本研究旨在确保在遗传背景一致的基础上，探究奶牛乳房炎相关的微生物、代谢物以及两者之间的关系。研究共选取6头同时具有高体细胞数（Somatic Cell Count, SCC 大于 100 万/mL）乳区和低体细胞数（SCC小于 11 万/mL）乳区的奶牛，每头牛分别取高/低体细胞数2个乳区的奶样（n=6）进行16S rRNA基因测序和LC-MC非靶向代谢组测定，并进行整合分析。结果表明，在微生物层面，高、低SCC乳区间的微生物丰富度和多样性差异并不显著，但在属水平上筛选到链球菌属（Streptococcus）、罗姆布茨菌属（Romboutsia）、Turicibacter、双歧杆菌属（Bifidobacterium）、毛螺菌属（Lachnospiraceae_NK4A136_group）、费克蓝姆菌属（Facklamia）6种差异菌群（P<0.05），且均在高SCC乳区牛乳中丰度更高；在代谢组层面，正、负离子模式下共检测筛选出15种差异代谢物（P<0.05），其中2种富集到甘油磷脂代谢通路上并在高SCC乳区牛乳中下调，2-（2-氨基-3-甲基丁酰胺基）-3-苯基丙酸盐酸盐、N2-二甲基鸟苷、苯丙酰脯氨酸、前列腺素F2α甘油酯、D-色氨酸、海藻糖在高SCC乳区牛乳中显著增加。整合分析微生物组及代谢组学结果，发现2-（2-氨基-3-甲基丁酰胺基）-3-苯基丙酸盐酸盐与罗姆布茨菌、Turicibacter、双歧杆菌、费克蓝姆菌属均呈显著正相关。2-（2-氨基-3-甲基丁酰胺基）-3-苯基丙酸盐酸盐有望作为由相关菌群引起乳房炎的特征指示代谢物。本研究中筛选出的差异微生物和代谢物有望作为早期预警奶牛乳房炎的生物标志物。