牛肉的脂肪含量低、蛋白质含量高、富含人体多种必需氨基酸，深受消费者喜爱[1]。随着经济水平的提高，人们对牛肉消费水平持续提高[2-3]。因此培育育成母牛对我国肉牛的发展具有重要意义。育成牛是成年牛的基础，其生长发育受饲料中能量水平和蛋白质水平的影响[4]。能量是反刍动物生长发育的第一限制性因素，能量水平低会导致育成牛发育不良，反之则会导致机体过于肥胖，不易投产[5-6]。蛋白质主要由日粮提供，在动物体内几乎参与所有物质代谢，差别化的蛋白质供给会为动物带来不同经济效益[7]。反刍动物的后肠道可以将营养物质发酵为短链脂肪酸，经过肠壁和血液的运输对机体内的物质代谢等起一定作用[8]。研究发现，能量水平对育成牛体内营养物质代谢具有显著影响[9]。还有研究发现，育成母牛的生长发育与日粮中能量和蛋白质水平呈正相关[10]。本试验研究不同能量和蛋白质水平对内蒙古地区的肉用育成母牛的生长性能、血清生化指标及肠道菌群的影响，为内蒙古地区的肉用育成母牛实际生产提供参考。1材料与方法1.1试验设计选择24头体况相近、平均体重为275.54 kg、健康无病的10月龄西门塔尔母牛，随机分为3组，每组8个重复，每个重复1头牛。参照NRC（2001）标准结合试验牛场实际情况设置不同营养水平日粮。对照组（CON组）日粮的代谢能为9.96 MJ/kg，粗蛋白为11.7%；高能量组（ENE组）日粮的代谢能10.93 MJ/kg，粗蛋白为11.7%；高蛋白质组（PRO组）日粮的代谢能9.96 MJ/kg，粗蛋白为12.9%。试验日粮组成及营养水平见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.20.001.T001表1试验日粮组成及营养水平（干物质基础）项目ENE组CON组PRO组原料组成/%玉米青贮38.5038.5038.50干草11.5011.5011.50玉米22.1512.9212.92豆粕12.5912.5925.68麸皮13.7622.999.90预混料1.001.001.00食盐0.500.500.50合计100.00100.00100.00营养水平代谢能/(MJ/kg)10.939.969.96粗蛋白/%11.7011.7012.90粗灰分/%12.8313.1712.96酸性洗涤纤维/%29.6128.5525.18中性洗涤纤维/%41.0938.5135.59注：1.预混料为每千克日粮提供：VA 64 000 IU、VD3 19 150 IU、VE 80.00 IU、Cu 11.36 mg、Fe 45.00 mg、Mn 24.2 mg、Zn 33.00 mg、Se 0.28 mg、Co 0.10 mg、I 0.33 mg。2.营养水平中代谢能为计算值，其余均为实测值。1.2饲养管理试验牛舍饲，定期驱虫、保持舍内环境卫生。预试期15 d，正式试验期60 d。试验牛每天6：00和17：00饲喂1次，日粮以TMR形式投喂。整个试验期所有试验牛自由采食、饮水，各组饲养管理条件相同。1.3测定指标及方法1.3.1生长性能试验开始和结束称量各组母牛的体重，每周连续3 d记录投料量和剩料量，计算平均日增重（ADG）、干物质采食量（DMI）和料重比（F/G）。ADG=(末重-初重)/(试验天数×试验牛数)(1)DMI=(投料量-剩料量)×日粮干物质/试验牛数(2)F/G=消耗饲料总量/总增重(3)1.3.2体尺参数参照昝林森《牛生产学》[11]，使用测杖测量每头牛体高、体斜长、胸围、管围、十字部高、腰角宽等体尺指标。1.3.3血清生化指标试验第60 d晨饲前，空腹对各组试验牛颈静脉采血10 mL，3 000 r/min离心15 min，使用移液枪取上清液分装于2 mL的离心管中，-80 ℃保存，用于测定各项血清生化指标。使用宝信生物科技有限公司生产的酶联免疫吸附测定试剂盒分别测定葡萄糖（GLU）、总蛋白（TP）、白蛋白（ALB）、尿素氮（BUN）、甘油三酯（TG）、总胆固醇（TC）、谷草转氨酶（AST）、谷丙转氨酶（ALT）、胰岛素（INS），按照试剂盒说明书规范操作。1.3.4肠道菌群在试验第1、30、60 d晨饲前，使用无菌长臂手套采集每组每头牛的直肠内容物，置于5 mL冻存管，于-80 ℃冰箱保存，基于16S rDNA测定肠道菌群。由上海美吉生物医药科技有限公司进行测定。1.4数据统计与分析试验数据采用Excel 2019处理，采用SPSS 24软件对试验数据进行单因素方差分析，LSD法进行多重比较。