B族维生素在反刍动物营养中的研究进展

李 宁 李梦雅 彭全辉

(四川农业大学动物营养研究所，牛低碳养殖与安全生产四川省高校重点实验室，成都 611130)

B族维生素是一类水溶性维生素的总称，包括维生素B1(硫胺素)、维生素B2(核黄素)、维生素B3(烟酸)、维生素B5(泛酸)、维生素B6(吡哆素)、维生素B7(生物素)、维生素B9(叶酸)、维生素B12(钴胺素)等，通常以辅酶或辅助因子的形式参与机体能量代谢，对机体健康起到积极作用。早在1915年，Theiler等[1]就观察到奶牛可以在很长一段时间采食B族维生素含量很低的饲粮而不表现出缺乏症，并非常有预见性地提出奶牛对B族维生素的需求低可能是由于瘤胃微生物的合成作用。后来Zinn等[2]研究表明，奶牛小肠中B族维生素的通过量超过饲粮中的供给量，进一步表明瘤胃微生物可以合成B族维生素，因此认为没有必要在饲粮中额外补充B族维生素。由于这些早期研究和认识，B族维生素的重要性在很长一段时间内在很大程度上被忽略了。但随着集约化养殖的快速发展和人们对动物生产性能、畜产品品质的要求越来越高，动物的生活环境中应激因子越来越多，反刍动物生长、生产所需的营养也应随之增加。而B族维生素作为参与碳水化合物、脂类、蛋白质以及核酸等代谢的辅助因子，其需求量随着机体代谢活动的增强而增加，反刍动物自身合成的B族维生素的量已不能完全满足高产动物的代谢需求。

目前，诸多研究表明饲粮中添加单一或混合B族维生素对改善反刍动物健康、提高生产性能具有积极作用。Wang等[3]用高精料饲粮诱导奶牛瘤胃酸中毒后添加180 mg/kg的硫胺素可以降低乳酸产生菌的相对丰度，提高瘤胃pH，缓解瘤胃酸中毒。Du等[4]在妊娠奶牛饲粮中添加118 mg/d的叶酸，产奶量增加了1.88 kg/d，乳脂和乳蛋白产量分别增加了0.07、0.10 kg/d。Hausmann等[5]研究指出，在围产期奶牛饲粮中添加40 mg/d生物素，乳脂产量提高了0.21 kg/d，产后酮病的发病率降低了22%。此外，B族维生素对反刍动物的免疫功能和繁殖性能也有积极影响。饲粮中添加烟酸可以降低热应激牦牛的炎症反应，降低血清白细胞数、白细胞介素-1β和肿瘤坏死因子-α含量[6]。Juchem等[7]研究发现，给荷斯坦奶牛饲喂添加包被复合B族维生素[由生物素、叶酸、泛酸、吡哆醇和钴胺素组成，4 g/(头·d)，饲喂200 d]的饲粮使得第1次人工授精的受精率比对照组提高了4.8%。了解瘤胃B族维生素合成的影响因素是调控瘤胃B族维生素合成，确保动物机体各项功能正常发挥的前提。因此，本文拟对B族维生素的营养生理作用、饲料来源、瘤胃合成及其影响因素进行综述，旨在为B族维生素在反刍动物生产中的应用提供参考。

1 B族维生素的营养生理作用

1.1 B族维生素改善机体健康

硫胺素以丙酮酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶辅酶的形式参与糖代谢，大量研究表明，硫胺素在缓解奶牛瘤胃亚急性酸中毒(SARA)、改善瘤胃健康中发挥重要作用。在高谷物饲粮中添加硫胺素(180 mg/kg)增加了奶牛瘤胃微生物中拟杆菌属、瘤胃球菌属、琥珀酸弧菌属等纤维素分解菌的相对丰度[8]。Pan等[9]研究表明，与对照组奶牛相比，在高精料饲粮中添加硫胺素(180 mg/kg DM)可使瘤胃pH升高，脂多糖(LPS)含量减少，降低炎症反应，表现为血浆白细胞介素-6含量降低，LPS结合蛋白含量减少，乳脂、乳蛋白含量增加。这主要是由于硫胺素能抑制LPS诱导的Toll样受体4(TLR4)下游信号通路核因子-κB(NF-κB)的激活，从而减少炎症因子的释放，硫胺素的抗炎作用在小鼠中也得到验证[10]。此外，瘤胃上皮细胞采用跨膜吸收，由闭锁蛋白(oclaudin)、紧密连接蛋白-1(ZO-1)和紧密连接蛋白-2(ZO-2)以及紧密连接相关蛋白(如闭塞小带)组成这一通道[11]。瘤胃酸中毒后，革兰阴性菌在过酸环境中裂解释放LPS等有毒代谢物，破坏瘤胃上皮的紧密连接。有研究表明，硫胺素缺乏时血脑屏障受损，出现occludin、ZO-1和ZO-2蛋白表达缺失，甚至出现免疫球蛋白外渗[12]。综上可知，硫胺素主要通过增加瘤胃纤维分解菌丰度，提高瘤胃上皮紧密连接蛋白表达，减少炎症因子分泌来缓解瘤胃酸中毒。

