参与瘤胃内纤维素降解过程的主要微生物研究进展

纤维素是反刍动物的必需营养素之一,反刍动物主要通过瘤胃微生物降解纤维素。研究者们希望通过全面深入地了解纤维素在瘤胃内的降解过程及相关微生物的信息去调控瘤胃发酵,最终提高动物生产性能。因此,纤维素在瘤胃内的降解过程及相关微生物是反刍动物营养研究的重要内容之一。目前,人们对瘤胃内个别种属纤维分解菌的个别菌株研究较为深入,并建立了纤维小体模型,但是缺乏对瘤胃微生物这个复杂系统整体的了解,同时人们对纤维降解菌和纤维素酶的研究还停留在理论阶段。作者综述了纤维素降解过程及主要相关微生物,其中重点介绍纤维分解菌及相应的纤维素酶的分类、结构和功能,以及固相黏附微生物的洗脱方法等。     

瘤胃纤维降解相关酶活性的测定

纤维的瘤胃降解是一复杂的微生物发酵过程,涉及到微生物对纤维的黏附、纤维的水解及最终纤维糊精的发酵。其中,微生物分泌的纤维降解酶至关重要。只有伴随足量酶的产生,才发生真正的纤维分解作用。本文将介绍微晶纤维素酶、羧甲基纤维素酶、纤维二糖酶、木聚糖酶等4类型纤维降解酶活性的测定方法。     

反刍动物瘤胃纤维降解微生物的研究进展

反刍动物瘤胃纤维降解微生物能分泌大量的纤维素酶和半纤维素酶,在瘤胃纤维降解过程中发挥着重要作用,是反刍动物高效利用粗饲料资源的基础。该文简要介绍了纤维素酶组成、瘤胃纤维素酶基因多样性研究进展,综述了纤维素酶降解纤维素的作用机制以及厌氧真菌对纤维物质的降解过程,概述了近年来瘤胃纤维降解微生物的分离筛选研究进展,以及碳水化合物、饲料加工和添加剂对瘤胃纤维降解微生物的调控作用,以期为相关研究提供参考。     

瘤胃微生物可作为新式酶源

与单胃动物相比 ,反刍动物具有较强的降解、消化饲料的能力 ,这与其体内的瘤胃微生物密切相关。瘤胃微生物包括细菌、原虫和真菌。1　瘤胃微生物的特点1 1　瘤胃中的细菌　反刍动物是食草动物 ,在其食物中含有大量的纤维素 ,少量木质素和多糖类、蛋白质等复杂大分子物 ,因此在瘤胃中发育有能降解这些复杂有机物的微生物区系。1 1 1　分解纤维菌　瘤胃中能分解纤维素的细菌十分丰富 ,主要有产琥珀酸拟杆菌、白色瘤胃球菌、生黄瘤胃球菌和溶纤维丁酸弧菌 ,还有锁头状丁酸弧菌。其中对纤维分解起主要作用的细菌是产琥珀酸拟杆菌、白色瘤胃球…     

瘤胃内纤维素酶活性的测定

反刍动物依靠瘤胃微生物分泌的纤维素酶来分解利用纤维物质.近年来人们研究发现,只有与饲料颗粒紧密结合的微生物才直接负责纤维物质的降解,即分泌纤维素酶,而瘤胃液内纤维素酶活性很小或检测不到.这里介绍与饲料颗粒相粘附的纤维素酶(CMCase)活性的测定方法.     

