纤维体及其在瘤胃微生物中的研究进展
过瘤胃技术的原理及其应用
过瘤胃技术的原理及其应用1. 什么是过瘤胃技术？过瘤胃技术是一种通过改变瘤胃中微生物群落的方法，来提高反刍动物对纤维素的消化能力的技术。
通过改善纤维素降解微生物的生存环境，过瘤胃技术可以显著提高反刍动物对纤维素的利用效率，从而增加动物的生产性能。
2. 过瘤胃技术的原理过瘤胃技术主要基于以下两个原理：2.1 纤维素降解微生物的生态系统瘤胃内存在着丰富多样的微生物群落，包括细菌、原虫和真菌等。
这些微生物能够降解纤维素，并将其转化为有机酸、气体和微生物蛋白等可被反刍动物利用的物质。
瘤胃内微生物群落中的竞争关系和协同作用对纤维素降解过程起着重要作用。
2.2 改善瘤胃微生物生存环境通过一系列的管理策略和饲喂方式，可以改变瘤胃内微生物群落的组成和功能，从而提高纤维素降解和利用的效率。
例如，通过合理配制饲料、控制饲喂频次和添加膳食添加剂等方式，可以改善瘤胃微生物生存环境，促进纤维素降解微生物的生长和活性。
3. 过瘤胃技术的应用过瘤胃技术已经在畜牧业中得到广泛应用，在提高反刍动物生产性能和减少环境污染等方面发挥着重要作用。
以下是过瘤胃技术的主要应用领域：3.1 提高反刍动物的生产性能过瘤胃技术可以改善反刍动物对纤维素的利用效率，增加饲料的消化吸收率，提高体重增长速度和肉、奶、鸡蛋等产品的产量。
通过优化瘤胃微生物群落的组成和功能，过瘤胃技术可以最大限度地发挥反刍动物的消化功能，实现高效的饲养管理。
3.2 减少环境污染纤维素降解过程中产生的气体、有机酸和微生物蛋白等物质通常会成为环境污染的来源。
过瘤胃技术可以提高纤维素的降解效率，减少有害物质的排放，降低对环境的污染。
通过实施过瘤胃技术，可以有效地解决畜牧业中存在的环境问题。
3.3 改善饲料资源利用效率纤维素是一种广泛存在于植物细胞壁中的多糖物质，是反刍动物饲料中的主要成分。
通过提高纤维素的降解效率，过瘤胃技术可以提高饲料的利用效率，减少对粮食等资源的需求，降低饲养成本。
瘤胃微生物定量方法的研究进展_郭同军
瘤胃微生物定量方法的研究进展郭同军1,2,王加启1,王建平1,霍小凯1,2,卜登攀1,魏宏阳1,周凌云1,刘开朗1(1.中国农业科学研究院北京畜牧研究所动物营养学国家重点实验室,北京 100193;2新疆农业大学,乌鲁木齐 830052)摘要:当前人们对瘤胃中微生物的认识只有10%～20%,不断改进研究技术和手段,才能大大推动瘤胃微生态领域的研究。
作者阐述了瘤胃微生物传统定量方法(滚管计数法和最大或然数法)和分子生物学定量方法,如探针杂交技术、荧光原位杂交、D GGE、定量PCR和流式细胞计量术(flow cytometry)等的应用状况及其各自的优缺点。
关键词:瘤胃微生物;滚管计数法;最大或然数法;Real2Time PCR;流式细胞计量术中图分类号:Q93.3 文献标识码:A 文章编号:167127236(2009)0420019206 反刍动物在长期的自然进化过程中获得了独特的瘤胃发酵系统。
瘤胃内有大量的微生物,目前为止,所知细菌达200种以上,活菌数为1011个/mL,原虫超过25个属,其数量为104～106个/mL,真菌含有5个属(Miron等,2001)。
由众多的细菌、真菌和原虫组成的微生态系统中,不仅每种微生物与底物的作用机理不同,各种微生物之间的关系更是复杂(冯仰廉,2004)。
传统定量方法如滚管法(Hun2 gate,1969)和最大似然法(Dehority等,1989)只能培养瘤胃微生物中的一小部分,这使得瘤胃微生物的多样性被严重低估(Amann等,1995)。
20世纪80年代,基于16S/18S rRNA/rDNA的分子生物学定量方法的兴起,可以提供微生物核酸分子方面的特征,评价不同生态系统中微生物的遗传多样性和收稿日期:2008211226作者简介:郭同军(1981-),男,甘肃人,硕士生,研究方向:瘤胃微生物工程。
通信作者:王加启(1967-),男,安徽人,研究员,博士生导师,从事反刍动物营养和牛奶质量改良研究。
《科技文献检索与论文写作》作业
课程论文（2013-2014学年秋季学期）论文题目：微生态制剂在反刍动物营养中应用的研究进展课程名称：科技文献检索与论文写作任课教师： XXX班级：动物营养学号：XXX姓名：XXX2014年1月1日微生态制剂在反刍动物营养中应用的研究进展摘要：微生态制剂是由活体微生物制成的生物活性制剂，它能促进动物消化道内微生态平衡的建立，提高机体对饲料的消化吸收效率和自身抗病能力，达到防治疾病和促进生长的双重作用。
本文主要对微生态制剂的有关概念,作用机理及应用现状等方面进行了阐述，并提出了研究方向。
关键词：微生态制剂反刍动物研究进展长期以来，人们往往在动物饲粮中使用抗生素、抗菌类药物类生长促进剂以控制腹泻、维持健康、促进生长及提高饲料利用率。
但是大量使用抗生素易造成动物抗病力减弱，导致动物机体正常菌群失调、使病原微生物产生耐药性，抗生素在畜产品(肉、蛋、奶、皮毛)中会产生残留，进而通过食物链进入到人的体内，导致动物肉蛋奶品质下降，药物残留等问题，直接威胁人类健康与安全。
目前世界各国已采取了一定的措施，在饲料业和饲养业中，限制抗生素的使用，微生态制剂作为抗生素的替代品具有功能多、无毒副作用、无残留、不污染环境等优点，有助于提高畜禽产品的产量和质量，对保护环境和维持生态养殖业的可持续发展也具有促进作用。
