文摘
世界上的人数迅速增长,与更多的人需要更多的食物。幸运的是,牛是一个伟大的资源来帮助提供更多的食物!这些动物可以产生更多的蛋白质比消费,将human-inedible草转化为高质量蛋白质供人食用。然而,我们仍然可以改善这种草转换成肉,牛更有效的在这个过程中,也被称为牛饲料效率更高。在这项研究中,我们确定了feed-efficient牛胃微生物和血液营养。使用电脑,我们能够表明,血液中的营养成分可以预测微生物生活在feed-efficient牛的胃。这项工作表明,微生物在牛的胃可能有助于提高饲料效率,可用于预测哪些牛饲料效率。
让草变为肉
你知道吗,反刍动物,如牛、羊、山羊和长颈鹿,四腔胃是特制的,帮助他们消化植物吗?的第一部分的四腔胃称为瘤胃,这就是大部分的反刍动物吃植物得到分解。牛的瘤胃可以容纳近50加仑的食物,以至于很多食物!反刍动物能够分解植物,人类不能吃,因为很小微生物生活在瘤胃。微生物具有特殊的蛋白质,称为酶,可以攻击和消化的植物的材料。人类没有这些微生物的酶一样,所以反刍动物可以用植物和其他食物,人类不能使用。
由于微生物的主要分解牛和其他反刍动物的食物吃,他们产生巨大的差异在牛如何可以使用不同的饲料增重。一些牛和微生物很擅长分解食物和使用能源和其他营养物质来自它,和一些不太好。牛,善于分解食物获得能量被称为饲料效率。Feed-inefficient牛不太善于从食物中提取能量。
比较不同类型的微生物和营养牛
我们的一些最近的研究使用的实验技术和计算机分析,试图找到一个快速,简单,和廉价的方式找出哪些牛饲料效率,以及瘤胃微生物可能会帮助他们更好地使用他们的食物。首先,我们从奶牛血液样本。然后我们收集在瘤胃微生物将喉咙管下牛的胃胃和泵的一些内容。在实验室里,然后打开微生物细胞的DNA从他们,这使我们能够确定哪些微生物存在。我们也测量数量的不同的奶牛血液中营养物质能够获得更多的重量,减少饲料和那些没有获得尽可能多的重量与相同数量的食物。在我们找出哪些微生物生活在肠道的牛和大量的营养物质在不同的动物的血,我们分析这些因素是如何不同feed-efficient牛和feed-inefficient奶牛。最后,我们使用电脑来计算微生物和营养之间的关系,这让我们看到瘤胃微生物可能帮助奶牛更擅长使用我们给他们的食物(图1)。
- 图1——想办法通过微生物识别feed-efficient牛。
- 当牛吃草,草饲料微生物,进而喂牛。研究人员可以研究瘤胃中的微生物和牛的血液中的营养物质是否feed-efficient牛比feed-inefficient牛有不同的微生物或营养。
我们发现了什么?
首先,我们看了微生物在feed-efficient和feed-inefficient牛1]。因为有数百个不同的微生物生活在瘤胃,我们想看看feed-efficient feed-inefficient奶牛瘤胃中不同种类的微生物生活。我们没有看到任何差异在不同种类的微生物的数量或任何相关的微生物是如何变化feed-efficient和feed-inefficient奶牛。然而,我们看到了不同数量的牛的两组之间特定的微生物。例如,细菌群Flavobacteriia feed-efficient牛大。我们还观察到三种不同的微生物似乎负责造成的变化能够使用营养素。
微生物产生影响!
但是,即使有不同的微生物,它们真的改变在营养的牛是什么?要回答这个问题,我们研究了奶牛的血液中所含的营养成分。首先,我们发现feed-efficient feed-inefficient牛有不同数量的某些营养物质(2]。这些营养物质之一,泛酸盐在feed-efficient更牛。泛酸盐是用来制造一种特殊的分子辅酶A (CoA)。辅酶对许多动物是非常重要的,因为它是参与将食物转化为能量,在锻炼肌肉3]。然而,动物没有工具泛酸盐变成辅酶a,但某些微生物。
知道了这一点,我们想知道如果有任何的瘤胃微生物泛酸盐会变成辅酶a。我们发现一群细菌,称为Flavobacteriia,更在feed-efficient牛瘤胃的数量。然后我们使用电脑可以执行非常复杂的数学来确定泛酸盐和Flavobacteriia之间的关系。我们发现的泛酸盐牛的血可以“预测”的Flavobacteriia瘤胃的生活。因此,血液中的泛酸酯量越低,越低的Flavobacteriia住在牛的瘤胃。随着血液中泛酸盐的含量更高,更发现Flavobacteriia瘤胃的生活。
这是真正重要的是有原因的。首先,泛酸盐和Flavobacteriia更丰富feed-efficient奶牛。这可能意味着泛酸盐和Flavobacteriia可以通过科学家和农民决定哪些牛会更好地使用他们的食物。选择和越来越牛,更善于使用他们的食物意味着奶牛生长更快,可以使用较少的食物,这是对环境更好(4]。我们的研究结果也意味着瘤胃中的微生物改变奶牛使用的营养食品和微生物产生的营养物质。有时两组之间的差异小,科学家发现生物实际上不影响生物体。但是我们的工作提供了更多的证据表明,瘤胃微生物的差异会影响奶牛的身体如何工作从食物中提取能量(5]。
我们将如何使用这些信息在未来?
我们希望能够以几种不同的方式使用这些信息。首先,我们希望最终开发一个测试,可以使用一点血来衡量高效奶牛使用的营养饲料。泛酸盐可能是其中的一个营养,可以用来测量饲料效率,但我们还想找别人。我们也希望找到更多的微生物变化或生产反刍动物的营养更好地使用他们的食物。如果我们知道哪些微生物的营养帮助反刍动物有效地利用他们的食物,我们可以养活更多的微生物对反刍动物帮助他们更有效地使用他们的食物。仍有很多工作要做在我们到达那个点,但工作非常重要,因为快乐,健康牛为人们更好的和更好的环境。
术语表
反刍动物:↑哺乳动物可以从植物中获得营养,在专门的胃消化的帮助下微生物。
微生物:↑微生物生活在我们周围。微生物包括细菌、真菌和原生动物。
DNA:↑物质,存在于几乎所有的生物,这是遗传信息的载体。
泛酸盐:↑通常被称为维生素B5,重要的是我们所吃的食物进入物质身体可以使用。
辅酶A (CoA):↑丰富的和必要的分子,参与了许多能源相关流程。
饲料效率:↑一个简单的测量来确定奶牛的能力把他们融入到牛奶,牛奶组件,或体重。
的利益冲突
作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
原始的文章
↑Clemmons, b。马蒂诺,C。,权力,j·B。坎帕尼亚大区,s R。Voy, b . H。、Donohoe d R。,等。2019。瘤胃细菌和serummetabolites预测在肉牛饲料效率的表型。科学。代表。9:19265。doi: 10.1038 / s41598 - 019 - 55978 - y
引用
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