科苑采撷

猪后肠对纤维的降解猪的小肠和大肠不分泌降解纤维的酶，纤维能被产生纤维酶、半纤维素酶及其它酶的一些微生物所降解，这些微生物在反刍动物和非反刍动物的盲肠和结肠里大量存在。与瘤胃微生物相仿，猪大肠中类杆菌属细菌和瘤胃球菌属细菌是主要的纤维分解菌。饲料纤在大肠中停留２０～４０小时小肠２～１６小时，在此期间它被部分分解为挥发性脂肪酸ＶＦＡ，包括醋酸盐、丙酸盐、丁酸盐以及甲烷、氧气和二氧化碳等气体。ＶＦＡ很快被后肠吸收，并提供肥育猪和成年猪３０％的维持能量需求，因此，它对体内总能利用是相当重要的。ＰＳＥ猪肉…     

瘤胃内微生物对饲料蛋白质消化的探析

1饲料蛋白质被瘤胃微生物降解瘤胃中有很多细菌能分泌蛋白酶,具有降解蛋白质的能力。最熟知的有嗜淀粉拟杆菌、溶纤维丁酸弧菌和栖瘤胃普雷沃氏菌这3种细菌。瘤胃真菌也具有分解蛋白质的能力。瘤胃厌氧性真菌菌株都可产生金属蛋白酶,N.frontalis可产生相当于细菌产生的高活性蛋白酶。     

纤维体及其在瘤胃微生物中的研究进展

纤维体是指某些厌氧细菌和真菌产生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来,进而实现对纤维素的高效降解。纤维体首先是在嗜热纤维梭菌上发现并被提出。目前,纤维体的研究已成为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、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综述。     

反刍动物瘤胃厌氧真菌的研究进展

瘤胃厌氧真菌是瘤胃微生物区系中的一种功能菌,在反刍动物瘤胃中纤维物质的分解消化过程中发挥着重要的作用,而且还参与瘤胃内淀粉以及蛋白质的降解过程。本文就瘤胃厌氧真菌的生理特性、影响瘤胃厌氧真菌的一些因素以及真菌在饲料降解中的作用进行阐述。     

瘤胃微生物纤维素酶的研究与应用前景

瘤胃是反刍动物复胃（多室胃）的组成部分之一，而瘤胃微生物则是指栖息在瘤胃中的微生物，主要包括细菌，真菌和原生动物，其中，瘤胃细菌和瘤胃真菌能分泌纤维素酶，纤维素酶是多组分复合酶，主要为内切型葡聚糖酶，外切型葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶，由于瘤胃纤维素酶对纤维素有较强的降解能力。故瘤胃微生物纤维素酶在降解纤维素，开发新饲料，作为新式酶源和处理有机垃圾等方面有广阔的应用前景。     

大豆寡糖对瘤胃微生物区系的影响

本文旨在研究大豆寡糖对绵羊瘤胃细菌总数、纤维分解菌数、甲烷产生菌数和瘤胃原虫数的影响.选用9只带有永久性瘤胃瘘管的试验羊,随机分为3组,饲喂相同的基础日粮,并在此基础上分别灌注占干物质采食量(DMI)1.2%、0.6%和0.0%的大豆寡糖.细菌和纤维菌的计数采用Hungate的滚管法;甲烷菌的计数采用最大可能计数法进行;原虫计数采用血球计数室计数法.结果表明,灌注大豆寡糖提高了瘤胃纤维分解菌的数量,降低了甲烷产生菌的数量.这表明大豆寡糖对绵羊瘤胃微生物区系有着较为显著的影响,有利于中性洗涤纤维(NDF)在瘤胃内的降解和减少饲料能量的损失.     

瘤胃微生物纤维体研究进展

纤维体是一个新概念,它是指某些厌氧细菌和真菌产生的降解纤维素的多酶复合体。本文对纤维体概念的提出过程、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综述。     

瘤胃厌氧真菌对木质纤维素降解的研究进展

瘤胃厌氧真菌在木质纤维素的降解中起着重要作用,它不仅能分泌降解含有微晶纤维素的天然木质纤维素的酶系,而且能组装成具有高效催化活性的纤维小体类似复合体。主要围绕瘤胃厌氧真菌在木质纤维素降解中的作用、瘤胃厌氧真菌的木质纤维素降解系统、瘤胃厌氧真菌的纤维小体类似复合体作一综述。     