1 微生态制剂的有关概念微生态制剂始于梅切尼可夫用酸牛奶来调整畜禽的腹泻和肠炎，继之又发现微生态制剂还可改善饲料利用，并有利于畜禽的生长发育。
随着微生态学理论的研究不断深入，微生态制剂迅速发展起来。
微生态制剂的概念全面描述如下：它是指在微生态学理论指导下．将从动物体内分离得到的有益微生物通过特殊工艺制成的含活菌或者包含菌体及其代谢产物的活菌制剂(陆庆泉和柴家前，2000)，能改善动物胃肠道微生物生态平衡，有益于动物健康和生产性能发挥的一类微生物添加剂。
依据微生物的种类可将其分为芽胞杆菌制剂、乳酸菌制剂和酵母菌类制剂等。
（精选）近10年瘤胃微生物分离培养研究进展
China）
【Abstract】 The research of rumen microbiology is the key of ruminant nutrition． A large number of microorganisms par-
ticipating in nutritional metabolism have been isolated from rumen since the middle of 20th century． Nowadays，although it is
more and more popular to use molecular biological methods in the study of rumen microorganisms，traditional methods still play
饲粮中中性洗涤纤维的研究进展
饲粮中中性洗涤纤维的研究进展近年来，尽管动物营养学家已把研究的重点放在了纤维性物质上，但长期以来对饲粮纤维（Fiber）的认识并不统一，对饲粮纤维的认识很不全面，对其定义至今还有争议。
在比较常用的粗纤维（CF）、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）或非淀粉多糖（NSP）等指标中，许多人认为NDF是目前表示纤维最好的指标，因为NDF涵盖了被认为是组成纤维的大多数物质。
本文拟从饲粮中中性洗涤纤维的定义出发，就其构成成分以及由不同分析方法得到的纤维组分的化学组成及其在动物营养中的作用进行讨论。
1 中性洗涤纤维的定义和成分从营养学的观点来看，饲粮中中性洗涤纤维的成分包括以下几种（见表1）。
NDF是对植物细胞壁或纤维成分的一种测量指标，根据Van Soest（1967）提出的洗涤纤维分析方法，所测得的NDF主要包括纤维素、半纤维素和木质素等成分，即由不溶性的非淀粉多糖和木质素所组成，能够较准确地反映纤维的实际含量[1]。
在细胞壁的构成中，与NSP和木质素相连的蛋白质（细胞壁镶嵌蛋白或细胞壁蛋白）是细胞壁的重要构成成分。
这种蛋白质主要是一种高度不溶的糖蛋白——伸展蛋白，单胃动物对其消化率低，因此，这类蛋白质也被认为是饲粮纤维的构成成分（Annison, 1993）[2]。
2 中性洗涤纤维的分析方法在建立NDF分析方法时，Van Soest认为，应将饲料划分为可消化和不完全消化的两部分。
用新的纤维分析方法进行分析时可消化的部分应是可溶的；而不完全消化（不可溶）的部分则被称为“纤维”（Van Soest和Moore，1965）[1]。
其基本方法是：在含有3%十二烷基硫酸钠（SDS）和19% EDTA（pH=7的磷酸缓冲液）的中性洗涤剂中煮沸样品，所得到的残渣减去灰分即为NDF。
在测定高淀粉含量样品的NDF时，应加入α-淀粉酶处理（Schaller，1977）[3]。
测定NDF的目的是分析饲料原料中细胞壁成分，但未能回收所有的水溶性纤维物质，包括细胞壁中的果胶物质，只包含了细胞壁中的纤维素、绝大多数半纤维素和木质素及与细胞壁相嵌的蛋白质和矿物质等。
瘤胃纤维分解菌的研究进展
们 对纤 维 降解 也 起 到 一 定 的作 用 ， 与 主 要 的纤 维 但
分 解菌有 许 多不 同之 处 （ 见表 １ ］ ） 。
ＲＣ Ｂ的种类 、 营养需要 、 降解纤维 的过 程及降解 过程 中的限制 因素等方面 的最 需要
力， 研究者们认为在瘤 胃纤维分解作用 中起主要作 用的Ｒ ＣＢ有 下 三 种 ： 琥 珀 酸 纤 维 分 解 菌 （ 产
ｂｏａｔｒｓｃｉ ｇ ｎｓ ， ｒｂ ｃ ｕｃｍｏ ｅ ｅ） 黄色 瘤 胃球 菌 （ ｍｉｏｏ— ｅ Ｒｕ ｎ ｃｃ ｃ ｆａ ｅａ ｉ ｓ ， 色 瘤 胃球 菌 （ ｕ ｎｃｃｕ １ Ｍ ｖｆ ｃ ｎ ） 白 ｌ ｅ Ｒ ｍｉｏｏｃｓａ． ｂｓ 。 ｕ ） 这三 种菌 在 营养 需要 、 附纤 维等方 面有 相同 粘
瘤 胃纤维 分解 菌 的研 究进 展
李 莉 侯 先 志 ，
（＿ １北京小汤 山现代农业 科技示范园 ， 北京 １２ １ ；． ０ ２ １２ 内蒙古农 业大学动物 科技学 院， 内蒙古呼和浩 特 ０ ０ １ ） １ ０ ８
摘
要： 本文 就瘤 胃纤雎 分解 茵的 主要 种类 、 营养 需要 、 降解 纤 维 的过 程及 降 解 纤维过 程 中的 限
珀酸 纤维 分解 菌和 瘤 胃球 菌只 能利 用纤 维 紊和它 的 水解 产物 纤 维糊 精 作为 唯一 的 生长介 质＿ 。 ３ ＿
另外 ， Ｃ Ｒ Ｂ的 许多 种 类都 需要 维 生 素 Ｂ族 中 的
一
船 利 用的能力 ， 然而 ， 据它们 在 宿主 动物体 内的相 根 对 数 量 及 在 纯 培 养 过 程 中 消 化 不 同类 型 纤 维 的 活
收稿 日期 ：０ １０ ４ ２ ０ ９１ 作者简介 ： 李莉 （９ ５ ， ， Ｌ ７ 一）女 助理工程师
