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。     

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。     

影响反刍动物对纤维素消化利用的几种因素

瘤胃微生物、饲料特性以及动物饲喂方式等都能够影响反刍动物对纤维素的消化,日粮中纤维的降解程度和降解速度主要取决于微生物与饲料纤维发酵基质的接触程度。文中就瘤胃微生物和动物自身对纤维降解的影响进行了讨论。     

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...     

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...     

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。     

直接饲喂微生物作乳牛饲料成分的研究近况

瘤胃微生物的主要功能是,直接或通过增强其他瘤胃微生物的消化能力,间接地消化纤维和纤维素。虽然瘤胃中有几百种不同的原生动物、细菌和真菌,但其中只有少数几种真正能产生纤维降解所需的酶。瘤胃原生动物可能提供母牛利用的营养物的1/5。即使如此,完全除掉瘤胃中的原生动物,对家畜的生长或纤维素的消化率也并无影响。这可能是,由于瘤胃中存在能降解纤维的大量细菌的缘故。     

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。     

瘤胃微生物生态研究方法评述

瘤胃微生物生态研究方法主要经历了微生物纯培养、混合培养、微生物分子生物学技术[(从瘤胃中提取DNA,进行PCR-16S rDNA(rRNA)技术]、变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术),在不同程度上揭示了瘤胃微生物群落丰富的多样性和生态功能.但由于各种方法本身的局限性,限制了人类对瘤胃微生物的全面了解,现代生物技术和传统微生物研究方法的配合将为瘤胃微生物生态研究提供较好的前景.     

多组学技术在奶牛瘤胃微生物与宿主互作机制中的研究进展

对于反刍动物而言,瘤胃对宿主的新陈代谢、机体免疫调节具有重要的意义。作为瘤胃内强大而丰富的群落,瘤胃微生物结构紊乱不仅会导致生产性能下降,还会引发机体全身炎症反应。近年来,多组学技术分析瘤胃微生物与宿主的关系及其调控机制已逐渐受到研究者的关注。本文从瘤胃微生物的影响因素、多组学技术在瘤胃微生物中的应用及瘤胃微生物紊乱对宿主的影响等多方面进行综述,以通过调节瘤胃微生物来提高奶牛生产性能、增强机体免疫力以及预防疾病等新的视角为奶牛养殖者提供参考。     

持续动态瘤胃发酵系统的结构功能比较研究进展

持续动态瘤胃发酵系统是在体外模拟瘤胃内发酵环境,用于瘤胃微生物代谢以及评定日粮营养价值等方面研究的机械装置。该装置是由一系列具有不同功能的设备组成。目前较新的人工瘤胃模拟系统主要能实现发酵环境中各发酵参数的实时监控并对发酵产物如产气量等进行准确计量,但与实体瘤胃内环境还存在一定差距。本文通过对国内外几种典型的持续动态瘤胃发酵系统的各部分结构和功能进行对比分析,比较各自的优缺点,提出了较为合理的设计方法。总之,持续动态瘤胃发酵系统的设计向着自动化方向发展,但在食糜样品的采集方法等方面还需改进。     

Diversity Analysis of Rumen Microbes in Yunnan Gayals (Bos frontalis)

In order to study the rumen microbial diversity in Yunnan gayals (Bos frontalis), we analyzed the diversity of microbes using largely assembled sequence data obtained by metagenomic sequencing DNA isolated from rumen samples of eight adult galyals. The genome primary sequence (total metagenome size was >3 Gb) was assembled with short reads.Based on the gayal rumen microbial metagenomic sequencing, we received a total of 13 546 196 EGTs. Because of the relatively large amount, 10 387 566 EGTs (76.68% of all EGTs ) were randomly selected to analyze microbial communities by BLAST search of the NCBI-NR database. Microbial species annotations analysis revealed that microbial communities from gayals rumen were mainly composed of the bacterial domain, eukarya domain, archaea domain and unknown microbial composition. The majority microbes mainly belonged to ten phylums, and 94% EGTs belonged to Bacteroidetes, Firmicutes, Proteobacteria and Actinobacteria, of which the highest abundance phylums were Bacteroidete and Firmicutes, accounting for 48% and 42%, respectively. In addition, the main cellulolytic bacteria in rumen of gayals were Ruminococcus flavefacie, Butyrivibrio fibrisolvens, Ruminococcus albus and Fibrobacter succinogenes. They accounted for 1.60%, 1.20%, 0.86% and 0.52% of the total bacteria, respectively. These results further indicated that EGTs data could be used to analyze and explain environmental microbial community structure and function. There was great significance to study the composition of microorganisms in special environments.     