蹄病是影响奶牛健康的主要疾病之一，生物素是糖异生、脂肪和蛋白质合成所需酶的辅助因子，已有研究发现，1和100 μmol生物素均能够诱导表皮细胞的角蛋白特异性增加，但层状上皮中细胞角蛋白表达不受影响，这些结果表明生物素可直接刺激表皮细胞的分化以及角蛋白和细胞内黏合物质的合成，以提高牛蹄的硬度[13]。有研究表明，在蹄部损伤的绵羊饲粮中持续添加3.26 mg/d的生物素，7个月后蹄部损伤有一定程度的愈合，但在12月后试验结束时，损伤仍然存在，而饲粮中添加5.25 mg/d生物素的绵羊蹄部损伤在7个月内愈合明显，且运动能力得到显著改善[14]。Collis等[15]研究表明，奶牛饲粮添加20 mg/d的生物素能减少白线病，从而减少跛行。此外，还有研究表明，饲粮中添加生物素的奶牛蹄壳硬度增加，修蹄时出血情况减少了26%[16]。乳房炎、产乳热、皱胃移位、酮病、胎衣不下、子宫炎是常见的危害奶牛健康的疾病。Wrinkle等[17]在遭受热应激奶牛饲粮中添加19 g/d烟酸后，乳中体细胞数显著低于对照组。Sacadura等[18]研究表明，饲粮中添加3 g/d复合B族维生素(由生物素、叶酸、泛酸、吡哆醇组成)有利于降低乳房炎的发生率，降低泌乳早期荷斯坦奶牛乳中体细胞数，而目前关于B族维生素减少乳中体细胞的作用机制尚不清楚，还需进一步研究。Morey等[19]的研究结果表明，饲粮中添加烟酸(24 g/d)对奶牛酮病、子宫炎、皱胃移位等疾病的发生率无显著影响；Morrison等[20]的研究结果也表明，饲粮中添加复合B族维生素[由胆碱、核黄素、叶酸、钴胺素组成，100 g/(头·d)]对产乳热、乳房炎、皱胃移位、胎衣不下等疾病的发生率无显著改善。通过上述研究可以看出B族维生素对缓解SARA、减少蹄病作用明显，但在预防奶牛常见繁殖疾病中具有局限性。