瘤胃微生物定量方法研究进展
瘤胃微生物定量方法研究进展杨舒黎,王加启,卜登攀(中国农业科学院北京畜牧兽医研究所动物营养学国家重点实验室,北京 100094)摘要:瘤胃微生物的定量有传统计数和现代分子定量2大类方法。
其中,传统方法包括经典的亨氏滚管法和最大可能法,但它们测定瘤胃微生物总数的结果可能偏低。
运用分子方法定量一些重要的微生物不仅能很好地解释它们在瘤胃代谢中的作用,而且有助于描述更多的微生物特性。
因此,作者综述了瘤胃微生物定量方法的发展历程及研究进展,重点描述了运用分子定量方法的研究情况。
关键词:瘤胃微生物;传统计数;分子定量中图分类号:Q9323 文献标识码:A 文章编号:167127236(2007)0320005204 反刍动物的瘤胃内栖息着复杂、多样、非致病的各种微生物,包括瘤胃细菌、原虫、真菌和噬菌体等几大类,形成一个十分复杂的微生物系统。
细菌的数量最大,瘤胃内容物中细菌达1010～1011个/ml, 200多种;瘤胃原虫104～106个/ml,25个属;厌氧真菌游动孢子数103～105/ml,6个属;噬菌体颗粒数可达107～109/ml(Hespell等,1997;Orpin等, 1997;Stewart等,1997;Miron等,2001)。
Krause 等(1996)对细菌的多样性进行了大量的研究,他们认为瘤胃中主要的细菌有22种。
这些研究都是基于传统的培养方法,如亨氏滚管计数法(roll2t ube technique)(Hungate,1966,1969)和最大可能计数法(most probable number technique,M PN)(De2 hority等,1989),培养的已知菌种可能不完全适合培养条件或者进入了未培养状态,因而测定的瘤胃微生物总数可能偏低。
瘤胃微生物数量巨大、种类繁多,且绝大多数严格厌氧,体外培养困难,阻碍了对瘤胃微生物的研究,因此,寻找快速、准确、灵敏的新方法已成为瘤胃微生态研究的迫切需要与必然趋势。
宏基因组学及其在瘤胃微生物中的应用研究进展
宏基因组学及其在瘤胃微生物中的应用研究进展吴锡川;杨舒黎;苟潇;冷静;毛华明【摘要】Metagenomics based on study of ecological community gene function is a brand-new discipline. It tries to use culture-independent approaches,and it offers enormous scope and potential for microbiology.It comprises isolation of DNA, library construction and screening of target gene clone,and can be used in the discovery of new gene and biocatalysts and in the study of microbial biodiversity in a community. The methodology of metagenomics and the application of metagenomics in rumen have been briefly summarized.%宏基因组学是研究生态群体基因功能的一门崭新的学科.它通过免培方法获得微生物的纯培养,主要技术包括DNA的提取、文库的构建和目标基因克隆的筛选,可用于发现新基因、开发新的生物活性物质、研究群落中微生物多样性等方面.文章介绍了宏基因组学的基本方法,并对瘤胃微生物宏基因组学的应用现状进行了综述.【期刊名称】《中国畜牧兽医》【年(卷),期】2011(000)012【总页数】5页(P106-110)【关键词】宏基因组学;瘤胃微生态;文库构建【作者】吴锡川;杨舒黎;苟潇;冷静;毛华明【作者单位】云南农业大学云南省动物营养与饲料重点实验室,云南昆明 650201;云南农业大学云南省动物营养与饲料重点实验室,云南昆明 650201;云南农业大学云南省动物营养与饲料重点实验室,云南昆明 650201;云南农业大学云南省动物营养与饲料重点实验室,云南昆明 650201;云南农业大学云南省动物营养与饲料重点实验室,云南昆明 650201【正文语种】中文【中图分类】Q78微生物是自然界分布最广、生物多样性最为丰富、用于生物技术革新最有潜力的生物资源，占地球生物总量的60%以上。
瘤胃微生物调控技术研究进展
草 食家 畜 （ 季刊 ）
瘤 胃微 生物调控 技术研究进展
柳现风 ， 潍波 ， 王 陈凤 春 ， 海珠 蒋 （ 江苏 省 徐 州 市 铜 山区农 业 局 ， 苏 江 徐州 ２ １１ ） ２ １ ６
摘
要 ： 刍动 物 的 瘤 胃就 像 一 个 庞 大 密 闭 的 发 酵 罐 ， 整 个 消化 过 程 中起 着 重要 的 作 用 。 瘤 胃功 能 的健 反 在
争 作用 ，一 种微 生 物 的代 谢产 物 可 以被 其 它微 生 物利 用 ， 不 同 微 生 物 利 用 底 物 转 化 为 发 酵 产 物 的 代 谢 间 相 而 互依赖 ， 以 ， 所 它们 适应 环境 的能力 大大 加强 ， 从而 更好 地 维 持 瘤 胃的 内 环 境 。 胃 中 的 原 虫 和 细 菌 存 在 着 竞 争 瘤 和 寄 生 的 双 重 关 系 。冯 仰 廉 、 艳 艳 的 研 究 都 表 明 原 虫 霍 和真 菌存 在着 负 协 同效应 ； 高巍 、 庆翔 的 研究 表 明 而 孟 它 们之 间有 正协 同效应 。
