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。     

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。     

瘤胃微生物在木质纤维素价值化利用的研究进展

瘤胃是反刍动物消化的第一个腔室，各种微生物（细菌、真菌和原生动物）相互作用将木质纤维素植物生物降解为易于代谢的化合物。瘤胃也是目前自然界公认的木质纤维素高效降解和利用的天然反应器，其真菌和细菌可分泌多种木质纤维素降解酶，在木质纤维素生产生物燃料和化学用品方面具有潜在的价值。因此，本研究在瘤胃内木质纤维降解的微生物及其降解木质纤维素相关酶的基础上，重点综述了瘤胃微生物在木质纤维素生物转化为乙醇、生物化学（有机酸）及沼气等方面的研究进展，旨在为瘤胃微生物和瘤胃酶在木质纤维素价值化利用方面的研究和应用提供新的方法和思路。     

厌氧真菌对植物纤维的降解机制研究进展

厌氧真菌利用其特有的假根系统,优先附着和降解植物的木质化组织,同时分泌大量的高活性纤维降解酶,裂解植物木质化组织,从而有利于其它瘤胃微生物对底物的附着和降解,在植物组织的降解中起着独特的作用。本文对厌氧真菌对植物纤维的附着和侵袭及其分泌的一系列纤维降解酶进行了综述。     

瘤胃厌氧真菌对粗饲料的降解机制研究进展

瘤胃厌氧真菌利用其特有的假根系统，优先附着于粗饲料的木质化组织，同时分泌大量的高活性纤维降解酶，裂解植物木质化组织，从而有利于瘤胃细菌对粗饲料的附着和降解。本文对厌氧真菌对粗饲料的附着和侵袭及其分泌的纤维降解酶进行了综述。     

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。     

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。     

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。     

瘤胃纤维分解菌多纤维素酶体及其类似物的研究进展

反刍动物瘤胃微生物能够有效地降解粗饲料,瘤胃细菌特别是纤维分解菌在此过程发挥了特别重要的作用。近年来的研究表明,只有与饲料颗粒相黏附的细菌才直接负责纤维物质的降解,可见黏附是瘤胃细菌降解纤维物质的关键步骤。多纤维素酶体是某些厌氧细菌和真菌产生的、能使微生物细胞与纤维物质发生黏附并高效降解纤维物质的多酶复合体。本文综述了多纤维素酶体的分子结构、瘤胃中主要纤维分解菌的多纤维素酶体及其类似物等方面的研究进展。     

瘤胃微生物对木质纤维素降解的研究进展

木质纤维素是由纤维素、半纤维素和木质素经多种化学键复合形成的三维网状结构,因结构复杂,其降解需要多种微生物及酶类协同互作。而反刍动物的瘤胃生态系统作为一个天然发酵体系,在木质纤维素降解及利用方面发挥着重要作用。因此,本文在综述瘤胃内木质纤维素降解菌的基础上,重点论述瘤胃微生物对木质纤维素的降解和微生物在木质纤维素降解过程中的相互作用,同时对木质纤维素降解菌在组学上的研究进行阐述,旨在为瘤胃微生物协同降解木质纤维素机制的研究提供新的方法和思路。     

瘤胃厌氧真菌的作用及其分子生物学研究方法

瘤胃厌氧真菌这一特殊的菌群除在瘤胃中发挥重要作用外,其分泌的高活性纤维素酶的应用价值也备受关注,因传统培养的局限性,因此,利用分子生物技术开展的研究逐渐深入。作者主要从瘤胃厌氧真菌的特点和多样性出发,厌氧真菌对结构性碳水化合物、淀粉和蛋白质的降解及在瘤胃生态环境中的作用进行了分析,并对研究瘤胃厌氧真菌的分子生物学方法如内转录间隔区(ITS)、变性梯度凝胶电泳(DGGE)、限制性片段长度多态性(RFLP)、实时荧光定量PCR(Real-time PCR,RT-PCR)和宏基因组学(metagenomics)等进行了阐述,以期为瘤胃厌氧真菌的研究提供参考。     

