残余进料摄入量差异对育肥韩牛公牛粪便微生物群落的影响

为什么肉牛的肠道与你的餐盘息息相关

饲养肉牛是生产到达餐桌的牛排和烤肉中最大的成本之一。如果养殖者能够培育出在摄入更少饲料情况下仍能良好生长的动物，就能以更高的效率、更小的环境足迹生产肉类。本研究关注了一个意想不到的地方——韩牛公牛的粪便——以探究生活在其中的微生物群是否与动物将饲料转化为体重的效率有关。

两类不同食量的牛，生长相当

研究人员在育肥期跟踪了63头韩牛公牛，这是屠宰前牛只体重增长最快的阶段。所有动物在相同条件下饲养并喂以相同的混合日粮。团队关注一种称为残余进料摄入量（residual feed intake, RFI）的指标，该指标比较动物实际摄入量与基于体型和生长预期所需摄入量之间的差异。那些实际需要比预计少饲料的牛被标为“高效”，而吃得比预期多的被标为“低效”。从全部群体中挑选出代表RFI两端的11头动物进行详细研究。

体重增加相同，饲料使用不同

尽管食量不同，两组在试验结束时的体重和日增重相似。关键差别在于它们为达到相同生长所需的进食量。低效牛为实现相同增长每天消耗的干饲料明显多于高效牛。这证实了该饲料使用指标确实将动物按效率区分开来，而不是按生长速度。由于饲料占生产成本的很大一部分，这类差异在整个牛群中会迅速累积，也可能影响每单位牛肉所产生的温室气体甲烷量。

表面上相似的微生物群落

为测试肠道后段的微生物是否与这些效率差异相关，科学家们在78天试验结束时采集了选定牛只的粪便样本并对细菌DNA进行测序。总体而言，两组的细菌构成大致相似。相同的主要科支占优，关于物种丰富度和均匀度的指标差异不大。当研究者将群落作为整体进行比较时，也未发现高效与低效动物之间有清晰的分裂。这表明，影响牛只饲料利用效率的可能是某些特定微生物群的小幅变化，而非整个群落的剧烈改变。

区分高效与低效牛的关键肠道菌群

当团队聚焦于特定细菌类群时，出现了明显差异。高效牛携带更多一种称为Akkermansia的细菌，隶属于较少为人所知的细菌分支。这类微生物生活在肠道黏液层中，在其他动物中已知可将黏液层分解为肠细胞可利用的短链分子。通过帮助更新黏液层并提供额外能量，它们可能有助于维持更健康的肠壁并提升营养吸收。相比之下，低效牛的粪便中含有更多两类细菌——Acetitomaculum和Kandleria，它们专门发酵未被前端消化吸收的残余糖类和饲料碎屑，在大肠内产生酸和其他代谢产物。

后肠的能量浪费迹象

科学家们还利用DNA数据预测这些微生物可能从事的代谢功能。低效牛的粪便微生物似乎更擅长分解碳水化合物和合成氨基酸，并显示出与气体生成（包括甲烷）相关通路的较高潜力。这一模式符合这样一种观点：更多未消化的饲料到达低效动物的后肠，在那里微生物利用这些过剩物料进行发酵，但并非所有产生的能量都被宿主吸收；部分以粪便或气体形式损失。相比之下，高效牛更早在消化过程中或通过有利于宿主的方式回收了更多饲料能量。

这对牛肉生产意味着什么

简而言之，该研究表明，韩牛公牛将饲料转化为牛肉的效率与其下肠中哪些微生物占优势及这些微生物的功能有关。高效牛似乎拥有更多与健康、营养良好肠黏膜相关的细菌，而低效牛则寄居更多以残余饲料为食并将宝贵能量排出的微生物。尽管这项工作属于探索性且基于有限数量的动物，但它指出了未来可能使用粪便样本作为一种简单、非侵入性手段来识别良好饲料效率微生物特征的方向。随着时间推移，这类见解可帮助育种者、营养师和农户优化饲喂与管理，使牛只在较少饲料下实现相同生长，从而惠及经济效益与环境保护。

引用: Park, C., Kim, MS., Yu, Z. et al. Effect of divergent residual feed intake on the fecal microbiota in fattening Hanwoo steers. Sci Rep 16, 8075 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39485-5

关键词: 韩牛, 饲料利用效率, 肠道微生物群, 牛肉生产, 甲烷排放