康 与 否 直接 决 定 反 刍动 物 的 健 康 ， 因此 使 用 一 定 的 手 段 对 瘤 胃 中 降 解 与 合 成 过 程 进 行 调 控 是 可 能 的 ， 也
是 必要 的 。 本 文 对 瘤 胃微 生 物 调 控 技 术 进 行 了综 述 。
关 键 词 ： 胃微 生 物 ； 控 技 术 瘤 调
的， 也得有 １ ￣ ５ ０ １ ｄ的过渡 期为好 ， 让瘤 胃微 生 物有 适应 期， 先培 养微 生物 ， 后瘤 胃微生 物才 可 消化 饲料 ， 而 而 进 转化 为供奶 牛所 需 的营养 物质 。
瘤胃微生物降解纤维素的研究进展
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则可 以从 非还原 端 切下 含 １～２个 葡萄 糖 残基 。研 究发 现 ，
真菌对纤 维素水解 主要分 ２ 阶段进 行 ： 个 准备 阶段 ， ｃ 酶 在 ｒ 的作用下 破坏纤 维 素结 构 ； ２ 第 阶段 ， ｃ． 的作 用下 ， 在 ｘ 酶 把 ｐ 糖苷 比较短 的聚酐链 水解成 可溶性产物 。 』
１ 瘤 胃真菌及 其对纤维素 的降解 Ｏｐ ｒｉ １７ ｎ在 ９５年首次证 实 了瘤 胃中带鞭毛 的原虫实 际上 是厌氧真 菌 的游动 孢 子 ｊ 国内外 学 者还 从 山羊 、 羊 、 。 绵 黄 牛、 水牛 、 象等草 食动 物 的 消化道 以及粪 便 中分 离 出 ６ 大 个
作用是 分解 天然 的晶体 纤 维 。ｃ 酶是 水 解 酶 ， 作用 于 可 溶 性纤维素 衍生物 ， 含 ２ 组 分 。内切 １４葡萄 糖苷 酶 可 包 个 ， 以从纤维 素 内部 切开 ｐ１ 糖苷 键 ； 切 ８ ， ， ４ 外 —１ ４葡萄糖 苷 酶
分 的酶 ， 主要 包含 ｃ 、 ｘ ｐ葡萄糖苷 酶 ３种 。ｃ 酶 的主要 １ｃ 和 １
方面， 宿主动物为微生物提供生长环境， 胃中饲料及其 瘤 胃微生物降解宿主不能消化的物质， 如纤维素， 半纤维素等，
代谢 产物 为微 生物提 供生 长所 需 的各种 养分 ； 一方 面 ， 另 瘤 为宿主提供 能量和养分 ＿。所以 ， ２ ｊ 反刍 动物可 以将低 质量 的 饲料转变成 高质 量的蛋 白 ， 利用 非 反刍 动物所 不能利 用 并能 的高纤维饲料 。通过瘤 胃微 生物 的发酵 ， 刍动物 能消化 植 反 物 细胞 壁 的纤维 素等多糖物 质 ， 消化是 通过 瘤 胃微生物 对 其 纤 维物质 的粘 附和酶类 的水 解作用来 实现 的。
纤维素降解菌研究概况及发展趋势
纤维素降解菌研究概况及发展趋势赵斌（山东农业大学生命科学学院 2010级生物工程三班）摘要纤维素是地球上最丰富的可再生有机资源，因为难分解大部分未被人类利用。
另外，纤维素是造纸废水的COD和SS的主要来源之一。
分解纤维素并将其转化成动物易吸收或利用的能源、食物、饲料或化工原料，是纤维素合理应用的重要途径。
筛选高效纤维素分解菌，确定其酶学性质是降解纤维素的关键。
关键词：微生物；纤维素；降解；纤维素酶AbstractCellulose is the earth's most abundant renewable organic resources, because the majority is not difficult to break down human use. In addition, the cellulose is one of the main sources of the papermaking wastewater COD and SS. Into the animal's susceptibility to absorption or utilization of energy, food, feed or chemical raw materials decompose cellulose and cellulose reasonable application. Screening cellulolytic to determine the nature of its enzymatic degradation of cellulose.纤维素是地球上最丰富、来源最广泛的碳水化合物，同时也是地球上最大的可再生资源，占地球生物量的约50%[1]。
纤维素分子本身的致密结构以及由木质素和半纤维素形成的保护层造成纤维素不容易降解而难以被充分利用或被大多数微生物直接作为碳源物质而转化利用。
纤维素酶的研究进展与发展趋势
纤维素酶的研究进展与发展趋势摘要介绍了国内外纤维素酶的研究进展,并简要阐述了纤维素酶研究的发展趋势。
关键词纤维素酶研究进展趋势纤维素是植物细胞壁的主要成分,广泛存在于自然界,是地球上最丰富、最廉价的可再生资源。
随着世界人口的增长,为解决日益加剧的食品和能源危机,纤维素资源的利用引起了世界各国的极大关注和高度重视。
纤维素酶能够有效地分解天然纤维素,是解决能源危机,食品和饲料紧张及环境污染等问题的重要途径之一。
1 纤维素酶的研究在自然界中,绝大多数的纤维素是由微生物通过分泌纤维素酶来进行降解的。
早在l850年,Mifscherlich己经观察到微生物分解纤维素现象。