1.2 B族维生素提高生产性能并改善产品品质

5,6-二甲基苯丙咪唑(5,6-DMB)是合成钴胺素的前体物质，添加1.5 g/(头·d) 5,6-DMB可使血液中钴胺素含量升高，奶牛的产奶量以及乳蛋白和乳糖产量均高于对照组[21]。在断奶春羔饲粮中联合添加钴胺素和钴，在157 d的试验期内平均日增重比单独添加钴增加了10 g/d[22]。此外，饲粮中添加16和32 mg/kg DM叶酸时，断奶前羔羊的平均日增重随叶酸的添加量呈二次曲线变化[23]。La等[24]在饲粮中加入3.6 mg叶酸，奶公犊平均日增重增加了0.11 kg/d。在奶牛饲粮中添加5.2 mg/kg叶酸，乳蛋白和乳脂产量分别提高了1.70和0.17 kg/d[25]。Yang等[26]研究表明，饲粮中添加100 mg/kg烟酸饲喂120 d后提高了阉牛背最长肌面积和大理石花纹得分。此外，Christodoulou等[27]在母羊饲粮中分别添加3和5 mg/(头·d)的生物素，乳脂、乳蛋白、乳糖含量随着生物素添加量的增加呈线性增加。Majee等[28]研究指出，在经产奶牛饲粮中添加20 mg/d的生物素，干物质采食量比对照组增加了0.7 kg/d，产奶量以及乳蛋白、乳脂产量分别提高了1.70、0.02、0.06 kg/d；在饲粮中添加复合B族维生素(硫胺素150 mg/d、核黄素150 mg/d、吡哆素120 mg/d、钴胺素0.5 mg/d、烟酸3 000 mg/d、泛酸475 mg/d、叶酸100 mg/d、生物素20 mg/d)，产奶量以及乳蛋白和乳脂产量分别提高了1.10、0.02、0.04 kg/d。在泌乳早期和中期的荷斯坦饲粮中添加复合B族维生素[由生物素、叶酸、泛酸、吡哆醇组成，3 g/(头·d)]均提高了乳脂产量，但泌乳早期奶牛产奶量提高了0.9 kg/d，且乳蛋白、乳能量产量均显著高于对照组，而泌乳中期奶牛产奶量和其他乳成分与对照组相比并无显著差异[18]，说明泌乳早期奶牛比泌乳中期奶牛对B族维生素更为敏感。因此，B族维生素在不同物种的不同阶段的应用应区别对待。与其他B族维生素不同，烟酸能抑制乳脂合成。Wang等[29]研究表明，烟酸通过与G蛋白偶联受体109A(GPR109A)结合激活腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)进而促进已酰辅酶A羧化酶(ACC)分泌，从而降低脂肪酸合成，还可以通过抑制AMPK抑制雷帕霉素靶蛋白/核糖体蛋白S6激酶(mTOR/S6K)信号通路抑制脂肪酸合成。Pires等[30]研究表明，在72 h的限饲期内给奶牛持续灌注烟酸[3 mg/(h·kg BW)，每天中断灌注2次]，血浆中脂肪酸含量降低，乳脂产量也持续降低，第1、2、3天相较于对照组分别下降了0.19、0.23和0.27 kg/d。综合以上结果可以看出，除烟酸外，钴胺素、叶酸和生物素都有助于提高乳品质，但目前还没有关于这3种B族维生素提高乳品质的相关机制的报道。

1.3 B族维生素提高繁殖性能

前人研究发现高产奶牛产后早期卵巢活动和能量状态密切相关，长时间的能量不足会抑制卵泡的发育、黄体的功能以及生殖道的分泌活动[31]。B族维生素作为辅酶参与机体能量代谢，补充B族维生素对能量供应不足的奶牛产后排卵和建立妊娠具有重要意义。Morrison等[20]研究显示，在围产期奶牛饲粮中添加复合B族维生素[由胆碱、核黄素、叶酸、钴胺素组成，100 g/(头·d)]后不排卵的发生概率降低了12个百分点。然而，B族维生素改善繁殖性能的细胞或分子机制尚不清楚。高同型半胱氨酸血症对妊娠建立产生不利影响并与钴胺素缺乏密切相关，有研究通过减少苏格兰黑脸羊钴的供应来降低钴胺素的合成，结果表明，在缺乏钴胺素的动物中，卵泡刺激素受体(FSHR)的表达量与卵泡数量呈正相关，钴胺素对卵泡发育的影响可能是通过卵泡刺激素信号蛋白增强而产生的[32]。Kaur等[33]研究发现，添加B族维生素(胆碱、核黄素、叶酸和钴胺素)显著提高了催产素受体、黏蛋白5B、黏蛋白1、白细胞介素-1β和叶酸受体-1等基因的表达，引起子宫内环境改变，为促进胚胎定植奠定基础。另有研究表明，每天联合使用320 mg叶酸和10 mg钴胺素，奶牛难产发生率下降了6.3%[34]。目前，B族维生素改善繁殖性能的分子机制还不清楚，不同B族维生素的适宜添加剂量或组合也没有定论，但B族维生素确实在提高动物繁殖性能中发挥着重要作用。

