瘤胃微生物之间的关系

（三）不同的观点 1、Hungate（1984）指出，这种尝试不可能 成功。现有的瘤胃微生物的生态系统消化利用 粗饲料应该是最有效的。这是几百万年来的进 化结果。如果有更有效的微生物，瘤胃中就应 该存在了。 2、加拿大Teather和Ohmiya（1991）研究了瘤 胃纤维素酶体系的分子遗传学，希望通过转基 因技术培育新的微生物，充分发挥瘤胃细菌消 化纤维素的能力。Gregg和Sharpe（1991）希望 通过转基因技术提高瘤胃微生物的脱毒能力。
1. 2. 3. 4. 5. Rumen Bacteria Protozoa Anaerobic fungi Defaunation
第三讲 瘤胃微生物之间的关系
赵广永
反刍动物的复胃结构
食管 瘤胃背囊
瘤胃腹囊
网胃
瓣胃
小肠
真胃
一、瘤胃微生物的种类
主要分为三大类：细菌、原虫 和厌氧真菌。
（一）细菌的分类与特征
1、根据细菌对饲料分解的特点分类 （1）纤维分解菌 （2）淀粉分解菌 （3）蛋白质分解菌 （4）产甲烷菌
2、根据细菌在瘤胃中的位置分类 （1）游离于瘤胃液中的细菌 主要以可溶性营养物质为食物。 （2）附着于饲料颗粒上的细菌 主要以纤维素和半纤维素为食物。 （3）附着于细胞上的细菌
（二）原虫的分类与特征
1、分类 由于原虫的体积较大，所以可以根 据原虫的形态分为：纤毛虫和鞭毛虫。 纤毛虫又被分为贫毛虫和全毛虫两类。 贫毛虫只有口缘部或其它个别部位有纤 毛。全毛虫几乎全部被纤毛覆盖。
绵羊瘤胃中的原虫
奶牛瘤胃中的原虫
瘤胃原虫与瘤胃细菌的比较
瘤胃原虫的纤毛
瘤胃鞭毛虫的形态
2、原虫的体积和数量
原虫一般长19—38微米，宽15—109 微米。瘤胃液中原虫的浓度为20—200万 个/毫升。
3、原虫与细菌的差别
（1）原虫的增殖速度比细菌慢。一般需要数天， 而细菌一般为半小时至数小时。 （2）原虫的活动性强。细菌的活动性差。 （3）原虫数量比细菌少，但对饲料的消化作用 与细菌基本相同。 （4）原虫可以不溶多聚物的形式储存多余的淀 粉，对于稳定瘤胃的pH值有重要作用。 （5）原虫对瘤胃pH值的变化比较敏感。 （6）细菌可以利用氨合成蛋白质，而原虫只能 靠吞食细菌或饲料中的蛋白质作为蛋白质的来 源。
4、原虫在瘤胃消化中的作用
（1）产生纤维素酶，发酵纤维素。 （2）发酵淀粉。 （3）分解利用脂肪。 （4）利用蛋白质。
（三）厌氧真菌的特征
1、厌氧真菌的发现 由Orpin（1975）和Bauchop（1979）发现。 在此之前，游动的孢子被认为是鞭毛虫。 2、厌氧真菌的特点 严格厌氧。可以利用植物多糖和可溶性单 糖。可以利用氨作为氮源。主要产物是乙酸和 氢。在微生物物质中占8%。其作用主要是消化 低质粗饲料。去除真菌，可使秸秆消化率下降。
瘤胃厌氧真菌
瘤胃厌氧真菌
二、研究瘤胃微生பைடு நூலகம்的方法
（一）人工瘤胃法：包括短期发酵人工瘤 胃和 持续发酵人工瘤胃 （二）去除微生物法：对微生物区系进行 调控，以观察效果 （三）隔离动物
三、瘤胃细菌之间的关系
（一）产物—基质关系 （二）竞争关系
产琥珀酸拟杆菌与新月单胞菌之间的关系
纤维素+CO2 产琥珀酸拟杆菌
（四）比喻
人工选育可以把野牛，培育成高产 奶牛或肉牛。但是，高产奶牛或肉牛只 有在人工控制的条件下才能发挥其生产 性能。把高产奶牛或肉牛放入野生环境 中，这些牛能否生存？能否保持很高的 生产性能？
（五）存在的问题
人类的主观能动性究竟能否超越生 物的进化与自然选择？（不仅仅对瘤胃 微生物）
主要检索词
五、去原虫对瘤胃发酵的影响
（一）导致瘤胃pH值下降。 （二）细菌的数量增加，瘤胃氨浓度下降。 （三）使甲烷产量下降 （四）导致饲料的干物质、中性洗涤纤维 和酸性洗涤纤维的消化率下降。 （五）使反刍动物的氮沉积增加。
六、去除瘤胃原虫的合理性分析
（一）支持去除原虫的观点 （二）反对去除原虫的观点
七、影响瘤胃微生物群体的因素
（一）地理环境 不同地区的牛，其瘤胃原虫的种类有 差别。 （二）饲料成分 饲喂不同日粮的牛，瘤胃原虫的数量 有差别。 （三）个体的差异
八、利用生物技术能否改变 瘤胃微生物区系
（一）问题的提出 1、反刍动物对粗饲料的消化率很低，一般仅 45%左右。 2、微生物消化利用纤维素的基础是可以产生 纤维素酶类。 3、各种酶的产生是由基因控制的。 4、少数瘤胃微生物分解纤维素的能力较强。 5、是否可以把控制基因分离出来，转移到多 种瘤胃微生物内，以培养分解纤维素能力更强 的菌类？
（二）需要面对的问题 1、分离的基因在微生物体内能否表达？ 2、如果可以表达，这些细菌的其它特性会有 什么变化？ 3、新培育的细菌放入瘤胃中，和现有的微生 物群体关系如何？在微生物的竞争中能否生存 下来并且发挥作用？ 4、如果这些微生物可以生存下来，它们的产 物对寄主动物是否会产生不良影响？这些动物 用作人类的食品是否安全？
纤维素碎片
琥珀酸+乙酸+甲酸
新月单胞菌+丙酸+乙酸+CO2
四、瘤胃细菌与瘤胃原虫之间的关系
（一）原虫吞食细菌 （二）细菌把死亡的原虫作为营养来源 （三）产物—基质关系和竞争关系
瘤胃内容物稀释率对瘤胃微生物蛋白质 合成效率的影响
细菌生长繁殖k1 流出k2 营养成分 细菌蛋白质
原虫吞 食、降 解
降解产物
附着于瘤胃上皮的瘤胃细菌
附着于饲料颗粒上的瘤胃细菌
原虫及附着于原虫表面的细菌
3、净碳水化合物—蛋白质体系的分类方法 （CNCPS） （1）瘤胃细菌被分为发酵结构性碳水化合 物（纤维素、半纤维素）的细菌（SC）， 仅利用氨作为氮源 （2）发酵非结构性碳水化合物的细菌 （NSC），可以利用氨、氨基酸和肽。