海子水牛瘤胃微生物的宏基因组学分析

为系统探讨海子水牛瘤胃内的微生物组成及木质纤维素降解酶系,本试验利用基于高通量测序的宏基因组学技术对海子水牛(2.5岁左右,平均体重为493 kg)瘤胃液样本进行组学分析。结果表明,共获得了77 283 638条reads,并拼接出744 712个scaffold。经prodigal分析后,共预测出827 044个基因。通过基因注释发现海子水牛瘤胃中含有多种木质纤维素降解微生物,如生黄瘤胃球菌(Ruminococcus flavefaciens)、白色瘤胃球菌(Ruminococcus albus)、产琥珀酸丝状杆菌(Fibrobacter succinogenes)及栖瘤胃普雷沃氏菌(Prevotella ruminicola)。此外,还发现有38 011个基因编码蛋白质具有木质纤维素降解酶活性,其中糖苷水解酶(GH)基因数量最多(17 877个),糖基转移酶(GT)(8 637个)、碳水化合物结合模块(CBM)(4 693个)和碳水化合物酯酶(CE)基因(4 214个)数量次之,多糖裂合酶(PL)(1 296个)和辅助氧化还原酶(AA)基因(934个)数量较少。在GH基因中,归属于GH2、GH43、GH97、GH3家族的基因较多,且编码蛋白质具有寡糖降解酶活性的基因数量最多。此外还发现了少量的纤维小体组分蛋白基因。结合其他物种肠胃宏基因组中GH基因比对分析,发现海子水牛瘤胃中的纤维素酶、半纤维素酶和分支降解酶比例与奶牛瘤胃较为接近。由此可见,海子水牛瘤胃内含有丰富的木质纤维素降解微生物及酶系,这将为筛选具有工业应用潜力的酶基因奠定理论基础。     

体外驱除瘤胃厌氧真菌对绵羊和山羊细菌、原虫及稻草干物质降解率的影响

选择体况良好、体重30kg左右、安装有永久性瘤胃瘘管的内蒙古白绒山羊和内蒙古土种去势绵羊各3只作为供体羊,为体外批次培养提供瘤胃液。比较研究了驱除瘤胃厌氧真菌对绵羊和山羊细菌、原虫及稻草干物质降解率的影响。结果表明:对照组(F0组)绵羊瘤胃液中真菌游动孢子数量多于对照组山羊瘤胃液;且在培养的2、4、6、48、72小时差异显著(P<0.05)。在培养初期(0～12小时)山羊F0组和F2组(驱真菌组)细菌总数均高于绵羊;绵羊和山羊驱真菌组(F2组)细菌总数均高于对照组(F0组)。山羊F0组(对照组)原虫数量各时间点的平均数显著高于绵羊F0组(P<0.05)。驱除厌氧真菌后绵羊和山羊对稻草干物质降解率显著下降,分别下降了12.06%和8.62%。这说明瘤胃厌氧真菌在纤维物质降解过程中的确发挥了重要作用。     

瘤胃厌氧真菌的研究进展

文章主要综述了瘤胃厌氧真菌的生物学特性、消化特性、微生态学特性以及影响瘤胃真菌种群变化因素的研究进展。     

不同抗生素组合对瘤胃厌氧真菌滚管培养过程中细菌生长的影响

作者应用亨氏厌氧滚管培养技术,结合菌落计数,探讨了青霉素、氯霉素、链霉素和甲硝唑不同抗生素组合添加对瘤胃厌氧真菌培养过程中细菌生长和繁殖的抑制作用。固体培养基和液体培养基培养试验结果表明,单一添加青霉素和链霉素组合,并不能有效抑制细菌生长。当在培养基中将0.8～1.2 mg/mL青霉素、1.2～1.8 mg/mL链霉素与0.004～0.008mg/mL甲硝唑进行三者组合,或将0.8～1.2 mg/mL青霉素、0.6～1.2 mg/mL链霉素、0.1～0.3 mg/mL氯霉素与0.004～0.008 mg/mL甲硝唑进行四者组合时,瘤胃细菌生长被显著抑制,而真菌生长则不受影响(P0.05)。总之,瘤胃细菌对抗生素具有一定的抗性,本研究结果为今后有效控制亨氏滚管法分离培养厌氧真菌过程中的细菌生长和繁殖提供了抗生素浓度组合和添加浓度参考依据。     

山羊瘤胃和粪便中厌氧真菌的分离及发酵粗饲料能力初探

本研究旨在分离山羊瘤胃及粪便中的厌氧真菌,并比较其对粗饲料的降解能力。分别采集2头饲喂青干草的南京本地山羊的瘤胃液与新鲜粪便,采用厌氧培养法,进行厌氧真菌的分离鉴定。实验从山羊瘤胃中分离到4类厌氧真菌,分别归于Neocallimastix、Piromyces、Orpinomyces和Anaeromyces属;从粪便中分离到二类厌氧真菌,归于Neocallimastix和Piromyces属。以稻草、麦秸、玉米秸为底物,对所分离的代表性厌氧真菌进行发酵降解试验。结果表明,所获菌株对稻草秸的干物质降解率大于30%,而对玉米秸的降解率低于25%。与所分离的瘤胃厌氧真菌相比,来源于粪便的厌氧真菌发酵上述3种底物时,所得的产气量和表观干物质消失率均较低。结果说明,本研究分离所得的厌氧真菌对不同底物的降解能力不一致,这可能与菌株自身的理化特性及底物的营养组成不同有关。