但纤维素酶的研究则是从1906年Seilliere在蜗牛消化液中发现了分解天然纤维素的酶,以后才逐渐开始的。
1912年Pringsheim从耐热性纤维素细菌中分离出纤维素酶。
1933年Grassman分辨出了一种真菌纤维素酶的两个组分。
1954年,美国陆军Natick 实验室开始研究军用纤维素材料微生物降解的防护问题,后来发现纤维素经微生物降解后,可产生经济、丰富的生产原料,并且有望解决自然界不断产生的固体废物问题,于是纤维素酶得到了广泛的关注。
50年代,纤维素酶工作转向纤维素酶本身的性质、作用方式、培养条件、测定方法等研究。
l958年,美国华盛顿大学Fry等人用酶水解非淀粉多糖,从那时起,纤维素酶的研究在世界许多国家迅速推广,特别在产纤维素酶的微生物选育、培养条件、纤维素酶的性质、纤维素酶的分离、提纯和协同作用方面的研究进展较快。
60~70年代,Nisizawahe Woo等人对绿色木霉和黑曲霉的纤维素酶做了大量的研究,将纤维素酶分成不同组分,并进行了鉴定。
70~80年代开始利用诱变等育种手段对产纤维素酶的微生物进行了改造,提高其产酶活性。
80年代以后,人们开始利用遗传工程从分子生物学水平对纤维素酶生产菌株进行诱变育种,并对纤维素酶蛋白质的氨基酸序列及其分离纯化等方面进行了深入细致的研究。
瘤胃微生物对纤维素降解机理
瘤 胃微生 物 对 有 机 垃圾 具 有 很 强 的降 解 力 ， 在
一
维素酶 的降解。所 以从 木 质纤 维素 的组 成 和结 构 可 以看 出 ， 其被生 物 降解 的速 率 较 慢 的原 因主 要在 于 以下 两方面 ： 素 的物 理屏 障作 用 ， 维 素本 身 的结 木 纤
晶结 构 。 另 外 木 素 的 降 解 产 物 挥 发 酸 、 醛 衍 生 物 糠
般厌 氧消化 都存 在产 物 抑 制 的 问题 ， 由于 瘤 胃微 但 生物是 一个复 合 菌 群 ， 一种 反 应 的 产物 往 往是 另外
一
种 反应 的利用底物 ， 底物抑 制现象被 排 除 。
瘤 胃生 态 系 统 中 ， 胃 细 菌 在 纤 维 素 消 化 中 占 瘤
主 导 地 位 ： 瘤 胃真 菌 消 化 纤 维 素 能 力 虽 然 明 显 优 于 细 菌 ］但 由于 在 瘤 胃 中 含 量少 ， 此 其 奸 维 素 消 化 ， 因 总 的 效 力 是 很 低 的 。瘤 胃微 生 物 中 肯 定 存 在 降 解 纤
ｌｌ 网 维 — 尘— ｌ
半纤维录结 —
用 ３ 种 瘤 胃厌 氧 真 菌 一Ｎｅｃｌ ｎ ｓ ｘ ｆｏ ｌｔ ｏａｌ ａ ｔ ｒｎａｉ ｉ ｉ ｓ
ＭＣ ＨＳ，Ｐｉａ ｃｓ ｏ ｍｕ ｉ Ｆ ｒ ｍｙ ｅ ｃｍ ｎｓ Ｌ 和 Ｃ ｅｏ ｖ ｓ ａ ｃｍｓ ｅ
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５ 联结 （ 在折叠处
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瘤 胃微生物对 木 质纤维 素源自强 降解 作用 与微 生 物 间 的 协 同 作 用 有 关 。 １ ９ 年 Ａｎ ｌ ｅｍａ ｒｒ ９２ ｎｅ Ｂ ｒ ｌｅ ｋ ｉ
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我国茸鹿瘤胃微生物研究进展及发展趋势
我国茸鹿瘤胃微生物研究进展及发展趋势孙伟丽李光玉刘晗璐鲍坤钟伟王欣（中国农业科学院特产研究所吉林132109）Advance and Developmental Tendency of Antler Deer RumenMicroorganism in ChinaSUN Wei-ling LI Guang-yu LIU Han-lu BO Kun ZHONG Wei WANG Xin (Institute of Special Wild Economic Animal and Plant Science ,CAAS，JiLin 132109)摘要：我国养鹿业历史悠久，品种资源丰富，鹿产品市场前景广阔。
瘤胃微生物是动物必不可少的独特的组成部分，能将天然纤维类物质快速降解转化成一系列动物营养和能源物质，是动物营养学和微生物研究者的关注热点。
本文总结了近年来我国关于茸鹿营养学及瘤胃方面的研究成果，并阐述了分子生物学技术在瘤胃微生物研究领域的应用及发展趋势。
关键词：茸鹿;瘤胃微生物;研究进展;趋势;我国养鹿业历史悠久，鹿资源丰富，品种多、分布广，主要的茸鹿品种是梅花鹿和马鹿。
鹿是继家畜如牛、马、猪、羊等后驯化程度较高的草食动物。
鹿产品作为药用和医疗保健品已有很多年的历史，如鹿茸、鹿鞭、鹿尾、鹿血、鹿胎、鹿骨、鹿肉和鹿皮等。
鹿属于耐粗饲的动物，其资源消耗小，随着人们生活水平提高、保健意识逐步增强，养鹿业越来越成为高效益的特种养殖产业。
随着产业的壮大，茸鹿营养代谢调控，蛋白质、能量、矿物质元素等营养需要方面的研究已取得丰厚成果。
近年来，随着分子生物学技术和生物信息学的快速发展,动物瘤胃微生物的多样性和功能等方面也已开展了系统的研究。
牛、羊等反刍动物瘤胃微生物研究已取得很多成果，主要围绕瘤胃微生物多样性、瘤胃微生物群落比较、瘤胃微生物基因组DNA提取及基因文库的构建等方面。
在瘤胃微生物的功能方面,主要围绕瘤胃中复杂碳水化合物降解、甲烷代谢及不饱和脂肪酸氢化等3个主题的研究较多。
瘤胃真菌研究进展