云南大额牛瘤胃微生物多样性分析

为研究云南大额牛瘤胃微生物多样性,本研究通过对大额牛瘤胃微生物宏基因组测序(总数据产出>3Gb)、分析、组装,共获得13546196个环境基因标签(EGTs)。在微生物分析时随机选用了10387566个EGTs(占总EGTs的76.68%)与NCBI的NR数据库进行BLAST比对,进行物种注释。结果显示,在分析的EGTs中,主要由细菌域、真核生物域、古生菌域及部分不能确定域归属的未知微生物构成,其中微生物主要属于10个门,94%的EGTs属于拟杆菌门、厚壁菌门、变形杆菌门和放线菌门,拟杆菌门和厚壁菌门丰度最高,分别占总细菌的48%和42%。大额牛瘤胃中主要的纤维降解细菌为黄化瘤胃球菌、溶纤维丁酸弧菌、白色瘤胃球菌和产琥珀酸丝状杆菌,分别占总细菌的1.60%、1.20%、0.86%和0.52%。本研究结果表明EGTs技术可用于分析环境微生物群落结构和解释微生物群落功能,对研究特殊环境中的微生物的构成具有重要意义。     

基于16S rRNA高通量测序技术分析草原红牛瘤胃微生物多样性和功能预测的研究

为系统探讨草原红牛瘤胃内的微生物多样性及其功能,本试验利用16S rRNA基因高通量测序技术检测分析草原红牛(20月龄左右,均重为577.5 kg)瘤胃液样本菌群结构并进行PICRUSt功能预测。结果显示:通过Illumina Miseq测序平台共获得35 848条优质序列,聚类分析得到387个操作分类单元(OTU),经分类学鉴定分属15个门、20个纲、25个目、41个科及110个属;厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为优势菌群,所占比例分别为50.09%和41.11%;基于属的组成,依次为普雷沃菌属(Prevotella)15.20%、未知属f型拟杆菌目(norankfBacteroidales)BS11菌群8.66%、瘤胃菌科(Ruminococcaceae)NK4A214菌群6.96%、理研菌科(Rikenellaceae)RC9菌群5.56%、未知属(Christensenellaceae)R-7菌群4.01%、瘤胃球菌属2(Ruminococcus2)3.33%等;16S rRNA基因组的PICRUSt功能预测结果显示,瘤胃内菌群功能主要集中在碳水化合物转运及代谢,表面草原红牛体内含有大量的纤维素和木质素降解酶基因。综上,基于16S rRNA基因的高通量测序技术全面揭示了草原红牛瘤胃菌群的多样性,且预测其含有丰富的蛋白质分解、木质纤维素降解酶系,为探索草原红牛瘤胃微生物的认知提供了基础,也为挖掘其他重要营养生理功能相关的瘤胃微生物功能基因提供了参考。     

牦牛瘤胃微生物研究进展

反刍动物瘤胃是消化过程中的重要器官,它可以分解植物的纤维供宿主利用,而牦牛相较于其他反刍动物而言,有更高的纤维利用率。到目前为止,人们利用分子生物技术对瘤胃微生物进行鉴别分析,已经有大量微生物的功能被发现,但绝大部分微生物的功能还未被确定。瘤胃微生物作为巨大的潜在资源,如果可以在牦牛瘤胃内调节甚至在不同家畜瘤胃内移植,将会推动我国畜牧行业的进步。为此,文章介绍了牦牛瘤胃微生物的种类及功能,并对瘤胃微生物的影响因素进行了详细阐述,以期为相关研究提供一定参考。