一种提高阉牛生长性能的方法

1.本发明属于农业科技类畜牧科学领域，尤其涉及一种提高阉牛生长性能的方法。


背景技术：

2.目前，利用奶牛生产牛肉是肉牛产业的重要组成，据统计，全世界牛肉大约有60％来源于淘汰奶牛和奶公犊。美国30％的牛肉来自奶牛，约有73％是奶公犊育肥；荷兰牛肉总产量的90％以上来自奶公犊；英国80％来自奶公犊；在日本55％左右来自奶牛群，其中80％来自奶公犊。我国奶牛存栏1400万头，其中有60万头左右淘汰奶牛，350万头奶公犊，肉用开发潜力巨大。
3.公牛阉割是一种常规的管理做法，在肉牛产业中被广泛采用，它可以提高肌肉大理石花纹评分；促进肌内脂肪沉积，改善肉质；减少饲养阶段牛的攻击行为，有利于生产管理。阉牛比公牛有更理想的肉质，以满足人类对优质肉类的需求。然而，阉割降低了阉牛的体重和胴体重量，导致饲养成本增加。因此，找到阉牛体重下降的机制，为今后改善阉牛的生长发育提供理论依据，具有重要意义。
4.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：暂无阉牛体重下降的机制，无法为今后改善阉牛的生长发育提供理论依据。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种提高阉牛生长性能的方法。
6.本发明是这样实现的，一种提高阉牛生长性能的方法，包括以下步骤：
7.步骤一，试验；
8.步骤二，屠宰和样本采集；
9.步骤三，测定去势对公牛生长性能的影响；
10.步骤四，测定去势对公牛肌内脂肪的影响；
11.步骤五，测试盲肠内容物菌群变化；
12.步骤六，测试盲肠内容物代谢物的变化。
13.进一步，所述提高阉牛生长性能的方法的试验包括以下步骤：
14.步骤1，选取9头10月龄、平均体重为341
±
12.11kg的荷斯坦公牛为公牛组；选取27头10月龄、平均体重为352.91
±
18.47kg的荷斯坦阉牛，随机分为3组，分别为阉牛组、牛至精油组和抗菌肽组；
15.步骤2，牛至精油组在基础饲粮中添加牛至精油20g/头/天，抗菌肽组在基础饲粮中添加抗菌肽8g/头/天；预饲期30天，试验期270天；
16.步骤3，每30天称重一次，记录体重。
17.所述屠宰和样本采集包括：试验期结束后，每组随机屠宰6头牛；屠宰后，去除头、蹄和皮，立即剖开腹腔；从瘤胃和盲肠中收集瘤胃内容物和盲肠内容物，在液氮中快速冷冻，然后在-80℃保存，用于测定微生物和代谢物；取左半侧酮体背最长肌50g，用于测定肌
内脂肪含量；结果显示，与公牛组相比，阉牛组肌内脂肪含量显著增加；与阉牛组相比，添加牛至精油和抗菌肽显著提高了肌内脂肪含量。
18.所述去势对公牛生长性能的影响包括：与公牛组相比，阉牛组重末体重和平均日增重显著降低；与阉牛组相比，添加牛至精油和抗菌肽显著提高了重末体重和平均日增重。
19.所述去势对公牛肌内脂肪的影响研究包括：取5g背最长肌，测定肌内脂肪含量；结果显示，与公牛组相比，阉牛组肌内脂肪含量显著增加；与阉牛组相比，添加牛至精油和抗菌肽显著提高了肌内脂肪含量。
20.所述盲肠内容物菌群变化测试方法包括：将盲肠内容物进行测序，分析盲肠内容物菌群变化。
21.所述盲肠内容物代谢物的变化测试方法包括：分别称取瘤胃内容物和盲肠内容物，用于超高效液相色谱和串联质谱分析。
22.进一步，所述盲肠内容物菌群变化包括：添加牛至精油和抗菌肽饲喂阉牛，盲肠内容物中ruminococcaceae_bacterium和oscillibacter_sp.的相对丰度提高，同时阉牛生长性能有所改善。
23.进一步，所述盲肠内容物代谢物的变化测试方法包括：在饲粮中添加牛至精油和抗菌肽饲喂阉牛，可以提高盲肠内容物中α-酮戊二酸浓度，改善生长性能。
24.进一步，所述盲肠内容物代谢物的变化测试方法包括：检测瘤胃内容物中的代谢物，α-酮戊二酸在瘤胃中没有差异，结果表明，过瘤胃α-酮戊二酸可以提高阉牛的生长性能。
25.结合上述的技术方案和解决的技术问题，本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