羊草茎在奶牛瘤胃中降解特性及其对食糜纤维分解菌数量的影响

本试验旨在研究羊草茎降解特性和紧密吸附于茎的3种主要纤维分解菌的动态变化。选用羊草茎为试验材料,将其纵切6份后装入尼龙袋投入瘤胃中,分别在6,12,24,48和72 h取出,利用扫描电子显微镜观察超微结构变化;取粉碎后羊草茎进行尼龙袋试验,分别在0.5,2,6、12,24,48和72 h取出,测定不同时间点中性洗涤纤维(neutral detergent fiber,NDF)降解率和吸附在茎中3种主要纤维分解菌的数量变化。结果表明,薄壁组织和韧皮部可被瘤胃微生物降解,维管束会伴随薄壁组织的降解而发生脱落。羊草茎和食糜不同时间点纤维分解菌数量均为产琥珀酸丝状杆菌>白色瘤胃球菌>黄色瘤胃球菌,茎中产琥珀酸丝状杆菌和黄色瘤胃球菌数量在24 h达峰值,分别为10⁹和10⁵ copy/g羊草茎,白色瘤胃球菌在12 h达峰值,为10⁸ copy/g羊草茎。瘤胃食糜中3种纤维分解菌的数量在24 h内基本处在一个恒定的水平,而羊草茎NDF降解率在72 h内逐渐提高,羊草NDF降解率与瘤胃食糜中3种纤维分解菌数量不同步,这可能与纤维分解菌分泌的酶活力存在滞后有关。     

对以纤维素为唯一碳源条件下瘤胃细菌群落动态变化的研究

本试验使用以纤维素为唯一碳源的培养基培养瘤胃细菌,然后利用宏基因组技术分析瘤胃细菌群落在不同时间点的动态变化。将瘤胃微生物菌液接种到由厌氧稀释液和纤维素配制的纤维素选择性培养基中,连续培养50 h,分别在10、20、30、40和50 h取样,提取DNA,进行16S rRNA基因测序,分析细菌群落多样性和丰度变化。结果显示,不同时间点α多样性指数Ace差异显著（P<0.05）,其中30 h α多样性显著高于40、50 h（P<0.05）;β多样性指数分析显示,40和50 h的菌群组成与10和20 h的菌群组成差异显著（P<0.05）,30 h是细菌群落演替的时间点;已知的纤维降解菌属如丁酸弧菌属（Butyrivibrio）、假丁酸弧菌属（Pseudobutyrivibrio）、梭菌属（Clostridium）的丰度均呈逐渐增加的趋势。纤维杆菌属（Fibrobacter）在不同时间点的丰度没有差异（P>0.05）。在培养过程中发现,潜在的纤维降解菌Acholeplasma,Alkaliphilus,Blautia,GW_34的丰度随培养时间增加逐渐增加,并均在50 h丰度显著高于10 h（P<0.05）。根据微生物菌群的多样性、丰富度、已知纤维降解菌和其他潜在纤维降解菌的丰度变化,确定30~40 h为下一步富集分离纤维降解菌的参考时间段,该结果为下一步稀释培养分离新的纯纤维降解菌提供了理论依据。     

瘤胃内3种主要纤维分解菌的研究进展

作者阐述了瘤胃内主要纤维分解菌的生物学特性、对纤维物质的降解能力,并介绍了近几年国内外对这几种主要纤维分解菌的研究进展。     

纤维体及其在瘤胃纤维素降解中的作用

纤维体是某些厌氧微生物产生,降解纤维素的一种多酶复合体。它能够将纤维素和微生物紧密连接起来,相比于游离酶,纤维体中的酶浓度更高且具有协同作用,进而实现对纤维素的高效降解。文章综述了纤维体的结构,纤维体各部分有序组合,纤维体在瘤胃消化中的作用及可能的作用机理。     