瘤胃真菌研究进展陈祥庶1,孙茂红2,岳春旺2,李少文1(1.密云县畜牧服务中心,北京101500;2.河北北方学院,河北张家口075131)摘要 介绍了瘤胃真菌的特点,在饲料降解中的作用,与其他微生物的关系和影响瘤胃真菌的因素;提出了在该研究领域尚待解决的问题。
关键词 瘤胃真菌;饲料降解;反刍中图分类号 S852.661 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2008)13-05461-03作者简介 陈祥庶(1974-),男,江西兴国人,兽医师,从事动物防疫、检疫与畜牧兽医技术推广工作。
收稿日期 2008-03-03过去对反刍动物瘤胃微生物区系的研究主要集中在瘤胃细菌及纤毛虫的数量、分布及其生命活动等方面,对瘤胃真菌研究较少。
自1975年O rp in 首次报道瘤胃真菌对植物细胞壁有降解作用后,人们开始将兴趣转向瘤胃真菌的研究。
瘤胃真菌在降解饲料,特别是大颗粒、大片段植物纤维过程中起着重要作用。
笔者就瘤胃真菌的特点、形态、在饲料降解中的作用及其应用前景进行综述。
1 瘤胃真菌的特点1.1 分类在O rp in 首次发现绵羊瘤胃厌氧真菌之前,瘤胃微生物被认为仅由细菌和纤毛虫构成。
目前,在绵羊、山羊、黄牛、水牛等10多种草食动物的消化道中,已发现瘤胃真菌的广泛存在,共计5个属、10多个种。
其中,5个属分别为N eocalli m astix 、P irom yces 、Caecom yces 、O rp i nom yces 和A aero -m yces 。
所有已分离出的瘤胃真菌都具有溶解纤维的特性,并且都具有降解植物细胞壁中结构性碳水化合物的能力[1]。
瘤胃真菌菌丝体的形成方式有单中心类型和多中心类型2种。
在单中心类型中,菌丝体通常形成单个孢子囊,而在多中心类型中,菌丝体形成多个孢子囊,其中N eocalli mas-ti x 、Pirom yces 和Caecom yces 为单中心形成方式,A na erom yces 和O rp i nom yces 为多中心形成方式。
反刍动物瘤胃纤维降解微生物的研究进展
１．１ 纤 维 素 酶 植物 性 饲 料 大 多 含 有 较 高 纤 维 素，其 在 瘤 胃 中
降解时需要纤维素降解微生物分泌的酶来催化。纤 维素酶实质 上 是 由 多 种 酶 组 成 的 复 合 酶 主 ［１０］ 要 包 括三类：（１）内 切β１，４葡 聚 糖 酶 简 称 为 内 切 酶，随 机切割纤维素多糖 链 内 部 的 无 定 形 位 置，产 生 不 同 长度的寡糖，从 而 产 生 新 的 链 端 。 ［１１］ （２）外 切β１， ４葡聚糖酶简称 外 切 酶，作 用 于 纤 维 素 多 糖 链 的 还 原端或非还原端，释 放 出 的 产 物 主 要 是 葡 萄 糖 或 纤 维二糖，也 可 作 用 于 微 晶 纤 维 素。 （３）β葡 萄 糖 苷 酶，水解可溶性纤维糊精和纤维二糖为葡萄糖 。 ［１２１５］ 在 纤 维 素 降 解 过 程 中 ，这 三 种 酶 协 同 完 成 降 解 任 务 。 １．２ 瘤 胃 纤 维 素 酶 基 因 的 多 样 性
Ｅｍａｉｌ：ｘｕｘｉａｏｆｅｎｇｎｄ＠１２６．ｃｏｍ
第 ７ 期 朱 相 德 ，等 ：反 刍 动 物 瘤 胃 纤 维 降 解 微 生 物 的 研 究 进 展
９
脱支酶和寡糖降解 酶 基 因，厚 壁 菌 和 纤 维 杆 菌 门 富 含纤维素酶和半纤 维 素 酶 基 因，显 示 出 极 高 的 多 样 性。张慧敏等 对 ［１８］ 海 子 水 牛 进 行 宏 基 因 组 测 序 发 现具有木 质 纤 维 素 降 解 能 力 的 蛋 白 质 是 由 ３８０１１ 个 基因所编码，其中糖苷水解酶 （ＧＨ）基因数量最 多 （１７８７７ 个）、糖基转移酶 （ＧＴ）（８６３７ 个）、碳 水化合物结合模块 （ＣＢＭ）（４６９３ 个）和碳 水化 合 物酯酶 （ＣＥ）基因 （４２１４ 个）数量次之，多糖裂合 酶 （ＰＬ）（１２９６ 个）和辅助氧化还原酶 （ＡＡ）基因 （９３４个）数 量 较 少。 且 研 究 发 现 糖 苷 水 解 酶 家 族 （ＧＨｓ）５、６、７、８、９、１０、１２、４４、４５、５１、６１ 和 ７４ 具 有 纤维素水解活性 。 ［１９］ 其中 ＧＨ７家 族 纤 维 素 酶 主 要 集中于整个内切纤维素酶系中，ＧＨ５ 家族中 纤维 素 酶种类较为多样［２０］，ＧＨ６和 ＧＨ７家族中外切葡聚 糖酶含量丰富［２１］，β葡萄糖苷酶 多 在 ＧＨ３ 家 族 。 ［２２］ 总 之 ，瘤 胃 中 存 在 大 量 还 未 挖 掘 的 纤 维 素 酶 基 因 ，如 果能将其分离并在工程菌中表达将极具应用前景。 １．３ 纤 维 素 酶 降 解 纤 维 素 的 作 用 机 制
奶牛瘤胃微生物的研究进展
奶牛瘤胃微生物区系不是一出生就存在的，而随着
的微生物，这些微生物互相作用，维持奶牛的健康生 奶牛与外界环境的不断接触，经过对环境的适应，逐步 长。许多研究证实，奶牛不同的生理阶段其微生物的组 定植、存活和繁殖的[14]。在奶牛瘤胃中栖息的这些微生
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
成结构不同，这种微生物随奶牛生理状态变化而变化的 物具有种类多样性及相互作用复杂性的特点，对消化日 模式有助于维持奶牛的健康和产生性能[8~10]。另有研究 粮中的营养物质起主要作用。
