami, E., Israel, A., Kotser, A. & Mizrahi, I. Erforschung der Bakteriengemeinschaft im Pansen von Rindern von der Geburt bis zum Erwachsenenalter. ISME J. 7, 1069–1079. https://doi.org/10.1038/ismej.2013.2 (2013).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Olijhoek, DW et al. Fütterung von bis zu 91 % Kraftfutter an Holstein- und Jersey-Milchkühe: Auswirkungen auf die enterische Methanemission, Pansengärung und Bakteriengemeinschaft, Verdaulichkeit, Produktion und Fressverhalten. J. Dairy Sci. 105(12), 9523–9541. https://doi.org/10.3168/jds.2021-21676 (2022).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Zhao, C. et al. Das Yak-Pansen-Mikrobiom erhöht die Fähigkeit zum Faserabbau und verändert das Fermentationsmuster im Pansen, um die Futtereffizienz zu erhöhen. Anim. Nutr. 11, 201–214. https://doi.org/10.1016/j.aninu.2022.07.014 (2022).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Ma, Y. et al. Untersuchung der Auswirkungen der Fütterung mit Palmkernmehl auf die Fleischqualität und die Pansenmikroorganismen tibetischer Qinghai-Schafe. Lebensmittelwissenschaft. Nutr. 00, 1–19. https://doi.org/10.1002/fsn3.3340 (2023).

Artikel CAS Google Scholar

Thomas, M. et al. Metagenomische Charakterisierung der Wirkung von Futterzusätzen auf das Darmmikrobiom und das Antibiotikaresistom von Mastrindern. Wissenschaft. Rep. 7, 12257. https://doi.org/10.1038/s41598-017-12481-6 (2017).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Pan, WB & Cai, YQ Vergleich von drei umfassenden Anpassungsmodi von Umweltfaktoren im modernen industriellen Anbau von Pleurotus eryngii. J. Quanzhou Normal Univ. 33, 48–52 (2015).

Google Scholar

AOAC. In Official Methods of Analysis, 18. Auflage, (AOAC International, 2005).

Van Soest, PJ, Robertson, JB & Lewis, BA Methoden für Ballaststoffe, neutrale Waschmittelfasern und Nicht-Stärke-Polysaccharide in Bezug auf die Tierernährung. J. Dairy Sci. 74, 3583–3597. https://doi.org/10.3390/ani13050920 (1991).

Artikel PubMed Google Scholar

Gao, JL et al. Chemische Zusammensetzung und In-vitro-Verdaulichkeit von Maisstroh während der Feldexposition sowie die Fermentationseigenschaften von mit mikrobiellen Zusatzstoffen zubereiteter Silage. Asiatisch-Aust. J. Anim. Wissenschaft. 32, 1854–1863. https://doi.org/10.5713/ajas.18.0886 (2019).

Artikel CAS Google Scholar

Referenzen herunterladen

Unterstützt durch den Sonderfonds für wissenschaftliche Forschung zu öffentlichen Anliegen der Provinz Fujian (2020R1021002), das kollaborative Innovationsprojekt „5511“ der Volksregierung der Provinz Fujian und der Chinesischen Akademie der Agrarwissenschaften (XTCXGC2021010, XTCXGC2021019) und das Projekt der Akademie der Agrarwissenschaften Fujian ( CXTD2021009-1, YDXM202205).

Diese Autoren haben gleichermaßen beigetragen: Xiaoyun Huang und Liuting Zhou.

Forschungsinstitut für Agrarökologie, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou, 350013, China

Xiaoyun Huang, Liuting Zhou, Xiaofeng You, Haidong Han und Xiusheng Huang

Fujian Engineering and Technology Research Center for Recycling Agriculture in Hilly Areas, Fuzhou, 350013, China

Xiaoyun Huang, Liuting Zhou, Xiaofeng You, Haidong Han und Xiusheng Huang

Institut für Tierhaltung und Veterinärmedizin, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou, 350013, China

Xinzhu Chen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

XSH konzipierte die Experimente, XYH und XFY führten die Experimente durch, LTZ, HDH und XZC analysierten die Ergebnisse. Alle Autoren haben das Manuskript überprüft.

Korrespondenz mit Xinzhu Chen oder Xiusheng Huang.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

Springer Nature bleibt neutral hinsichtlich der Zuständigkeitsansprüche in veröffentlichten Karten und institutionellen Zugehörigkeiten.

Open Access Dieser Artikel ist unter einer Creative Commons Attribution 4.0 International License lizenziert, die die Nutzung, Weitergabe, Anpassung, Verbreitung und Reproduktion in jedem Medium oder Format erlaubt, sofern Sie den/die ursprünglichen Autor(en) und die Quelle angemessen angeben. Geben Sie einen Link zur Creative Commons-Lizenz an und geben Sie an, ob Änderungen vorgenommen wurden. Die Bilder oder anderes Material Dritter in diesem Artikel sind in der Creative Commons-Lizenz des Artikels enthalten, sofern in der Quellenangabe für das Material nichts anderes angegeben ist. Wenn Material nicht in der Creative-Commons-Lizenz des Artikels enthalten ist und Ihre beabsichtigte Nutzung nicht gesetzlich zulässig ist oder über die zulässige Nutzung hinausgeht, müssen Sie die Genehmigung direkt vom Urheberrechtsinhaber einholen. Um eine Kopie dieser Lizenz anzuzeigen, besuchen Sie http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Nachdrucke und Genehmigungen

Huang, X., Zhou, L., You, X. et al. Produktionsleistung und Pansenbakteriengemeinschaftsstruktur von Hu-Schafen, die mit fermentiertem, verbrauchtem Pilzsubstrat von Pleurotus eryngii gefüttert wurden. Sci Rep 13, 8696 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-35828-8

Zitat herunterladen

Eingegangen: 02. Dezember 2022

Angenommen: 24. Mai 2023

Veröffentlicht: 29. Mai 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-35828-8

Jeder, mit dem Sie den folgenden Link teilen, kann diesen Inhalt lesen:

Leider ist für diesen Artikel derzeit kein gemeinsam nutzbarer Link verfügbar.

Bereitgestellt von der Content-Sharing-Initiative Springer Nature SharedIt

Durch das Absenden eines Kommentars erklären Sie sich damit einverstanden, unsere Nutzungsbedingungen und Community-Richtlinien einzuhalten. Wenn Sie etwas als missbräuchlich empfinden oder etwas nicht unseren Bedingungen oder Richtlinien entspricht, kennzeichnen Sie es bitte als unangemessen.