26.第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本发明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：
27.阉割可以提高肌肉大理石花纹评分，促进肌内脂肪沉积，改善肉质；但同时抑制牛的生长，限制了高档雪花的产量。目前对阉割抑制牛生长的机制尚不清楚。本发明研究了阉割对肌内脂肪含量的影响，并利用宏基因组学和代谢组学技术，系统的研究了阉割对盲肠菌群和代谢物的影响，揭示了阉牛生长性能下降的潜在机制；并且通过研究牛至精油和抗菌肽对阉牛肌内脂肪含量、生长性能、盲肠菌群和代谢物的影响，验证了这一机制，并提高了肌内脂肪含量，为提高阉牛生长性能提供理论和实践依据。
28.本发明技术方案解决了在提高阉牛生长性能的同时，降低肌内脂肪含量的难题。本发明在提高阉牛生长性能的同时，提高了肌内脂肪含量，提高高档肉的产量。
29.第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：
30.之前关于阉牛的研究主要集中在肉品质和胴体性状；对生长性能的研究主要是研究添加剂提高阉牛生长性能的机制，不同的添加剂会通过不同的机制提高阉牛的生长性能，并且会影响肌内脂肪的含量，均未揭示阉牛生长性能下降的机制，不能为改善阉牛的生长提供准确的潜在机制。盲肠菌群对动物的生长尤为重要，而盲肠菌群对阉牛生长性能影响的研究未见报道。本发明在不利用添加剂的情况下，首次揭示了阉牛生长性能下降的潜
在机制。
31.为验证发现的机制，多数科学家会使用小鼠开展验证试验，由于小鼠是单胃动物，牛是反刍动物，小鼠的验证试验不能真实验证发现的机制。本发明的验证试验是使用同一批阉牛做的试验，能够真实验证在阉牛研究试验中发现的机制。通过研究牛至精油和抗菌肽对阉牛肌内脂肪含量、生长性能、盲肠菌群和代谢物的影响，验证了阉牛生长性能下降的机制，并提高肌内脂肪的含量，为今后改善阉牛的生长发育提供理论依据，具有重要意义。
32.第三，作为本发明的权利要求的创造性辅助证据，还体现在以下几个重要方面：
33.本发明的技术方案转化后的预期收益和商业价值为：本发明在提高阉牛生长性能的同时，提高肌内脂肪的含量，提高了高档肉的产量；提高经济效益。本发明提高农户、养殖户、食品加工厂等相关人员、产业的收益。本发明满足人们对高档肉的需求。
34.本发明的技术方案填补了国内外业内技术空白：本发明首次揭示了阉牛生长性能下降的机制。
35.(3)本发明的技术方案是否解决了人们一直渴望解决、但始终未能获得成功的技术难题：
36.本发明在提高阉牛生长性能的同时，提高肌内脂肪沉积。
附图说明
37.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1是本发明实施例提供的提高阉牛生长性能的方法系统结构框图。
具体实施方式
39.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
40.为了使本领域技术人员充分了解本发明如何具体实现，该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。
41.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种提高阉牛生长性能的方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
42.步骤一，试验；
43.步骤二，屠宰和样本采集；
44.步骤三，测定去势对公牛生长性能的影响；
45.步骤四，测定去势对公牛肌内脂肪的影响；
46.步骤五，测试盲肠内容物菌群变化；
47.步骤六，测试盲肠内容物代谢物的变化。
48.所述提高阉牛生长性能的方法的试验包括以下步骤：
49.步骤1，选取9头10月龄、平均体重为341
±
12.11kg的荷斯坦公牛为公牛组；选取27
头10月龄、平均体重为352.91
±
18.47kg的荷斯坦阉牛，随机分为3组，分别为阉牛组、牛至精油组和抗菌肽组；
50.步骤2，牛至精油组在基础饲粮中添加牛至精油20g/头/天，抗菌肽组在基础饲粮中添加抗菌肽8g/头/天；预饲期30天，试验期270天；
