不同pH对瘤胃细菌数量和菌群结构的影响OA北大核心CSTPCD

【目的】试验旨在研究瘤胃不同pH下瘤胃酸中毒相关细菌数量和瘤胃细菌菌群结构的变化。【方法】选取5头干奶期荷斯坦奶牛作为瘤胃液供体,调节瘤胃液pH分别为6.5、5.8、5.5、5.2和5.0。培养3 h后,采用qPCR技术测定瘤胃酸中毒相关细菌数量,采用16S rDNA高通量测序技术研究瘤胃细菌菌群结构的变化。【结果】(1)瘤胃pH对白色瘤胃球菌(Ruminococcus ablus)的相对数量没有影响(P>0.05),但显著影响了乳酸产生菌和乳酸利用菌的相对数量(P<0.05)。其中牛链球菌(Streptococcus bovis)相对数量随着pH的下降而升高,在pH 5.0处极显著高于其余各组(P<0.05);埃氏巨型球菌(Megasphaeraelsdenii)、反刍兽新月单胞菌(Selenomonas ruminantium)及乳酸杆菌(Lactobacillus species)随pH下降呈现先升高后下降的趋势,pH分别在pH 5.5或pH 5.2处达到最大值(P<0.05);(2)α多样性结果显示,瘤胃细菌数量和菌群的丰富度及多样性呈现随瘤胃pH下降先升高后下降的趋势,其中Chao1指数在pH 5.5处,Observed species和Shannon指数在pH 5.2处最高(P<0.05)。β多样性结果显示pH 6.5、pH 5.8处理组与pH 5.2、pH 5.0处理组的菌群构成有明显差异,pH 5.5处理组样本与其他4组样本距离较远,其菌群构成与其他4组具有差异;(3)在菌群组成上,瘤胃内主要菌门和属的菌群丰度随pH的降低也多有改变。pH 5.2、pH 5.0处理组和pH 6.5、pH 5.8处理组菌群结构有显著差异(P<0.05)。pH 6.5组与pH 5.8组的菌群组成差异不大(P>0.05),仅普雷沃氏菌科UGG-003菌属(Prevotellaceae UCG-003)和琥珀酸弧菌科UGG 002菌属(Succinivibrionaceae UCG 002)有差异;pH 5.0处理组与pH 5.2处理组的菌群组成较一致(P>0.05),仅在螺旋体门(Spirochaetota)、放线菌门(Actinobacteriota)、瘤胃菌属(Ruminococcus)和解琥珀菌属(Succiniclasticum)有差异(P<0.05);而pH 5.5处理组的菌群构成与其他4组有显著差异(P<0.05)。【结论】环境pH改变是瘤胃细菌遭受的一种严重干扰,会引起瘤胃内乳酸产生菌和乳酸利用菌的相对数量显著改变。瘤胃细菌数量、菌群丰富度和多样性也随瘤胃pH的下降表现出先升高后降低的趋势,其变化规律符合生态学中的“中度干扰假说”。