1.4 B族维生素提高机体免疫功能

诸多证据表明，能量代谢尤其是糖酵解和三羧酸循环与免疫细胞的功能相关[35]。调节性T细胞和M2巨噬细胞利用三羧酸循环供能，而Th1、Th2、Th17和M1巨噬细胞等则通过糖酵解过程来满足自身能量需要[36]，因此B族维生素通过参与能量代谢间接参与免疫反应。Wei等[37]研究表明，给围产期奶山羊补充烟酰胺(5 g/d)提高了血清中免疫球蛋白G(IgG)的含量，降低了促炎因子白细胞介素-1β的含量。此外，Aragona等[38]报道，在荷斯坦奶牛饲粮中添加48 g/d烟酸后初乳中IgG含量增加了13 g/L。烟酸是GPR109A的配体，因此烟酸可以直接参与调控宿主免疫[39]。烟酸-GPR109A信号通路存在于多种免疫细胞中，其在巨噬细胞中表达量最高。有研究表明，用LPS诱导巨噬细胞后NF-κB向细胞核易位，炎症因子的表达增加，用烟酸处理后NF-κB向细胞核易位减少，但当GPR109A的含量明显降低时，烟酸无法抑制NF-κB的核易位，烟酸-GPR109A偶联至少在抑制炎症转录因子p-NF-κB从细胞质到细胞核的穿梭过程中起重要作用[40-41]。围产期奶牛处于免疫抑制状态，分娩时白细胞趋化能力下降，抗细菌感染能力下降[42]，补充烟酸、核黄素、烟酸+核黄素、混合B族维生素(核黄素0.3 g/d、烟酸3 g/d、吡哆素0.03 g/d、生物素0.04 g/d、叶酸0.04 g/d、泛酸0.42 g/d、硫胺素0.03 g/d)后血清中白细胞数量分别提高了5.95%、5.65%、4.46%、10.42%[43]。给感染疱症病毒的肉犊牛注射复合B族维生素(核黄素16.91 mg、烟酸67.64 mg、吡哆素6.76 mg、叶酸2.09 mg、泛酸54.1 mg、硫胺素6.76 mg、吡哆素67.64 μg)显著提高了试验第24和28天血清中IgG含量，增强了机体的免疫应答能力，降低了感染的敏感性，减少了呼吸道疾病的发病率和死亡率[44]。综上所述，B族维生素对机体免疫功能的发挥起着重要作用，但其具体机理有待进一步研究。

2 饲料中B族维生素含量

饲粮可以为成年牛提供一部分B族维生素，幼龄反刍动物则主要通过饲粮获得B族维生素。本文对采用相同方法测定的几种反刍动物常用饲料中B族维生素的含量[45-52]进行了总结，详见表1。从表中可以看出，不同饲料B族维生素含量相差较大，不用来源的同一种饲料B族维生素含量也具有高变异系数。饲草中B族维生素含量受收割时间的影响。Castagnino等[52]研究表明，早期收割可有效减少牧草中核黄素、烟酸、吡哆素、叶酸、钴胺素流失，早期收割的紫花苜蓿中除硫胺素外其他B族维生素(核黄素、烟酸、吡哆素、叶酸、钴胺素)含量均高于晚期收割的紫花苜蓿，早期收割的鸭茅中核黄素、吡哆素、叶酸和钴胺素含量均高于晚期收割的鸭茅。此外，不同加工贮藏方式也会导致B族维生素含量的差异。苜蓿干草中核黄素、烟酸、吡哆素含量显著低于苜蓿青贮[45-52]。长苜蓿青贮(14.1 mm)中各B族维生素含量均高于短苜蓿青贮(8.1 mm)[47]。目前关于饲料中B族维生素含量的报道有限，许多反刍动物用的大宗饲料原料如白酒糟、甜菜等的B族维生素含量未见报道。因此，在以后的研究中应更多关注饲料中B族维生素含量，丰富饲料数据库，对于指导反刍动物配方制作和评判具有重要意义。

表1 反刍动物常用饲料中B族维生素含量Table 1 Vitamin B content in ordinary ruminant feeds[45-52] mg/kg DM

