冷季与暖季对牦牛放牧行为及瘤胃微生物多样性的影响

本试验在不同季节牧草生物量和营养品质变化较大的条件下,研究不同季节牦牛牧食行为及机体瘤胃微生物区系响应策略,旨在为提高牦牛的生产潜力及畜产品转化效率提供科学依据。试验分别在2019年1月和2019年9月进行,选取体重相近、健康无病的牦牛9头,采集瘤胃液,用于分析瘤胃内环境参数和瘤胃微生物多样性,并利用MOOnitor系统对其牧食行为的变化进行研究。结果表明,牦牛牧食活动及采食空间分布随牧草产量和营养品质的季节性变化而变化;相较于暖季,牦牛冷季休息加反刍时间（13.378 h/d）、采食时间（5.174 h/d）和反刍时间（8.160 h/d）显著减少（P<0.05）,行走时间（4.775 h/d）显著增加（P<0.05）,并且采食空间分布更为分散。瘤胃液中氨态氮、乙酸、丙酸、异丁酸、戊酸和总挥发性脂肪酸含量及乙酸与丙酸的比例在冷季显著降低（P<0.05）,而微生物蛋白、异戊酸含量在冷季显著增加（P<0.05）。冷季下瘤胃微生物在门水平表现出拟杆菌门（Bacteroidetes）显著升高（P<0.05）,厚壁菌门（Firmicutes）显著降低（P<0.05）;在属水平表现出冷季瘤胃微生物以分解纤维素的菌属为主。综合试验结果,冷季牧草生物量及常规营养成分的降低导致牦牛采食、反刍、休息行为减少,游走行为增多,同时采食空间分布格局扩大。牦牛瘤胃消化代谢及微生物变化方面对冷季的响应模式有别于暖季,这有利于提高其能量摄入及机体利用效率,进而有效应对冷季营养匮乏。     

牧草纤维瘤胃内降解研究进展

本文就牧草细胞壁结构和组分,细胞壁降解过程和影响细胞壁瘤胃内降解的因素作一综述。影响细胞壁瘤胃内降解的因素主要有动物的饲喂方式、微生物、底物、瘤胃环境(pH、温度、离子种类和浓度)等。明确了瘤胃微生物对牧草的降解机制对合理利用牧草至关重要。     

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。     

反刍动物对纤维素的消化机制

反刍动物之所以能消化利用粗饲料中的纤维素等多糖类物质,是因为它们具有瘤胃这一独特的消化发酵罐,其内存在着大量的厌氧微生物,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,对纤维素有较强的降解能力。     

不同物候期牧草对放牧牦牛瘤胃内环境参数及瘤胃微生物多样性的影响

本试验在测定不同物候期牧草营养价值的基础上,研究不同物候期牧草对放牧牦牛瘤胃内环境参数及瘤胃微生物多样性的影响。分别于返青期、青草期和枯草期采集牧草样品,测定牧草常规营养成分含量。选取平均体重为(108.06±2.86) kg的10只3岁全年放牧的健康青藏高原牦牛(公母各5只)进行序号标记,分别在返青期、青草期和枯草期清晨放牧前空腹经口腔采集瘤胃液,用于分析瘤胃内环境参数和瘤胃微生物多样性。结果显示:牧草中粗蛋白质含量在青草期显著高于返青期和枯草期(P0.05),中性洗涤纤维含量在枯草期高于青草期和返青期(P0.05)。瘤胃液氨态氮、乙酸、异丁酸、丁酸、总挥发性脂肪酸含量均在青草期最高;瘤胃液总挥发性脂肪酸含量在枯草期显著低于青草期和返青期(P0.05)。不同物候期牧草对瘤胃微生物多样性有影响,青草期瘤胃微生物多样性及丰富度最低。拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)及普雷沃氏菌属1(Prevotella_1)的相对丰度在3个物候期均较高;青草期厚壁菌门的相对丰度显著高于返青期和枯草期(P0.05);在种水平上,瘤胃微生物以纤维素降解菌为主。由此得出,不同物候期牧草常规营养成分含量存在差异,不同物候期牧草常规营养成分含量的变化引起了牦牛瘤胃内环境参数和瘤胃微生物多样性的变化;青草期瘤胃液氨态氮及总挥发性脂肪酸含量最高,在枯草期瘤胃液总挥发性性脂肪酸含量下降,能量源减少,因此在枯草期应对放牧牦牛进行补饲才能保证牦牛生长。     