51.步骤3，每30天称重一次，记录体重。根据2016年nrc标准配制基础饲粮，每日08:00和16:00各饲喂一次，提供充足的饲料且自由饮水。
52.所述屠宰和样本采集包括：试验期结束后，每组随机屠宰6头牛；屠宰后，去除头、蹄和皮，立即剖开腹腔；从瘤胃和盲肠中收集瘤胃内容物和盲肠内容物，在液氮中快速冷冻，然后在-80℃保存，用于测定微生物和代谢物；取左半侧酮体背最长肌50g，用于测定肌内脂肪含量；结果显示，与公牛组相比，阉牛组肌内脂肪含量显著增加；与阉牛组相比，添加牛至精油和抗菌肽显著提高了肌内脂肪含量。
53.所述去势对公牛生长性能的影响包括：
54.与公牛组相比，阉牛组重末体重和平均日增重显著降低；
55.表1去势对公牛生长性能的影响
[0056][0057]
进一步，所述牛至精油和抗菌肽对阉牛生长性能的影响；
[0058]
与阉牛组相比，添加牛至精油和抗菌肽显著提高了重末体重和平均日增重。
[0059]
表2牛至精油和抗菌肽对阉牛生长性能的影响
[0060][0061]
所述去势对公牛肌内脂肪的影响研究包括：
[0062]
取5g背最长肌，使用soxtec
tm
—2043自动浸提仪测定肌内脂肪含量；
[0063]
如表4所示，与公牛组相比，阉牛组肌内脂肪含量显著增加；
[0064]
表4去势对公牛肌内脂肪的影响(％)
[0065][0066]
进一步，所述牛至精油和抗菌肽对阉牛肌内脂肪的影响；
[0067]
如表5所示，与阉牛组相比，添加牛至精油和抗菌肽显著提高了肌内脂肪含量。
[0068]
表5牛至精油和抗菌肽对阉牛肌内脂肪的影响(％)
[0069][0070]
所述盲肠内容物菌群变化测试方法包括：
[0071]
将盲肠内容物送至上海美吉生物医药科技有限公司利用illuminahiseq3000高通量平台进行测序，将测序的原始测序序列进行质控、拼接和过滤得到用于后续分析的有效序列数据，用于进一步分析盲肠内容物菌群变化；
[0072]
如表6所示，与公牛组相比，阉牛组ruminococcaceae_bacterium和oscillibacter_sp.的相对丰度显著降低。如表7所示，与阉牛组相比，添加牛至精油和抗菌肽显著增加了盲肠ruminococcaceae_bacterium和oscillibacter_sp.的相对丰度。
[0073]
表6去势对公牛盲肠菌群的影响(％)
[0074][0075]
表7牛至精油和抗菌肽对阉牛盲肠菌群的影响(％)
[0076][0077][0078]
ruminococcaceae_bacterium可降解植物中的纤维素和半纤维素成分，产生可被宿主吸收的短链脂肪酸，为牛的生长提供能量。oscillibacter_sp.在淀粉降解和复合糖发酵中发挥重要作用。相关分析表明，oscillibacter_sp.与丁酸和纤维素酶呈正相关，与α-淀粉酶呈负相关。这表明oscillibacter_sp.相对丰度的降低，可能导致α-淀粉酶升高，纤维素酶降低，丁酸浓度降低，进一步抑制了阉牛的生长。综上分析，去势后，阉牛盲肠内容物中ruminococcaceae_bacterium和oscillibacter_sp.的相对丰度降低可能导致生长性能降低。为验证这个结论，本发明在饲粮中添加牛至精油和抗菌肽饲喂阉牛，结果显示，盲肠内容物中ruminococcaceae_bacterium和oscillibacter_sp.的相对丰度提高，同时阉牛生长性能有所改善。
[0079]
所述盲肠内容物代谢物的变化测试方法包括：
[0080]
分别称取50mg的瘤胃内容物和50mg盲肠内容物，加入500ul预冷的70％的甲醇水(含1ug/ml的2-氯苯丙氨酸作为内标)，然后涡旋3min，16,260
×
g4℃离心10min，吸取上清液到进样瓶中，用于超高效液相色谱和串联质谱分析；
[0081]
试验以vip≥1，fc≥1.5或≤0.7为标准筛选出差异表达的代谢物。与公牛组相比，
阉牛组盲肠内容物中α-酮戊二酸浓度降低；与阉牛组相比，添加牛至精油和抗菌肽提高了盲肠内容物中α-酮戊二酸浓度，如表8所示；