3 B族维生素在瘤胃中的合成

研究瘤胃中B族维生素的合成量对确定其需要量至关重要，但是瘤胃中B族维生素的合成、降解和吸收同时发生，因此很难直接测定微生物合成B族维生素的量，一般用到达十二指肠的量减去其摄入量来计算瘤胃中B族维生素的合成量[49]，十二指肠流量用十二指肠食糜干物质量与十二指肠样品中B族维生素含量的乘积表示。饲粮中的B族维生素在瘤胃内发生不同程度的降解，吡哆素和生物素在瘤胃降解量少。Zinn等[2]研究表明，硫胺素、核黄素、烟酸、吡哆素、泛酸、叶酸、生物素、钴胺素的过瘤胃率分别为52.3%、1.2%、6.2%、101.0%、22.1%、2.7%、132.5%、10.0%；Santschi等[53]研究得出，硫胺素、核黄素、烟酸、吡哆素、生物素、叶酸、钴胺素在瘤胃中的降解率分别为67.8%、99.3%、98.5%、41.0%、45.2%、97.0%、62.9%。作者查阅相关文献[45-50,54-55]对B族维生素的摄入量、瘤胃合成量以及十二指肠流量值的范围进行了总结，见表2。所有样本均由舍布鲁克研发中心Girard团队使用相同方法测定，硫胺素、核黄素、烟酸、吡哆素使用高效液相色谱法测定，叶酸使用微生物法测定，钴胺素使用放射法测定。表2显示，硫胺素、核黄素、烟酸和吡哆素的瘤胃合成量均存在负值，可能是由于瘤胃未合成，也可能是由于瘤胃微生物的降解或瘤胃上皮的吸收大于瘤胃微生物的合成量；此外，吡哆素的摄入量始终大于十二指肠流量，这就表明奶牛的吡哆素必须依赖饲粮提供；烟酸和钴胺素的摄入量极低，叶酸摄入量仅占到达小肠量的0.44%～2.86%，钴胺素摄入量仅占到达小肠量的0.01%～6.39%，说明叶酸和钴胺素主要依赖瘤胃微生物合成。从表中我们发现，同一种B族维生素在不同研究中瘤胃合成量差异较大。因此，我们将在下文对影响B族维生素瘤胃合成的饲粮因素进行总结。

表2 奶牛B族维生素的摄入量、瘤胃合成量和十二指肠流量(最大值和最小值)Table 2 Intake, ruminal synthesis and duodenal flow of vitamin B in dairy cows (maximum and minimum)[45-50,54-55] mg/d

4 影响B族维生素瘤胃合成的因素

4.1 碳水化合物

Seck等[46]研究了不同精粗比饲粮对B族维生素合成的影响，结果表明，高纤维饲粮(精粗比为4∶6)减少了硫胺素的瘤胃降解量，增加了吡哆素的瘤胃降解量，减少了核黄素、烟酸、叶酸的瘤胃合成量，对钴胺素的瘤胃合成量无显著影响；提高饲粮精料比例，硫胺素的瘤胃合成量显著降低。此外，Schwab等[49]研究表明，与饲草含量35%的饲粮相比，饲草含量60%的高饲草饲粮降低了吡哆醇、叶酸和钴胺素的瘤胃合成量；增加非纤维性碳水化合物含量(由30%增至40%)可增加烟酸、吡哆素和叶酸的瘤胃合成量，但会降低钴胺素的瘤胃合成量。Beaudet等[45]报道，淀粉含量较高的饲粮核黄素和叶酸的瘤胃合成量有高于低纤维饲粮的趋势，高纤维饲粮有利于促进钴胺素的合成。此外，不同胚乳类型影响淀粉降解，进而影响B族维生素合成。玻璃状胚乳致密的胚乳结构降低了淀粉的瘤胃降解性，以每单位干物质摄入量(DMI)表示时，与玻璃型胚乳相比，粉质胚乳玉米能增加烟酸和叶酸在奶牛瘤胃中的合成量[55]。以上研究结果表明，高纤维饲粮提高硫胺素和钴胺素的瘤胃合成，减少核黄素、烟酸、吡哆素和叶酸的瘤胃合成。

4.2 氮素

饲粮氮水平影响瘤胃对B族维生素的合成。Lardinois等[56]研究表明，饲粮氮水平对B族维生素合成的影响受易发酵的碳水化合物的影响，在高碳水化合物饲粮中加入尿素显著增加了核黄素、烟酸、生物素和叶酸的合成。Beaudet等[45]采用2×2双因子试验设计，在2种不同碳水化合物(淀粉和纤维)水平基础上采用2种不同氮水平，与低氮饲粮(满足80%蛋白质需求)相比，高氮饲粮(满足110%蛋白质需求)提高奶牛核黄素和叶酸的瘤胃合成量，且碳水化合物和氮素之间存在互作效应，相比于高氮高纤维饲粮，高氮高淀粉饲粮减少吡哆素的瘤胃降解。瘤胃微生物对饲粮氮水平较为敏感，与高蛋白质饲粮相比，低蛋白质饲粮中总细菌、厌氧真菌、产甲烷菌、原生动物的多样性分别降低了13%、28%、27%、19%[57]。高氮饲粮可以增加核黄素、烟酸、生物素和叶酸的瘤胃合成量，高氮饲粮对B族维生素瘤胃合成的增加作用主要是通过促进瘤胃微生物生长来实现的。

