棉花秸秆与葡萄渣混合青贮对萨福克公羊生长性能、血清生化参数及空肠内容物代谢的影响

《Agriculture》：Effects of Feeding a Mixed Silage of Cotton Stalks and Grape Pomace on Growth Performance, Serum Biochemical Parameters, and Jejunum Content Metabolism in Suffolk Rams

　　

农业副产物用作饲料对可持续畜牧业至关重要。本研究评估了以棉花秸秆与葡萄渣混合青贮替代全株玉米青贮对萨福克公羊生长、血清生化和空肠代谢组学的影响。在本试验中，135只公羊（6月龄，30.55 kg体重）被分配至0%、50%或100%替代组（CG、EG50、EG100），经15 d适应期后饲喂120 d。与CG相比，EG50和EG100的平均日增重分别提高27.3%和17.5%，饲料转化率分别提高30.8%和15.4%（p < 0.01）。与CG相比，EG50和EG100血清中血尿素氮（BUN）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和白细胞介素-1β（IL-1β）水平显著降低；免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白M（IgM）、白细胞介素-4（IL-4）、抗氧化酶及总抗氧化能力（T-AOC）显著升高（p < 0.05）。随后进一步检测分析了CG和EG50的屠宰性能及空肠内容物代谢组。结果表明，EG50的活重、眼肌面积和肌肉粗蛋白含量极显著高于CG（p < 0.01）。在空肠内容物中，共鉴定出31种差异代谢物（EG50 vs. CG），主要富集于ABC转运蛋白、支链氨基酸生物合成、矿物质吸收、嘌呤和生物素代谢以及胰高血糖素信号通路。综上所述，以混合青贮替代玉米青贮可促进生长、改善抗氧化与免疫状态、降低血清尿素氮、增强肌肉蛋白沉积（EG50）、调节肠道氮、嘌呤、脂质和碳水化合物代谢（EG50），并支持可持续肉羊生产。

本研究以萨福克公羊为试验对象，旨在探讨以棉花秸秆与葡萄渣混合青贮替代全株玉米青贮对其生长性能、血清生化指标及空肠代谢特征的影响，为新疆地区农业副产物在肉羊生产中的高值化利用提供理论依据。

研究背景方面，畜牧业扩张加剧了饲料资源短缺，人畜争粮矛盾日益突出。在中国，饲料成本占肉羊生产总成本的60%–70%，利用当地丰富的农业副产物作为替代饲料已成为降低养殖成本、实现可持续发展的关键策略。新疆作为中国棉花和葡萄主产区，年产大量棉秆和葡萄渣，形成了得天独厚的副产物资源优势。然而，棉秆木质纤维素含量高、适口性差且含有游离棉酚等抗营养因子；葡萄渣虽富含多酚类生物活性物质，但水分高、缓冲能力强，单独青贮易腐败。两者理化性质互补，混合青贮具有潜在协同效应，但其对肉羊的代谢调控机制尚不明确。基于此，研究人员开展了本项研究，系统评估了不同比例混合青贮替代全株玉米青贮对萨福克公羊的影响。

本研究采用的关键技术方法包括：样本队列来源于135只6月龄健康萨福克公羊（初始体重30.55 ± 1.62 kg），按体重分层随机分配至3个处理组，每组3个重复，每重复15只；生长性能测定于试验第0、60、120天进行；血清生化参数采用全自动生化分析仪及酶标仪检测；屠宰性能和肉品质测定包括热胴体重、背膘厚、眼肌面积、pH值、肉色、蒸煮损失、滴水损失、剪切力及常规营养成分；空肠内容物代谢组学分析采用超高效液相色谱-高分辨质谱（UHPLC-Q Exactive HF-X）联用技术，结合主成分分析（PCA）、偏最小二乘判别分析（PLS-DA）及KEGG通路富集分析进行。

研究结果部分：

生长性能方面，通过测定不同比例棉秆与葡萄渣混合青贮对萨福克公羊日增重和采食量的影响，得出EG50和EG100组平均日增重（ADG）显著高于CG组，EG50组ADG最高，EG100组次之，CG组最低；总增重以EG50组最高，EG100组次之，CG组最低；各组平均日采食量无显著差异，但EG50组料重比最优，显著优于CG组和EG100组。

血清生化指标方面，通过检测血清营养参数及免疫和抗氧化指标，得出第60天时EG50组总蛋白（TP）和白蛋白（ALB）显著高于CG组；第120天时EG50和EG100组BUN显著低于CG组；EG50和EG100组血清IgG、IgM和IL-4在第60天和第120天均显著高于CG组，TNF-α和IL-1β显著低于CG组；超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）活性及T-AOC显著升高，丙二醛（MDA）含量显著降低。