反刍动物对纤维素的消化机制

反刍动物之所以能消化利用粗饲料中的纤维素等多糖类物质，是因为它们具有瘤胃这一独特的消化发酵罐，其内存在着大量的厌氧微生物．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，对纤维素有较强的降解能力。     

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

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。     

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。     

牧草细胞壁:瘤胃内降解

牧草细胞壁在瘤胃内降解主要是瘤胃微生物起作用.本综述概略地介绍了牧草细胞壁降解所涉及的以细菌为主的微生物,细胞壁多糖分解所需的酶,细胞壁降解模型以及细胞壁降解的限制因素.     

Research Progress on Cellulose Degradation by Yak Rumen Microorganism

Yak mainly lived in the Qinghai-Tibetan plateau in Qinghai province of China and lived on grasses.Many studies had shown that yak's ability to digest cellulose was far higher than Yellow cattle and dairy cows.Because there were significant differences in the rumen microorganisms among these three kinds of animals.There was a large microbial population in the yak rumen that could degrade cellulose.In this paper,the characteristics of microorganism,influence factor and the mechanism of cellulose degradation in yak were summarized.In addition,the brief introduction of the yak rumen microbial's possible applications had carried on in order to provide theoretical basis and strengthen the use of cellulose degradation bacteria in the areas such as modernization of traditional Chinese medicine fermentation and so on.     

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。     

应用高通量测序技术分析青海牦牛引进山东后瘤胃菌群的变化

试验旨在探讨不同的饲养环境及日粮结构对牦牛瘤胃菌群结构的影响，应用高通量测序技术分析了青海牦牛引进山东后的瘤胃菌群变化情况。结果表明，青海牦牛瘤胃液可见物种（Observed species）及Chao1指数（Chao1 index）与引进牦牛瘤胃液相比差异极显著（P<0.01），ACE指数差异显著（P<0.05）；青海牦牛菌群丰度显著高于引进牦牛，说明青海牦牛引进山东后瘤胃菌群丰度发生了显著变化，而引进前后牦牛瘤胃液香浓指数（Shannon index）以及辛普森指数（Simpson index）差异不显著（P>0.05），说明青海牦牛引进山东后瘤胃菌群多样性未显著改变。测序数据表明，牦牛瘤胃液中丰度较高的菌群依次是拟杆菌门、厚壁菌门、变形菌门、疣微菌门、互养菌门、软壁菌门、纤维杆菌门；青海牦牛引进山东后菌群结构比例变化显著的门是浮霉菌门和装甲菌门（P<0.05），变化显著的属是颤杆菌克属和帕匹杆菌属（P<0.05）。数据分析得出，拟杆菌和理研菌科在青海牦牛瘤胃液中起重要作用，而普雷沃氏菌科、琥珀酸弧菌科和产气单胞菌在引进山东牦牛瘤胃液中起主要的作用，推测饲养环境及日粮结构的改变导致了瘤胃菌群及其相关功能的改变。本研究为地域和日粮结构的变化对牦牛瘤胃菌群结构的影响提供了理论依据。     

