專討摘要

    瘤胃中的微生物形成一複雜穩定的菌相，3-NOP（3-nitroxypropanol）可以減少瘤胃發酵過程中甲烷形成的催化作用，抑制產甲烷古菌以減少甲烷排放，然而成年動物在停止3-NOP攝入後會在短期內逐漸恢復到干預前的狀態。犢牛在出生後就開始獲得腸道和瘤胃微生物群，3-NOP的添加可調節乳牛胃腸道微生物的建立，並影響後期的甲烷生成和瘤胃微生物結構。本專討中整合兩篇研究，首先探討犢牛早期攝入3-NOP對於瘤胃菌相的建立情形與停止干預後的持續影響，結果顯示從出生到第14週齡以口胃管餵食（Oral gavage）補充3毫克 3-NOP/kg BW，並採集瘤胃液和糞便進行針對細菌 16S rRNA 基因 V3–V5 區域、古菌 16S rRNA 基因、真菌 ITS2 和原生動物 18S rRNA 基因的DNA定序，證實3-NOP的攝入可使犢牛的甲烷排放顯著降低，瘤胃細菌群落結構與對照組有明顯差異，同時具有不同的微生物交互作用，而甲烷排放的降低與菌相差異在14週齡停止3-NOP補充後仍可持續到離乳後一年。另一篇研究模擬自願攝入3-NOP化合物的放牧條件，並且同時探討母牛微生物菌相對於其子代的影響，分為母牛對照組（H-）：未餵飼3-NOP、母牛處理組（H+）：母牛每天每頭飼餵2.5克3-NOP、犢牛對照組（C-）: 未餵飼3-NOP、犢牛處理組（C+）：3-6毫克 3-NOP/kg BW，共分四組：H+/C+、H+/C-、H-/C + 和 H-/C-，結果顯示瘤胃產甲烷菌族群豐富度降低，細菌群落Succiniclasticum spp.、Candidatus Saccharimonas、Fibrobacter、Prevotellace和Succinivibrioaceae；原蟲則為 Entodinium 增加，早期的3-NOP攝入對離乳後 28 週內幼畜瘤胃微生物結構有持續性影響，而離乳前的微生物組約佔一歲動物的65%，3-NOP攝入造成犢牛處理組的瘤胃菌相更接近低甲烷排放的成年牛隻，這種菌相改變可延續到犢牛停止3-NOP攝入後6個月以上；而在H+/C-組犢牛菌相中發現了經3-NOP處理的母牛特有的微生物群，但未構成統計上的甲烷排放與菌相的顯著表型差異。由研究結果可知，3-6 mg/kg BW 3-NOP的攝入會造成犢牛甲烷排放顯著下降，瘤胃菌相也與對照組具顯著差異，並有持續性效果，以微生物層面為後續利用3-NOP作為抗甲烷添加劑的機制、驗證添加物安全性提供理論基礎。