屠宰性能方面，通过比较CG和最优组（EG50）的屠宰性能，得出EG50组活重和眼肌面积极显著高于CG组；热胴体重、屠宰率、背膘厚、pH值（45 min和24 h）、蒸煮损失、滴水损失和肉色（L*、a*、b*）组间无显著差异；背最长肌粗蛋白含量EG50组显著高于CG组，粗脂肪含量无显著差异，剪切力有升高趋势（p = 0.224）。

空肠内容物代谢组方面，通过对CG和EG50组进行代谢轮廓分析，PCA显示两组间存在明显分离，PLS-DA模型稳健无过拟合；正离子模式下鉴定453种差异代谢物，负离子模式下326种；KEGG通路富集分析显示差异代谢物主要涉及ABC转运蛋白、缬氨酸-亮氨酸-异亮氨酸生物合成与降解、矿物质吸收、嘌呤代谢、生物素代谢、胰高血糖素信号通路、糖酵解、氧化磷酸化等通路；共鉴定31种差异代谢物，其中ABC转运蛋白通路9种，嘌呤代谢通路10种，胰高血糖素信号通路5种。

讨论部分总结：研究人员分析认为，EG50和EG100组ADG显著提高源于混合青贮的协同效应——益生菌发酵改善了棉秆纤维结构，葡萄渣中的生物活性化合物（如花青素、原花青素等）增强了体外发酵和能量利用。血清BUN降低与葡萄副产物补充剂量-效应关系及棉秆增强氮沉积效应相关，混合青贮通过改善饲料营养成分、提高氮利用效率及青贮过程中保护粗蛋白，协同促进氮代谢优化。免疫与抗氧化指标改善归因于葡萄多酚通过激活核因子E2相关因子2（Nrf2）/抗氧化反应元件（ARE）信号通路上调内源性抗氧化酶，抑制核因子-κB（NF-κB）通路减少促炎介质表达，以及直接清除自由基和保护线粒体完整性等多途径发挥作用。

屠宰性能方面，眼肌面积和肌肉粗蛋白含量显著增加表明混合青贮促进肌肉蛋白沉积而非脂肪积累，这与血清BUN降低及空肠L-赖氨酸和L-精氨酸下调趋势一致，提示氮保留用于合成代谢。血清胆固醇、高密度脂蛋白（HDL）、低密度脂蛋白（LDL）及肌内粗脂肪含量呈降低趋势，与葡萄种皮提取物降低脂肪组织重量和血脂的研究结论相符；EG50组剪切力略有升高可能与肌内脂肪减少有关。

空肠内容物代谢组分析揭示：必需氨基酸（L-赖氨酸、L-缬氨酸、L-苯丙氨酸、L-精氨酸、L-苏氨酸、L-蛋氨酸）广泛下调而L-组氨酸略升，嘌呤核苷酸代谢物（肌苷酸IMP、鸟苷酸GMP、肌苷、鸟苷、腺苷）全面上调，提示蛋白质合成速率增加、核苷酸代谢激活，为改善的生长性能提供直接代谢基础。脂质代谢变化表现为胆碱和甘氨胆酸降低、D-生物素及肉碱前体（丁基甜菜碱、巴豆酰甜菜碱）升高，表明肠道脂质吸收运输受抑、磷脂合成增加及脂肪酸氧化加速。碳水化合物代谢方面，三羧酸（TCA）循环关键中间产物（柠檬酸、异柠檬酸、延胡索酸、苹果酸）及NADH、果糖-1,6-二磷酸显著升高，提示线粒体氧化磷酸化增强、能量产生增加；谷胱甘肽、牛磺酸との尿酸等抗氧化物质水平升高，建立多层次抗氧化系统。这些变化共同形成能量供应充足、肠道环境健康的良好协调状态，为动物健康发育奠定基础。

研究局限性包括：仅设置0%、50%、100%三个替代水平，缺乏25%和75%等中间梯度，无法精确定位最优替代比例；试验动物仅为6月龄萨福克公羊，未涉及不同品种、性别或生长阶段，结论普适性受限；未检测EG100组屠宰性能和空肠内容物代谢组，降低了研究完整性；仅进行非靶向代谢组学分析，未同步分析肠道微生物菌群结构，微生物与代谢物的相互作用及宿主表型调控机制尚未充分揭示。

研究结论翻译：饲喂棉花秸秆与葡萄渣混合青贮饲料可显著改善萨福克公羊的生长性能、血清免疫和抗氧化能力，最优替代比例为50%。小肠代谢组学分析表明，以50%棉秆与葡萄渣混合青贮替代全株玉米青贮可显著改善萨福克公羊的氮沉积，并调控小肠及全身代谢通路，包括ABC转运蛋白、嘌呤代谢和氨基酸生物合成。这些结果均证实了棉秆与葡萄渣混合青贮在萨福克羊生产中的巨大应用潜力。本试验结果为缓解新疆粗饲料短缺提供了可靠方案，并为棉秆、葡萄渣等农业副产物的高值化利用提供了科学依据和实践参考。