到非常重要的作用，与产奶量呈显著正相关。 有研究表明，瘤胃微生物的组成与奶牛的饲料转化率
有关，这说明瘤胃微生物具有调控饲料转化率的功能[24]。 Li等[27]应用宏基因组技术检测高、低饲料转化率组牛的 瘤胃微生物组成和代谢通路，结果显示，低饲料转化 率组牛的瘤胃微生物的活动性比高饲料转化率组高。 Shabat等[28]测定了146头奶牛的生产性能、饲料转化率 以及瘤胃微生物组成，结果表明，瘤胃微生物丰度与饲 料转化率呈负相关关系，通过瘤胃微生物的种类可以预 测饲料转化率和生产性能，对微生物种类进行优化可以 提高奶牛对能量的利用率，减少甲烷的排放。Ross等[29] 也认为奶牛瘤胃微生物的变化与甲烷的排放相关。由此 可见，奶牛瘤胃微生物具有多种功能，在奶牛生长发育 以及生产性能的发挥中起着非常重要的作用，通过对瘤 胃微生物进行分析，不仅能反映奶牛机体状况，还有助 于为人类带来更多的畜产品资源，保护生态环境。
牛生产技术。
瘤胃微生物主要包括细菌、真菌、古菌和原虫四大 类，狭义上指的是细菌[15]。有研究指出，每克瘤胃内容 物约有1011个细菌，200个种类，纤毛虫104～106个，涵 盖24个属，厌氧真菌有102～104个，包括5个属[16]。瘤胃 微生物的组成在奶牛上研究较多，Jami等[17]对不同年龄
反刍动物有效纤维评价体系设计探讨
反刍动物有效纤维评价体系设计探讨在诸如绵羊或放牧牛等反刍动物的消化活动当中，饲粮有效纤维发挥着重要作用，其对动物高产、保证瘤胃健康及维持瘤胃内环境的稳定等，现实意义凸显。
本文通过对饲粮纤维物理体系及有效性评价方式进行简要分析，确定绵羊或放牧牛等反刍动物物理有效纤维需要量的方法，最后对绵羊或放牧牛等反刍动物有效纤维需要量分析，以期为生产当中不同体系的合理运用提供理论依据。
平衡日粮的一个经济手段是追求瘤胃的最优发酵、降低发酵损失。
瘤胃微生物需要的能量大部分是从碳水化合物发酵中获取，瘤胃微生物一般可根据发酵碳水化合物的类型进行分类。
美国康乃尔大学评价牛日粮的净碳水化合物和蛋白质体系（CNCPS）中，瘤胃微生物被区分为两大类：发酵非结构性碳水化合物（NSC）和发酵结构性碳水化合物（SC）的微生物，这种区分反映了氮利用、生长速率的差异，特别是能量来源利用方面的绝对区分。
只要有合适的氮源，两类微生物的生长速率和分解终产物直接与碳水化合物的消化成比例。
因而调整反刍动物Et粮中纤维的组成和含量，可以调控瘤胃中碳水化合物的分解速度和程度、pH值和挥发性脂肪酸（VFA）产生的量和比例，调节氮源的利用，最终影响微生物的合成和动物的生产性能。
1 反刍动物饲粮纤维物理体系通常，粪便中的纤维颗粒是从瘤胃逃逸的内容物部分，这部分纤维对动物的咀嚼活动不形成有效刺激。
有研究指出，通过对饲喂40种不同饲粮的放牧牛粪便中的纤维长度进行检测，发现超过3.34mm筛层的粪便颗粒所占比例均＜5%，粪便颗粒维持在筛孔0.39～1.19mm之间。
还有研究指出，长度＞1.17mm筛层饲料，能够在绵羊及放牧牛瘤胃中长时间存留。
当饲料颗粒＜1.19mm时，可在绵羊及放牧牛的瘤胃中快速通过，对反刍活动不产生刺激。
当前，对饲粮纤维的物理有效性评价已有多种方式，其中宾州筛（PSPS）是一种最常用的工具。
有评价饲粮颗粒分布并结合中性洗涤纤维（NDF）含量的PSPS体系，有以纤维长度、含量和韧性为条件的咀嚼指数（CI）体系，二者应用最为广泛。
瘤胃微生物在木质纤维素生物质资源可再生生物转化中的应用研究进展
瘤胃微生物在木质纤维素生物质资源可再生生物转化中的应用
研究进展
秦宇珍;邓向飞;江天瑞;杨春蕾
【期刊名称】《中国畜牧杂志》
【年(卷),期】2023(59)1
【摘要】木质纤维素生物质是最丰富的可再生资源之一,将其高效转化为生物能源是缓解能源短缺和回收废弃物的有效途径。
然而,因为木质纤维素复杂的网状结构,需要多种微生物和酶系的协同作用使其有效降解。
反刍动物瘤胃作为一种天然的厌氧发酵体系,具有高效转化木质纤维素的功能,主要依赖于其复杂且协同的瘤胃微生物群落及分泌的酶。
本文在总结瘤胃内与木质纤维素降解相关的微生物群落结构的基础上,重点综述了瘤胃微生物及其分泌的酶类在木质纤维素降解中的相关机理、人工瘤胃发酵系统的构建和提升降解效率的相关调控手段等方面的研究进展,旨在为利用瘤胃微生物实现木质纤维素生物质的价值化应用提供新的思路和方法。
【总页数】8页(P57-64)
【作者】秦宇珍;邓向飞;江天瑞;杨春蕾
【作者单位】浙江工业大学生物工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】S816
【相关文献】
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2.利用可再生纤维素资源生物转化生成木糖醇的研究进展
3.可再生生物质资源——无硫木质素在现代工业中的应用
4.佐治亚理工学院可再生生物制品研究所举办木质纤维素生物质精炼技术及产品的研究进展研讨会
5.木质纤维素可再生生物质资源预处理技术的研究进展
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被命 名 为纤维体 ， 以突 出 Ｃ Ｆ在纤 维素 降解 过程 中 Ｂ
的重要作 用口 。 ］
切葡 聚糖酶 和 Ｂ糖 苷酶 ＿ 。本 文对 纤维体 概念 的提 ． １ ］
出过程 、 纤维 体存 在 的证据 、 纤维 体作 用 的分子基 础 和功 能 以及 瘤 胃微生 物纤 维体类 似 物的研 究进行 了