结果以“平均值±标准差”表示，P0.05表示差异显著。2结果与分析2.1不同营养水平日粮对育成母牛生长性能的影响（见表2）由表2可知，PRO组育成母牛的干物质采食量、平均日增重最高，ENE组次之，CON组最小；ENE组和PRO组母牛的料重比显著低于CON组（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.20.001.T002表2不同营养水平日粮对育成母牛生长性能的影响项目初重/(kg/头)末重/(kg/头)干物质采食量/[kg/(头·d)]平均日增重/[kg/(头·d)]料重比P值1.000.760.440.270.01CON组278.75±20.62304.76±35.586.38±1.060.43±0.2914.84±2.31aENE组278.88±39.16314.25±39.316.86±0.880.59±0.2811.64±1.04bPRO组278.00±17.75316.75±30.347.01±0.800.65±0.2510.78±0.66b2.2不同营养水平日粮对育成母牛体尺指标的影响（见表3）由表3可知，各组试验牛的体高、体斜长均差异不显著（P0.05）。PRO组育成母牛的胸围显著高于ENE组（P0.05），PRO组和CON组试验牛的十字部高显著高于ENE组（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.20.001.T003表3不同营养水平日粮对育成母牛体尺指标的影响项目体高体斜长胸围十字部高P值0.170.130.100.02CON组110.75±4.2097.50±3.63166.00±9.13ab123.13±4.26aENE组110.60±2.7492.50±6.07161.63±7.11b118.38±4.06bPRO组113.29±1.7097.13±5.77170.63±7.27a124.31±3.33a注：同列数据肩标不同字母表示差异显著（P0.05），相同字母或者无字母表示差异不显著（P0.05）；下表同cm2.3不同营养水平日粮对育成母牛血清生化指标的影响（见表4）由表4可知，PRO组和ENE组育成母牛血清BUN含量显著低于CON组（P0.05），PRO组育成母牛血清TC含量和血清ALT活性显著低于CON组（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.20.001.T004表4不同营养水平日粮对育成母牛血清生化指标的影响项目GLU/(mmol/L)TP/(g/L)ALB/(g/L)BUN/(mmol/L)TG/(mmol/L)TC/(mmol/L)AST/(U/L)ALT/(U/L)INS/(mLu/mL)P值0.350.320.600.030.820.040.150.050.53CON组5.27±0.61114.15±17.5756.03±4.9629.58±4.01a6.29±0.537.93±1.05a234.27±21.48131.05±13.94a29.37±4.16ENE组4.94±0.19108.64±12.0259.31±9.6825.39±3.91b6.20±0.747.46±0.47ab214.30±14.27124.53±9.22ab27.77±2.21PRO组5.06±0.43103.54±10.2558.08±2.9225.13±2.17b6.39±0.476.85±0.80b209.78±11.13113.06±15.56b29.35±3.042.4不同营养水平日粮对育成母牛肠道菌群的影响（见图1~图5）根据物种注释结果，选取每个样本在门、属水平上的丰度在0.5%以上的群落，生成物种相对丰度柱形累加图，以便直观查看各样本在不同分类水平上，相对丰度较高的物种及其比例。由图1可知，拟杆菌门（Bacteroidetes）和厚壁菌门（Firmicutes）在3组育成母牛的肠道中的相对丰度均最大，是肠道中的优势菌群。PRO组、ENE组、CON组母牛肠道厚壁菌门的相对丰度分别为63.42%、64.41%、61.19%，拟杆菌门的相对丰度分别为34.37%、32.72%、35.94%。