外源生物制剂对玉米秸秆和马铃薯渣混贮品质及瘤胃降解率的影响

【目的】 试验旨在研究外源生物制剂对玉米秸秆与马铃薯渣混贮饲料发酵品质、营养价值及72 h瘤胃降解率的影响, 筛选高效饲用生物制剂, 探索实用的玉米秸秆饲料转化技术。【方法】 以粮饲兼用型玉米品种原单32秸秆和克新1号马铃薯渣为试验材料, 以3∶1比例混合青贮。采用完全随机试验设计, 共15个处理, 分别采用酶制剂(CE₁、CE₂、CE₃和CE₄)、菌制剂(LAB)及酶菌复合处理(MCL₁、MCL₂、MCL₃、MCL₄、MCL₅、MCL₆、MCL₇、MCL₈和MCL₉), 并设置不添加任何酶菌制剂的对照组(CK)。青贮发酵60 d之后, 对混贮饲料青贮质量指标及瘤胃降解率进行测定。【结果】 混贮饲料各处理及对照感官评定均达到了优级; 酶处理组和酶菌处理组混贮饲料乳酸、乙酸含量均显著高于菌处理组及对照(P<0.05), 其中MCL₂和MCL₄处理组乳酸含量最高, 分别为2.82%和2.77%;与对照相比, 各处理组混贮饲料纤维素、中性洗涤纤维(NDF)及酸性洗涤纤维(ADF)含量均显著降低(P < 0.05), 其中MCL₂处理最低, 分别为22.86%、53.43%、33.99%;1 g/3 kg纤维素酶添加处理组(CE₁、MCL₂、MCL₆、MCL₇)纤维素72 h瘤胃降解率均显著高于其他处理组(P<0.05)。【结论】 酶、菌及菌酶协同作用不同程度促进玉米秸秆与马铃薯渣混贮饲料发酵, 改善混贮饲料营养价值, 提高反刍动物瘤胃对营养物质的降解效率, 综合玉米秸秆发酵品质、营养成分及养分瘤胃降解率: 酶菌复合处理>酶处理>菌处理, 其中MCL₂处理组(木聚糖酶1 g/3 kg、果胶酶1 g/3 kg、β-葡聚糖酶1 g/3 kg、乳杆菌3 g/3 kg、纤维素酶1 g/3 kg)效果最佳; 纤维素酶降低玉米秸秆混贮饲料纤维素、ADF、NDF含量, 最适纤维素酶添加量为1 g/3 kg。     

西藏地区牦牛瘤胃中兼性厌氧纤维素降解菌的分离鉴定

本研究旨在从西藏地区牦牛瘤胃中分离出具有分解纤维素能力的兼性厌氧菌,为青贮饲料微生物添加剂的研制提供支持。试验采集了西藏那曲地区成年牦牛的新鲜瘤胃液,经刚果红染色初筛,滤纸降解复筛,获得分解纤维素能力强的菌株,对菌株生长速率及酶活力进行测定,经形态学、生理生化特性和16S rRNA序列分析对菌株进行鉴定,并分析了菌株对水稻秸秆的降解效果。试验分离出一株兼性厌氧纤维素降解菌,属于肠球菌属,即粪肠球菌(Enterococcus faecalis) JF85。菌株JF85在15~55 ℃,pH 3.0~7.0及3.0%和6.5% NaCl培养基中生长良好。接种JF85,36 h后可获得最大内切葡聚糖酶活力(0.41 U/mL)和滤纸酶活力(0.13 U/mL)。在模拟发酵试验中,接种菌株JF85,14 d后水稻秸秆干物质、纤维素和半纤维素含量与对照组相比显著降低(P<0.05);在发酵第7天,JF85处理组显示最高的可溶性碳水化合物含量,整个发酵过程中木质素含量变化不显著(P>0.05)。菌株JF85具有分解纤维素、耐酸、耐盐特性,在青贮饲料生产中具有较好的应用前景。