子牛の健全発育に資する消化管微生物の積極的な定着コントロールに関する研究
| Project/Area Number |
23K23753
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| Project/Area Number (Other) |
22H02488 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 42010:Animal production science-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
小池 聡 北海道大学, 農学研究院, 教授 (90431353)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 子牛 / 健全発育 / ルーメン / 消化管微生物 / 定着コントロール / 腸内環境 |
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| Outline of Research at the Start |
子牛の健全育成は反芻家畜生産の基盤である。子牛の発育においては、哺乳期の消化管菌叢形成とその後の機能的、形態的発達が重要なポイントとなる。下痢予防や消化管の発達には消化管共生微生物が深く関与するが、重要微生物の適切な制御に関する学術的知見は不足している。本研究では、「消化管微生物の定着に積極的に介在することで子牛の健全発育に貢献できる余地はあるのか？」を核心をなす学術的な「問い」とし、粗飼料の早期経口投与による①第一胃への有用微生物の定着促進効果、②腸内菌叢改善の作用機序、および③離乳後の生育と生産性への影響の3点を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究で は自発的な固形飼料摂取が始まる前に粗飼料の早期経口投与を実施し、子牛消化管微生物の積極的な定着コントロールの可能性を探った。
2022年度は20 頭のホルスタイン種の新生子牛を対照群と処理群の2グループに分け、粗飼料の経口投与以外は両群とも同じ給餌プログラムで飼養した。処理群の子牛にはチモシー乾草とオオバコ粉末の混合物を3 日齢から 離乳する50 日齢まで毎日経口投与した。飼料摂取量と下痢の発生を毎日記録し、個々の子牛の体重 (BW) を毎週記録した。 7、21、35、49、および 56 日齢の子牛から新鮮な糞便を採取して、発酵パラメーターと細菌叢を分析した。 処理群の子牛では、21日齢までの平均日増体量が
対照群の子牛に比べて高値を示した。 糞便の pH、総揮発性脂肪酸、乳酸およびアンモニア態窒素濃度は、繊維飼料の経口投与による影響は認められなかった。 一方,プロピオン酸のモル比は7日齢で処理群で有意に高かった。 繊維飼料の経口投与を受けた子牛の糞便細菌叢の構成は、生後21日まで対照群のそれとは明確に異なっていた。 なかでも、乳酸菌およびPrevotella属の増加とClostridium perfringens の減少が顕著であった。 これら有用菌の増加と非有用菌の減少は、21日齢での処理群の子牛の体重増加に貢献した可能性がある。また、子牛糞便を用いた試験管培養試験により、本試験で用いた繊維資料のうち、チモシー乾草が腸内乳酸菌の増加に寄与することが明らかとなった。
本研究において、生後3日からの繊維飼料の経口投与は、哺乳期間を通じて子牛の体重増加および健康状態に悪影響は与えなかった。 したがって、繊維飼料の早期経口投与は、新生子牛の腸内環境の改善に寄与し、新生子牛の成長成績を改善するものと考えられた。
calf, early fiber feeding, hindgut environment, microbiota
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画していた子牛の飼養試験は予定通り完了し、仮説を裏付ける結果が得られた。子牛の消化管には自発的に固形飼料を摂取する前に微生物が定着することが知られており、本研究では早期に固形飼料を経口投与することで消化管微生物の定着を促すことを目指した。固形飼料としては消化管環境に良い影響を与えることが知られている繊維性飼料を用いた結果、子牛腸内の有用菌の増加と非有用菌の減少が確認された。一方、生後21日までの体重増加は経口投与群で無投与群よりも高値を示し、下痢が頻発する生後1ヶ月以内の成長に対しても、繊維飼料の経口投与は有益であると考えらえた。
繊維飼料の経口投与により子牛腸内では乳酸菌が顕著に増加し、この効果はチモシー乾草によりもたらされることが明らかとなった。乳酸菌の詳細な分類を特定するために、ロングリードシーケンサーによる16S rRNA遺伝子の全長解析を実施中であり、2023年度前半には結果が判明する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では哺乳期に繊維飼料を経口投与した子牛を継続飼養し、初産時の泌乳成績に及ぼす影響を評価する予定である。したがって、試験に供した子牛は引き続き飼養を継続するが、いずれの個体も順調に生育しており、予定通り継続的なモニタリングを実施できると考えている。
一方、経口投与する繊維飼料の量や方法については、生産現場への応用を考えると検討の余地があるため、応用を見据えた給与量や給与方法の検討にも着手する。
動物試験、試料分析ともに申請者の研究グループはこれまで十分な実績があり、研究計画通りに推進できると考えている。ただし、動物試験では予期せぬトラブルが起こる可能性は十分にあるため、供試個体数を10頭以上確保し、十分なデータの取得に努める。
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Report
(1 results)
Research Products
(1 results)