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.20.001.F001图1育成母牛肠道菌群门水平的相对丰度由图2可知，在门水平中，CON组的弯曲杆菌（Campilobaterota）显著高于ENE组（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.20.001.F002图2ENE组和CON组肠道菌群门水平的组成差异由图3可知，育成母牛肠道微生物丰度排名前三的菌群为瘤球菌科UCG-005（UCG-005）、理研菌科_RC9肠道群（Rikenellaceae_RC9_gut_group）和未知属f型_UCG_010（Norank_f_UCG-010），PRO组、ENE组、CON组的瘤球菌科UCG-005相对丰度15.89%、14.21%、14.17%，理研菌科_RC9肠道群的相对丰度11.47%、11.14%、11.85%，未知属f型_UCG_010的相对丰度10.44%、6.80%、10.09%。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.20.001.F003图3育成母牛肠道菌群属水平的相对丰度由图4可知，在属水平中，ENE组母牛肠道的未知菌属_f_UCG-010、dgA-11_gut_group、普雷沃氏菌属（Prevotella）、Norank_f_Erysipelatoclostridiaceae显著低于CON组（P0.05）。图4ENE组和CON组母牛肠道菌群属水平的组成差异10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.20.001.F4a1（a）属水平菌群丰度 （b）差异性ENE组母牛肠道中NK4A214_group、Unclassified_f_Prevotellaceae、布劳特菌属（Blautia）、颤杆菌克属（Oscillibacter）、Frisingicoccus、Negativibacillus、Anaerovorax、Colodextribacter、Paludicola、Unclassified_f_Bifidobacteriaceae、Clostridium_sensu_stricto_6显著高于CON组（P0.05）。由图5可知，PRO组母牛肠道的Unclassified_o_Coriobacteriales、Norank_f_Clostridium_methylpentosum_group显著低于CON组（P0.05），而PRO组母牛肠道的Unclassified_f_Ruminococcaceae、毛螺菌鼠_UCG-010（Lachnospiraceae_UCG-010）、分枝杆菌属（Negativibacillus）、大肠埃希菌属（Colidextribacter）、琥珀酸弧菌属（Succinivibrio）、弯曲菌属（Campylobacter）显著高于CON组（P0.05）。图5PRO组和CON组母牛肠道菌群属水平的组成差异10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.20.001.F5a1（a）菌群丰度10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.20.001.F5a2（b）差异性3讨论3.1不同营养水平日粮对育成母牛生长性能的影响能量是反刍动物的生长第一个限制性因素，蛋白质是维持动物生命活动的基础物质，DMI、ADG和F/G可以反映肉牛对饲粮中营养物质对动物生长性能影响。王秉龙等[12]对10~12月龄的安格斯公牛的研究发现，随着日粮中能量蛋白质水平的升高，公牛ADG、DMI和F/G无显著影响。Estrada等[13]研究发现，随着饲料中营养水平的提高，试验羊的ADG呈线性增长，DMI显著提高。Owens等[14]的研究中也得出相同结论，改善代乳品中能量和蛋白质的含量可以有效提高断奶前小母牛的体增重。本研究结果表明，与提高能量水平相比，提高蛋白质对育成母牛的生长性能更具有促进作用，可能是因为在保障能量水平的条件下，育成期母牛的生长效率主要取决于日粮中蛋白质水平[15]。3.2不同营养水平日粮对育成母牛体尺指标的影响育成期的饲养目的是以适宜的饲养管理使机体尽早达到配种体况实现投产，可通过体尺指标判断是否达到配种要求的体况，日粮营养水平直接影响体尺指标[16]。梁永虎等[17]研究西门塔尔牛体重与体尺相关关系表明，体重与体斜长、胸围、腹围的相关性较高，其中体重与胸围的相关系数最高。Li等[18]研究发现，提高日粮中能量蛋白质水平，肉牛的胸围、体高、体斜长也随之升高。