[0082]
表8盲肠内容物中α-酮戊二酸
[0083][0084]
α-酮戊二酸是氨基酸代谢的重要中间体，具有调节能量和氨基酸代谢、促进肠道发育等多种生理功能。α-酮戊二酸也是脂肪酸和氨基酸氧化所必需的。在小麦秸秆体外瘤胃发酵过程中，乙酸、丙酸和丁酸的最终浓度随α-酮戊二酸浓度线性增加。在本研究中，α-酮戊二酸的缺乏可能导致盲肠中scfas浓度的降低，进而抑制阉牛生长。α-酮戊二酸浓度的降低，可能是阉牛生长性能下降的另一个原因。在饲粮中添加牛至精油和抗菌肽饲喂阉牛，可以提高盲肠内容物中α-酮戊二酸浓度，改善生长性能。
[0085]
进一步，为证明α-酮戊二酸是在盲肠中对阉牛的生长发挥作用，检测瘤胃内容物中的代谢物，结果表明，α-酮戊二酸在瘤胃中没有差异，如表9所示；上述结果表明，过瘤胃α-酮戊二酸可以提高阉牛的生长性能。
[0086]
表9瘤胃内容物中α-酮戊二酸
[0087][0088]
为了证明本发明的技术方案的创造性和技术价值，该部分是对权利要求技术方案进行具体产品上或相关技术上的应用的应用实施例。
[0089]
1.饲粮中添加牛至精油，可以增加盲肠中ruminococcaceae_bacterium和oscillibacter_sp.的相对丰度和α-酮戊二酸的水平，提高阉牛的生长性能和肌内脂肪含量。
[0090]
2.饲粮中添加抗菌肽，可以增加盲肠中ruminococcaceae_bacterium和oscillibacter_sp.的相对丰度和α-酮戊二酸的水平，提高阉牛的生长性能和肌内脂肪含量。
[0091]
本发明实施例在研发或者使用过程中取得了一些积极效果，和现有技术相比的确具备很大的优势，下面内容结合试验过程的数据、图表等进行描述。
[0092]
步骤一，验证试验；
[0093]
步骤二，屠宰和样本采集；
[0094]
步骤三，测定牛至精油和抗菌肽对阉牛生长性能的影响；
[0095]
步骤四，测定牛至精油和抗菌肽对阉牛肌内脂肪的影响；
[0096]
步骤五，测试盲肠内容物菌群变化；
[0097]
步骤六，测试瘤胃和盲肠内容物代谢物的变化。
[0098]
步骤1，选取27头10月龄、平均体重为352.91
±
18.47kg的荷斯坦阉牛，随机分为3
组，分别为阉牛组、牛至精油组和抗菌肽组；
[0099]
步骤2，牛至精油组在基础饲粮中添加牛至精油20g/头/天，抗菌肽组在基础饲粮中添加抗菌肽8g/头/天；预饲期30天，试验期270天；
[0100]
步骤3，每30天称重一次，记录体重。根据2016年nrc标准配制基础饲粮，每日08:00和16:00各饲喂一次，提供充足的饲料且自由饮水。
[0101]
所述屠宰和样本采集包括：试验期结束后，每组随机屠宰6头牛；屠宰后，去除头、蹄和皮，立即剖开腹腔；从瘤胃和盲肠中收集瘤胃内容物和盲肠内容物，在液氮中快速冷冻，然后在-80℃保存，用于测定微生物和代谢物；取左半侧酮体背最长肌50g，用于测定肌内脂肪含量；结果显示，与阉牛组相比，添加牛至精油和抗菌肽显著提高了盲肠ruminococcaceae_bacterium和oscillibacter_sp.的相对丰度；提高盲肠中α-酮戊二酸的浓度；提高肌内脂肪含量。
[0102]
所述牛至精油和抗菌肽对阉牛生长性能的影响；
[0103]
与阉牛组相比，添加牛至精油和抗菌肽显著提高了重末体重和平均日增重。
[0104]
表10牛至精油和抗菌肽对阉牛生长性能的影响
[0105][0106]
所述牛至精油和抗菌肽对阉牛肌内脂肪的影响；
[0107]
如表11所示，与阉牛组相比，添加牛至精油和抗菌肽显著提高了肌内脂肪含量。
[0108]
表11牛至精油和抗菌肽对阉牛肌内脂肪的影响(％)
[0109][0110]
所述盲肠内容物菌群变化测试方法包括：
[0111]
将盲肠内容物送至上海美吉生物医药科技有限公司利用illuminahiseq3000高通量平台进行测序，将测序的原始测序序列进行质控、拼接和过滤得到用于后续分析的有效序列数据，用于进一步分析盲肠内容物菌群变化；
[0112]
如表12所示，与阉牛组相比，添加牛至精油和抗菌肽显著增加了盲肠ruminococcaceae_bacterium和oscillibacter_sp.的相对丰度。