不同添加水平菜籽油对放牧牦牛瘤胃发酵的影响

本试验采用体外产气法,以牦牛作为瘤胃液供体,混合天然牧草为发酵底物,添加不同水平的菜籽油,测定体外培养48 h后,各试验组的相关瘤胃发酵参数,研究不同添加水平的菜籽油对放牧牦牛瘤胃发酵的影响。结果表明,培养48 h后,各试验组发酵液pH、氨态氮(NH3-N)浓度和纤毛虫数量差异均不显著(P>0.05),表明适量添加菜籽油对牦牛瘤胃发酵无显著影响;从产气量上看,添加7%菜籽油时,瘤胃累积产气开始下降,添加量为9%时,菜籽油对瘤胃累积产气具有抑制作用,因此建议菜籽油的添加量不宜超过日粮的7%。     

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。     

不同碘添加水平对牦牛瘤胃体外发酵的影响

本试验旨在研究饲粮中添加碘酸钙对牦牛瘤胃体外发酵的影响。以碘酸钙作为添加形式,以牦牛饲粮为底物进行体外瘤胃发酵,底物碘含量分别为0.1、0.3、0.5、0.7、0.9 mg/kg,发酵48h,测定发酵后的产气量、瘤胃发酵指标及消化酶活力。结果表明:当底物碘含量为0.3mg/kg,NH_3-N浓度、微生物蛋白质(MCP)含量、脂肪酶(LPS)活力、胰蛋白酶(TYS)活力、纤维素酶(CLS)活力达到最大值,分别为14.267 mg/100mL、4.619g/L、0.462U/mL、65.463U/mL、69.527U/mL,碘含量为0.3mg/kg时,乙酸(aceticacid)、丙酸(propionicacid)、总酸(TVFA)浓度达到最高值,分别为:56.142mmol/L、30.877mmol/L、87.460mmol/L,各组之间差异均不显著(P>0.05),乙酸与丙酸的比例达到最小值1.819,显著低于其它所有组乙酸与丙酸的比例(P<0.05);在底物碘含量为0.5mg/kg时,淀粉酶(AMS)活力与纤维素酶(CLS)活力达到最大值分别为1.832U/mL、69.527U/mL;在底物碘含量为0.7mg/kg时,总产气量与甲烷产量达到最大值分别为80.8mL、11.88mL。综合以上结果,在体外条件下,在底物碘含量为0.3～0.7mg/kg时,有利于瘤胃发酵和饲草料降解。     

不同CBI日粮对牦牛瘤胃发酵参数、血清生化指标和养分消化率的影响

本试验旨在探究不同碳水化合物平衡指数(Carbohydrate balance index，CBI)日粮对牦牛瘤胃发酵参数、血清生化指标和养分消化率的影响，选取3种不同CBI(1.17，2.45，5.67)日粮，采用3×3拉丁方试验设计，通过一系列指标测定，明确牦牛最优日粮CBI水平。结果表明：不同CBI牦牛日粮瘤胃发酵参数均不显著；CBI=1.17与CBI=5.67牦牛日粮的白蛋白/球蛋白差异不显著，但均显著高于CBI=2.45的牦牛日粮(P<0.05)；CBI=2.45牦牛日粮干物质消化率、蛋白质消化率显著高于CBI=1.17和CBI=5.67(P<0.05)；CBI=2.45与CBI=5.67牦牛日粮的中性洗涤纤维消化率差异不显著，但均显著高于CBI=1.17(P<0.05)。综上所述：牦牛日粮的CBI=2.45更有利于其瘤胃发酵和养分消化利用。     

反刍畜营养菌剂的研究和机理分析

对“反刍畜营养菌剂”中的组成菌进行了研究，明确了各菌对大气氮的固定，对几种含碳物质的利用、纤维素的分解能力和对实验动物的毒力情况，通过口服菌剂，牦牛羊增重试验证实可以提高增重和在枯草期减少体重下降。对口服菌剂提高牦牛羊营养的机理进行了分析，其基本原理是：口服菌剂后提高细菌在瘤胃的作用固定大气氮，增加氮素营养，提高纤维素的分解利用，使瘤胃中的甲烷合成菌体，降低因气体排出造成的能量损失。