The nutritional components and quality of milk are influenced by the rumen microbiota and its metabolites at different lactation stages. Hence, rumen fluid and milk samples from 6 dairy cows fed the same diet were collected during peak, early mid- and later mid-lactation. Untargeted metabolomics and 16S rRNA sequencing were applied for analyzing milk and rumen metabolites, as well as rumen microbial composition, respectively. The levels of lipid-related metabolites, L-glutamate, glucose-1-phosphate and acetylphosphate in milk exhibited lactation-dependent attenuation. Maltol, N-acetyl-D-glucosamine, and choline, which are associated with milk flavor or coagulation properties, as well as L-valine, lansioside-A, clitocine and ginsenoside-La increased significantly in early mid- and later mid-lactation, especially in later mid-lactation. The obvious increase in rumen microbial diversities (Ace and Shannon indices) were observed in early mid-lactation compared with peak lactation. Twenty-one differential bacterial genera of the rumen were identified, with Succinivibrionaceae_UCG-001, Candidatus Saccharimonas, Fibrobacter, and SP3-e08 being significantly enriched in peak lactation. Rikenellaceae_RC9_gut_group, Eubacterium_ruminantium_group, Lachnospira, Butyrivibrio, Eubacterium_hallii_group, and Schwartzia were most significantly enriched in early mid-lactation. In comparison, only 2 bacteria (unclassified_f__Prevotellaceae and Prevotellaceae_UCG-001) were enriched in later mid-lactation. For rumen metabolites, LPE(16:0), L-glutamate and L-tyrosine had higher levels in peak lactation, whereas PE(17:0/0:0), PE(16:0/0:0), PS(18:1(9Z)/0:0), L-phenylalanine, dulcitol, 2-(methoxymethyl)furan and 3-phenylpropyl acetate showed higher levels in early mid- and later mid-lactation. Multiomics integrated analysis revealed that a greater abundance of Fibrobacter contributed to phospholipid content in milk by increasing ruminal acetate, L-glutamate and LysoPE(16:0). Prevotellaceae_UCG-001 and unclassified_f_Prevotellaceae provide substrates for milk metabolites of the same category by increasing ruminal L-phenylalanine and dulcitol contents. These results demonstrated that milk metabolomic fingerprints and critical functional metabolites during lactation, and the key bacteria in rumen related to them. These findings provide new insights into the development of functional dairy products.

Livestock may respond differently to circadian rhythms, leading to differences in the composition of the animal products. Nevertheless, the circadian effects on rumen microorganisms and animal products are poorly understood. In the study, it was found that dairy cows exhibited increased milk fat levels, decreased acetic acid concentrations in the rumen fluid, and elevated acetic acid levels in the blood during the night compared to those of the day. Correlational analyses suggested a high association between

Abstract Background The diverse types and processing methods of grains intricately influence the sites and digestibility of starch digestion, thereby impacting energy utilization. This study aimed to explore the impact of grain variety and processing methods on the net energy (NE) in dairy goats, analyzing these effects at the level of nutrient digestion and metabolism. Methods Eighteen castrated Guanzhong dairy goats (44.25 ± 3.59 kg BW) were randomly divided into 3 groups, each consisting of 6 replicates. The substitution method was employed to determine the NE values of the dry-rolled corn (DRC), dry-rolled wheat (DRW) or steam-flaked corn (SFC, 360 g/L). Briefly, two phases were performed. Throughout the basal phase, all goats were fed the same basal diet. In the substitution phase, 30% of the basal diet was replaced with DRC, DRW and SFC, respectively. Results In this study, the NE values of the DRC, DRW and SFC were 7.65, 7.54 and 7.44 MJ/kg DM, respectively. Compared to the DRC group, the DRW group showed increased digestibility of starch and crude protein (CP). Similarly, the SFC group exhibited increased organic matter (OM) and starch digestibility and a trend towards higher dry matter (DM) digestibility, reduced fecal OM and starch content. Additionally, fecal volatile fatty acid (VFA) concentrations decreased in goats fed SFC. Correspondingly, digestible energy (DE) in the DRW and SFC groups tended to be higher than in the DRC group. DRW increased total VFA concentration compared to DRC, while SFC increased the proportion of propionate and decreased the acetate-to-propionate ratio in the rumen. Both the DRW and SFC diets elevated serum glucose levels. Furthermore, heat increment (HI) and gaseous energy (GasE) related to fermentation were significantly higher in the DRW and SFC groups compared to the DRC group. Conclusion Our findings indicated that DRW and SFC increased rumen starch fermentation in goats, thereby improving total tract starch digestion and DE. However, DRW and SFC failed to improve NE value due to increased heat and gas energy production from fermentation. Therefore, excessively refined grains processing in the diet of dairy goats does not effectively improve energy efficiency.