综合本试验结果，育成牛期间饲喂高蛋白质水平日粮有助于体躯的全面生长，加速发育。因此可以推断饲喂高蛋白质水平的日粮有利于育成母牛体况更快达到配种要求，可以提高饲养效率[19]。但是各组之间肉牛的胸围、体高、体斜长差异不显著，这可能是试验时长的局限性导致。3.3不同营养水平对育成母牛血清生化指标的影响血清生化指标可以反映机体内营养代谢和物质供给以及动物健康的情况。Wang等[20]分别以9.17、9.59、10.00、10.41、10.82 MJ/kg能量水平的日粮饲喂育肥湖羊，发现育肥湖羊GLU浓度随着日粮能量水平的升高呈先降低后升高的趋势，但没有显著差异。Andréia[21]等对放牧荷斯坦杂交育成牛的研究发现，日粮蛋白质水平由12%提高至24%时，血液中GLU浓度会降低，与本研究中结果类似。在本试验中，升高能量、蛋白质水平会降低GLU含量，可能是由于随着日粮中蛋白质水平的提高，也增加了饲料中的生糖氨基酸，从而节省了体内血糖的消耗水平。本试验3组肉牛的GLU浓度均在4.41~5.64 mmol/L正常范围内[22]，表明适当提高日粮营养水平不会对育成母牛的糖代谢造成负面影响。BUN可以反映瘤胃内氮代谢的情况，且常用来表示反刍动物蛋白质和氨基酸的代谢是否平衡[23]。TP可以反映机体氨基酸和蛋白质的吸收和代谢情况，而白蛋白可用于预测蛋白质是否得到满足[24]。本试验中，提高日粮10%的能量水平比提高10%的蛋白质水平更能满足育成母牛机体所需。Ribeiro等[25]对羔羊的研究中发现随能量水平升高，羔羊血清中BUN的浓度降低，与本研究结果类似。血清中ALT和AST升高，表示动物肝脏功能可能受到影响[26]。本研究结果显示，适当提高营养水平不会使育成母牛肝脏受损，进一步说明提高日粮中蛋白质水平对肝脏健康更好[27]。血液INS是调节糖、脂肪、蛋白质三大营养物质的关键激素，当血液中INS升高时，会加剧体内脂肪的沉积[28]。本研究中，提高日粮能量水平肉牛血清中GLU和INS含量显著降低，这可能是由于体内的能量代谢达到了一个新的平衡[29]。Moradi等[30]对妊娠母羊的研究中发现，适度提高日粮中能量和蛋白质水平，对母羊的INS敏感性会有所提高，额外的能量来源也会影响胰岛素抵抗指数。Danes[31]对围产期奶牛的研究中发现，无论在产前或是产后，奶牛血液INS浓度均以高蛋白质组低蛋白质组，与本研究有类似之处，表明高蛋白质水平对机体的脂代谢更具有平衡稳定作用[32]。因此，提高日粮蛋白质水平对育成母牛机体的糖、脂、蛋白质的营养代谢有更好的促进作用。3.4不同营养水平对育成母牛肠道菌群的影响反刍动物后肠道分布有大量微生物，其中某些可以参与机体营养物质的吸收与代谢，从而起到维持机体健康的作用。本研究中，门水平结果显示，3组优势菌群是拟杆菌门和厚壁菌门。拟杆菌门主要分解非纤维成分，厚壁菌门主要分解纤维成分，厚壁菌门可以产生丁酸盐，被肠道上皮吸收后主要用于能量来源，通过发酵，后肠道微生物可以生成短链脂肪酸，为机体提供能量来源。据报道，厚壁菌门和拟杆菌门的增加与体重的增加有关[33]，厚壁菌门和拟杆菌门的比例升高可以通过介导肠道微生物群使机体维持代谢平衡[34]，与本研究结果相符。属水平方面，3组瘤球菌UCG-005在中含量最高。据报道，水牛和黄牛中高丰度的瘤球菌科与纤维降解有关[35]。研究表明，肠道微生物群对血液中的胆固醇有调节作用[36]。有研究发现，毛螺菌科和瘤球菌UCG-005与胆固醇呈负相关[37]，与本研究结果相符。本研究显示，ENE组和PRO组母牛的碳水化合物发酵细菌即Blautia、Lachnospiraceae_UCG-010、显著高于CON组，这说明对于后肠道的复杂碳水化合物（纤维素、半纤维素、抗性淀粉和木聚糖）的利用能力更强[38-39]。这在前人的研究结果中也被证实，提高能量和蛋白质水平，饲料中的有机物、干物质、纤维、蛋白质的消化率也随之提高[40]。Blautia、Lachnospiraceae可以产生丁酸[41]。丁酸是结肠上皮细胞主要能量底物，可以改善上皮紧密连接且预防炎症[42]。Blautia还可以产生丙酸盐，结肠上皮细胞对丙酸的吸收可以为糖异生提供关键前体，间接增加了小肠对葡萄糖的吸收[43]。因此，适当提高日粮蛋白质水平可以使育成母牛对日粮中的营养物质消化吸收利用的效率提高，有利于机体代谢平衡[44]。4结论本研究发现，提高蛋白质水平对育成母牛的体增重、体尺、营养代谢以及肠道菌群的调控具有促进作用。母牛在育成期需要适当提高蛋白质水平，从而提高饲养效益。