4.3 脂肪

脂肪能提高泌乳奶牛饲粮能量水平，其脂肪酸的组成也会影响B族维生素的合成。Castagnino等[54]在奶牛饲粮中分别添加5.0%的饱和脂肪酸、2.5%的饱和脂肪酸与2.9%的不饱和脂肪酸混合物和5.7%的不饱和脂肪酸，结果表明，只添加饱和脂肪酸组奶牛的瘤胃叶酸合成量增加了0.11 mg/kg，混合添加饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸组以及只添加不饱和脂肪酸组奶牛的叶酸瘤胃合成量分别增加了0.28和0.33 mg/kg，且在一定范围内叶酸瘤胃合成量随不饱和脂肪酸比例的升高而呈线性增加，而脂肪酸对其他B族维生素的瘤胃合成量无显著影响。挤压亚麻籽是一种不饱和脂肪酸来源，Beaudet等[51]采用4×4拉丁方设计，在精粗比为4∶6的饲粮中分别添加7%、14%、21%的挤压亚麻籽，叶酸的瘤胃合成量分别增加了7.6、10.2、24.1 mg/d。综合以上研究结果得出，不饱和脂肪酸可以促进叶酸的瘤胃合成。

4.4 添加剂

钴胺素的合成与钴密切相关，与其他B族维生素不同，钴胺素只由一些细菌和古菌合成，钴占钴胺素分子质量的4.35%，合成钴胺素所用钴的比例较低[58-59]。在奶牛中，平均每天摄入钴的3.5%合成0.7%～16.1%的钴胺素[45-50,54-55,60]。Stemme等[61]研究表明，钴摄入量从0.17 mg/d增加到0.29 mg/d时，奶牛瘤胃合成的钴胺素从52.1 mg增加到92.4 mg。王润莲等[62]在肉羊上的研究表明，添加0.25和0.50 mg/kg的钴，第4周时钴胺素的瘤胃合成量相比于对照组分别增加了19.68、27.93 nmol/L，6周后趋于稳定，但钴添加量超过0.50 mg/kg时，钴胺素瘤胃合成量的增加幅度减缓。5,6-DMB是合成钴胺素的前体物，能与腺苷钴啉醇酰胺结合生成脱氧腺苷钴胺素，5,6-DMB缺乏会导致钴胺素合成受阻[63]。有研究表明，100 mg/d的5,6-DMB可使绵羊瘤胃中钴胺素的合成量增加1 817 μg/d[64]。Brito等[60]在奶牛饲粮中加入1.5 g/d的5,6-DMB，与对照组相比，钴胺素瘤胃合成量增加了7.4 mg/d。Girard等[65]在经产奶牛饲粮中加入500 mg/d钴胺素后，钴胺素的瘤胃降解量高于对照组，钴啉醇酰胺的瘤胃合成量高于对照组。综合以上研究结果可以看出，相比于直接添加钴胺素，添加5,6-DMB更有利于瘤胃合成钴胺素。酿酒酵母是反刍动物常用的饲料添加剂，Castagnino等[50]研究表明，添加56 g/d的酿酒酵母在28 d的试验期内对奶牛瘤胃B族维生素合成无显著影响，可能是由于试验期较短，酿酒酵母对瘤胃发酵模式以及微生物组成影响较小。

4.5 加工方式

玉米的颗粒大小和青贮饲料长度可影响瘤胃B族维生素合成，以每单位干物质摄入量表示时，与中磨颗粒(过6 mm筛)大小相比，细磨颗粒(过2 mm筛)增加了烟酸、叶酸和钴胺素的瘤胃合成量，减少了核黄素的瘤胃降解量[55]。Castagnino等[48]研究表明，与长苜蓿(14.1 mm)相比，短苜蓿青贮(8.1 mm)能减少硫胺素、核黄素、吡哆素的瘤胃降解量，增加叶酸的瘤胃合成量；与短果园草(13.3 mm)相比，长果园草(15.3mm)能减少硫胺素和吡哆素的瘤胃降解量，增加烟酸的瘤胃合成量。这可能是因为玉米颗粒或青贮饲料长度的减小可以增加微生物附着的表面，加速玉米淀粉以及青贮饲料中粗纤维在瘤胃内的降解。因此，除了合理的配制饲粮，饲料原料的合理加工对饲粮的饲喂效果也有着重要影响。