[0113]
表12牛至精油和抗菌肽对阉牛盲肠菌群的影响(％)
[0114]
[0115]
ruminococcaceae_bacterium可降解植物中的纤维素和半纤维素成分，产生可被宿主吸收的短链脂肪酸，为牛的生长提供能量。oscillibacter_sp.在淀粉降解和复合糖发酵中发挥重要作用。相关分析表明，oscillibacter_sp.与丁酸和纤维素酶呈正相关，与α-淀粉酶呈负相关。这表明oscillibacter_sp.相对丰度的降低，可能导致α-淀粉酶升高，纤维素酶降低，丁酸浓度降低，进一步抑制了阉牛的生长。综上分析，添加牛至精油和抗菌肽显著增加了盲肠ruminococcaceae_bacterium和oscillibacter_sp.的相对丰度，同时阉牛生长性能有所改善。验证了ruminococcaceae_bacterium和oscillibacter_sp.的相对丰度降低，抑制了阉牛的生长。
[0116]
所述盲肠内容物代谢物的变化测试方法包括：
[0117]
分别称取50mg的瘤胃内容物和50mg盲肠内容物，加入500ul预冷的70％的甲醇水(含1ug/ml的2-氯苯丙氨酸作为内标)，然后涡旋3min，16,260
×
g4℃离心10min，吸取上清液到进样瓶中，用于超高效液相色谱和串联质谱分析；
[0118]
试验以vip≥1，fc≥1.5或≤0.7为标准筛选出差异表达的代谢物。与阉牛组相比，添加牛至精油和抗菌肽提高了盲肠内容物中α-酮戊二酸浓度，如表13所示；
[0119]
表13盲肠内容物中α-酮戊二酸
[0120][0121]
α-酮戊二酸是氨基酸代谢的重要中间体，具有调节能量和氨基酸代谢、促进肠道发育等多种生理功能。α-酮戊二酸也是脂肪酸和氨基酸氧化所必需的。在小麦秸秆体外瘤胃发酵过程中，乙酸、丙酸和丁酸的最终浓度随α-酮戊二酸浓度线性增加。在本研究中，在饲粮中添加牛至精油和抗菌肽饲喂阉牛，可以提高盲肠内容物中α-酮戊二酸浓度，改善生长性能。验证了盲肠α-酮戊二酸浓度的降低，抑制了牛的生长
[0122]
进一步，为证明α-酮戊二酸是在盲肠中对阉牛的生长发挥作用，检测瘤胃内容物中的代谢物，结果表明，α-酮戊二酸在瘤胃中没有差异，如表14所示；上述结果表明，过瘤胃α-酮戊二酸可以提高阉牛的生长性能。
[0123]
表14瘤胃内容物中α-酮戊二酸
[0124][0125]
试验结果包括：
[0126]
1.饲粮中添加牛至精油，可以提高肌内脂肪含量，增加盲肠中ruminococcaceae_bacterium和oscillibacter_sp.的相对丰度和α-酮戊二酸的水平，提高阉牛的生长性能。
[0127]
2.饲粮中添加抗菌肽，可以提高肌内脂肪含量，增加盲肠中ruminococcaceae_bacterium和oscillibacter_sp.的相对丰度和α-酮戊二酸的水平，提高阉牛的生长性能。
[0128]
试验结论包括：
[0129]
1.盲肠中ruminococcaceae_bacterium和oscillibacter_sp.的相对丰度降低，是
抑制阉牛生长的微生物。
[0130]
2.盲肠中α-酮戊二酸的水平降低，是抑制阉牛生长的代谢物。
[0131]
3.饲粮中添加牛至精油，可以增加盲肠中ruminococcaceae_bacterium和oscillibacter_sp.的相对丰度和α-酮戊二酸的水平，提高阉牛的生长性能，促进肌内脂肪沉积。
[0132]
4.饲粮中添加抗菌肽，可以增加盲肠中ruminococcaceae_bacterium和oscillibacter_sp.的相对丰度和α-酮戊二酸的水平，提高阉牛的生长性能，促进肌内脂肪沉积。
[0133]
综上所述，在饲粮中添加ruminococcaceae_bacterium和oscillibacter_sp.可以提高阉牛的生长性能，促进肌内脂肪沉积；过瘤胃α-酮戊二酸可以提高阉牛的生长性能，促进肌内脂肪沉积。
[0134]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。