维素 降解 的酶整 合 在 一起 ， 并将 微 生 物 与纤 维 性 底 物连接 起来 ， 而 实 现对 纤 维 素 的高效 降 解 。参 与 进
纤 维素 降解 的酶 至少 有 以下 ３种 ： 内切葡 聚糖酶 、 外
１ ｍ） ８ｎ 的大分 子实 体 （ 子量超 过 ２ ０ ｕ Ｅ 。在 分 ×１ ） ３ ４
界 中分 布最 广 、 量 最 多 的一 种 结 构 多糖 。对 于纤 含 维素 的降解 ， 年来 人 们 一 直认 为是 由多 种微 生 物 多
而 又被称 为纤维 素结 合 因子 （ ｅｌｌｓ—ｉｄｎ ａ — ｃ ｌ ｏｃｂｎ ｉｇｆｃ ｕ
ｔｒ Ｃ Ｆ 。研究 表 明 ， ｏ ， Ｂ ）］ 在细 菌细胞 表 面和 细菌培
些微 生物 中的证 据包 括 ：１ 与 嗜热纤维 梭菌纤 维体 （） 抗 原 发生交 叉反 应 ；２ 对编码 鹰架 蛋 白和纤维 体酶 （）
科 学家 通过将 野 生菌株 与纤 维素 附着 能力 缺失 的菌
株 比较 ， 将野 生菌 株 细 胞表 面能 与 纤 维 素发 生 特 异
基 因 的分 离和测 序 ；３ 细胞 表 面的突起 物结构 ；４ （） （）
纤 维 分 解 体 系 。现 已 经 在 嗜 温 纤 维 分 解 菌 （ 如
Ｃｌ ｓ ｒ ｕ ｏ ｔ ｉ ｍ ｃ ｌ ｌ ｖ ｒ ｎ ， Ｃｌ ｓ ｒｄ ｕ ｄｉ ｅｌ ｏ ｏ ａ ｓ ｕ ｏ ｔｉ ｉ ｍ ｃ ｌｕ ｏ ｅｌ ｌ —
多实验 室开 始致力 于利 用 可再生 资 源来 生 产酒精 等
究 对象 。研究 者 试 图以纤维 素 为底物 培养具 有纤 维 降解活性 的嗜热纤 维梭 菌来 建立 一种利 用纤 维素稳 定 生产 酒精 的体 系 。在 研 究 过 程 中发 现 ， 嗜热 纤 维
梭菌 在 降解纤 维 素 之前 首 先 会 与 纤维 素 紧 密 结合 ，
菌纤 维体相 似 的复合 物 （ 表 １ 。纤 维体 存 在 于这 如 ）
张元庆 蒋林树。 孟 庆翔
（． １ 中国农业大学动物科技学院 ， 北京 １ ０ ９ ； ． ０ ０ ４ ２ 北京农学院动物科技系 ， 北京 １ ２０ ） ０ ２ ６ 摘 要： 纤维 体是指某些Ｊ 犬氧细菌和真菌产 的降解纤维 素的多酶复合体 ， 它能够将纤维 素和微生物细胞 连接起
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
来， 进而实现对纤维索 的高效降解 。纤维体首先是在 嗜热 纤维梭 菌上发现 并被提 出。 目前 ， 维体 的研究 已成为 纤 瘤 胃微生物研究 领域 的热 点问题 。本文对纤维体概念 的提 出过 程、 维体 存在 的证据 、 维体 作用的分子基 础和 纤 纤
养 基 中均可 以发现 Ｃ Ｆ， Ｂ 且这 两 种存 在 形式 的组成
游离 酶协 同完成 的。这种 观点对 于许 多纤 维 降解 微 生物 是正确 的 ， 尤其 是好 氧微生 物 ， 近年 来从 许多 但 厌 氧微 生 物 中分 离 到 了多 组 分 的纤 维 降解 酶 复 合
物， 即纤 维 体 （ｅｌｌｓｍｅ ， 可 以将 各 种 参 与 纤 ｃｌ ｏ ｏ ） 它 ｕ
维普资讯
动 物 营 养 学 撤 ２０ ， ８Ｓ ｐ １：６—６ ０ ６ １ （ ｕ ｐ）３ １３ ６
Ｃ ｉｅｅ ｏ ｒａ ｆ ｉ ｌ ｕｒＩ ｎ ｈｎｓ Ｊ ｕｎ ｌ ｍａ Ｎ ｔ ｉ ｏ Ａｎ ｉｏ
纤 维体 及 其在 瘤 胃微 生 物 中的研 究进 展
综述。
２ 纤维 分 解 微 生 物 中纤维 体 存 在 的 证 据
目前 的研究 表 明 ， 维体 广泛 存 在 于厌 氧微 生 纤
物中， 这种 结构 是通 过 进 化选 择 形 成 的一 种有 效 的
１ 纤 维体 概 念 的 提 出
２ Ｏ世 纪 ７ Ｏ年 代 石 油危 机 爆 发后 ， 界 各 地 许 世
功能以及瘤 胃微 生物纤维体类 似物的研究进行 了综述 。
关 键 词 ： 维 体 ； 生 物 ；瘤 胃 纤 微
地 球上绿 色植 物每年净产 有机物约 １ ５ “～ ． １ ｘ０
子 也可 以与附 着 能力 缺失 菌株 发 生 特异 性结 合 ， 因
２ｘ１ ｕ ， 中纤 维 素 占 １３ ／ 。纤 维素 是 自然 ０ 其 ｔ ／ ～１２
几 乎完全 相 同口 ； 同时 发 现 ， 分 子 量 的 Ｃ Ｆ并 不 高 Ｂ 是 一种 非特异 性蛋 白聚 合体 ， 而是 具 有独 立 功 能 的 亚 单位 复合体 。凝 胶 过 滤 、 降速 率 以及 电镜 观察 沉
结 果表 明 ， Ｆ 是 一 个 大 小 相 对 一 致 （ 径 约 为 ＣＢ 直
易利 用 能源 物质 的研究 。纤 维素 也是其 中的一种研
ｌｔ ｕ ， ｌｓ ｉ ｉｍ ｏｕｈ ， ｌｓｒ ｉｍ ｐ ｐ ｒ— ｙｉ ｍ Ｃｏ ｔ ｄ ｕ ｊｓ ｉｅ Ｃ ｏｔｉ ｕ ａ ｙｏ ｃ ｒ ｄ
ｓ ｌｅ ｓ 和厌 氧非 梭 菌 （ Ｂ ｃ ｒ ｉｅ ｅｌ ｌｓｌｅ ｏｖｎ ） 如 ａ ｔ ｏｄ ｓ ｌ ｏｏｖｓ ｅ ｃ ｕ 和 Ａｃｔ ｉｒ ｅｌｌｌｔ ｕ ） 发 现 了与 热 纤 维 梭 ｅｉ ｂ ｉ ｃｌ ｏｙｉ ｓ 中 ｖ ｏ ｕ ｃ
高分 子量 复合物 的分离 。
性结合 的物质假 定 为黏 附 因子 （ ｏ ｅｉ） 该 黏 附因 ｃｈ ｓ ， ｎ
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