5 瘤胃微生物与B族维生素合成的关系

B族维生素合成与瘤胃微生物组成和相对丰度密切相关，但由于瘤胃的厌氧环境、菌群庞大且复杂以及B族维生素合成过程的复杂性使得筛选与B族维生素合成相关的微生物存在较大难度。近年来，随着16S扩增子高通量测序技术的兴起，筛选与B族维生素合成相关的微生物成为可能。硫胺素由1个噻唑基团与1个嘧啶基团组成，细菌从甘氨酸和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸中获得噻唑基团，嘧啶基团则由5-氨基咪唑核糖核苷酸合成。人类肠道宏基因组分析预测脆弱拟杆菌(Bacteroidesfragilis)、粪便普雷沃氏菌(Prevotellacopri)、梭状芽胞杆菌(Clostridiumdifficile)、干酪乳杆菌(Lactobacilluscasei)、弯曲乳杆菌(Lactobacilluscurvatus)、酸奶瘤胃球菌(Ruminococcuslactaris)、两歧双歧杆菌(Bifidobacteriumbifidum)和可变梭杆菌(Fusobacteriumvarium)都可以合成硫胺素[66-68]。核黄素由鸟苷三磷酸和D-核酮糖-5-磷酸合成[69]，棉阿舒囊霉菌(Ashbyagossypii)、假丝酵母(Candidafamata)和枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)是主要用于体外合成核黄素的3种菌株[70]。烟酸是以天门冬氨酸和磷酸二羟丙酮为底物合成的，宏基因组测序发现Bacteroidesfragilis、Prevotellacopri、Ruminococcuslactaris、Clostridiumdifficile、婴儿双歧杆菌(Bifidobacteriuminfantis)、幽门螺杆菌(Helicobacterpylori)和Fusobacteriumvarium可以合成烟酸[71-72]。有研究表明，Bacteroidesfragilis、Prevotellacopri、瘤胃球菌属(Ruminococcusspp.)、肠道沙门氏菌(Salmonellaenterica)和Helicobacterpylori参与泛酸的生物合成途径[71]。宏基因组学分析表明Bacteroidesfragilis、Prevotellacopri、长双歧杆菌(Bifidobacteriumlongum)、产气柯林斯菌(Collinsellaaerofaciens)和Helicobacterpylori可以合成吡哆素[71]。瘤胃中居瘤胃棒杆菌(Corynebacteriumvitaeruminis)DSM 20294T具有编码合成生物素的完整序列[73]。16S RNA测序结果表明，Lactococuslactisssp. cremoris CM 22和Lactococuslactisssp.lactisCM 28属于乳球菌属，且都有产生叶酸的能力[74]。Franco-Lopez等[75]对泌乳奶牛瘤胃液进行分析发现，瘤胃内高浓度的钴胺素与普雷沃氏菌属(Prevotella)丰度增加有关，而低浓度的钴胺素与拟杆菌门(Bacteriodetes)、瘤胃梭菌属(Ruminiclostridium)、丁酸弧菌属(Butyrivibrio)、琥珀酸弧菌科(Succinivibrionaceae)、琥珀酸单胞菌属(Succinimonas)丰度增加有关。瘤胃微生物是B族维生素合成的主体，只有了解了瘤胃微生物与B族维生素合成的关系，才能为通过饲粮调控B族维生素的合成，进而提高机体免疫功能，改善动物健康，提高生产性能。

6 小 结

综上所述，B族维生素对反刍动物健康、生产性能，繁殖性能、免疫功能的发挥具有重要作用。但目前关于瘤胃B族维生素合成及其影响的研究大多数都集中在奶牛上，在肉牛、绵羊、山羊上的相关研究甚少，即使这样，NRC(2001)仍然没有给出各种B族维生素的推荐量，因此，今后应加强各种B族维生素在不同环境、饲粮条件下的瘤胃合成、降解和吸收研究，确定反刍动物饲粮中适宜的B族维生素添加量，充分保障动物健康，发挥生产潜力。