粗饲料在反刍动物中的营养作用及其影响因素

我国粗饲料资源丰富，是反刍家畜的重要饲料来源，在反刍动物日粮中，粗饲料通常占40%-70%，甚至更高，是瘤胃微生物和宿主动物重要的营养来源，对维持反刍动物肠道健康，提高其生产力，有着重要作用。本文就粗饲料在反刍动物营养中的应用及其影响因素进行了阐述。     

过瘤胃营养及在奶牛饲养中的应用

传统的反刍动物营养研究主要集中在瘤胃中的微生物对饲料中养分的消化代谢机制和对各种营养的适宜需要量及需要形态上,其目标是最大程度地发挥瘤胃微生物对饲料纤维的消化利用能力及对饲料蛋白质尤其是非蛋白氮的利用效率,以向体组织提供足量且比例适宜的挥发性脂肪酸及增加流入小肠的微生物物质,特别是含可消化氨基酸丰富而平衡的微生物蛋白质。随着人类对家畜生产性能的追求,在人类的选育下,家畜的生产性能有了极大的提高。高产动物的营养需要和供给之间出现了不协调的现象,反刍动物的瘤胃微生物营养已不能完全满足其在能量、蛋白质、必需氨基酸和维生素等方面的需要。因此,近年来,反刍动物的营养研究逐渐向肠道营养代谢扩展,如研究小肠可消化蛋白营养需要量、不同条件下过瘤胃氨基酸、淀粉和脂肪对高产反刍动物生产性能的影响。国内外已进行了大量有关奶牛过瘤胃营养的研究,并已开发了许多过瘤胃产品在生产中开始使用。     

芳香族和脂环族化合物在反刍家畜消化道中的释放代谢机制

芳香族和脂环族化合物(异生物素)在反刍动物体内的消化代谢水平主要取决于瘤胃的消化代谢能力,而这种能力是由瘤胃微生物决定的;瘤胃微生物在厌氧环境下具有降解芳香族异生物素的潜力,咀嚼有助于植物细胞壁脂化酚酸及其内容物的酚化合物的释放,释放后的代谢物大部分在瘤胃内被微生物代谢;瘤胃微生物糖酶的作用,使与细胞壁结合的酚酸以可溶性酯-糖单元的形式从牧草中释放出来,在肠道内微生物水解活动可引起植物中自然存在的结合态酚酸释放成游离态;细胞壁酯化的p-香豆酸含量与体内细胞壁消化率、体外干物质消化率和半体内瘤胃纤维降解率呈显著负相关,草本植物的木质素含量与细胞壁降解率也常为负相关;异生物素对动物和微生物具有毒害作用,但在瘤胃的厌氧微生物作用下,通过水解、还原、取代和脱羧等反应,异生物素发生生物转化和矿化,其还原代谢产物的毒性远低于其前体物.芳香族化合物在反刍家畜消化道中的释放代谢机制的研究,为其代谢物在尿液中的排泄含量作为反刍动物采食量的预测指标的可行性和机理从代谢水平上奠定基础.     

反刍动物瘤胃微生物限制性氨基酸代谢研究进展

随着反刍动物新蛋白质体系的提出,氨基酸营养研究随之进入崭新的局面。尤其是针对蛋白质、限制性氨基酸和肽的代谢,合理搭配日粮氨基酸,以及提高饲料蛋白质消化率和氮利用率成为反刍动物营养研究领域的新热点。本文综述了反刍动物瘤胃微生物在不同日粮条件下的氨基酸限制性顺序,限制性氨基酸的研究方法,理想的氨基酸模式,蛋氨酸与赖氨酸的代谢机理,以及限制性氨基酸代谢的影响因素,旨在为揭示反刍家畜瘤胃微生物限制性氨基酸代谢机理,建立调控反刍家畜氨基酸高效利用的营养技术方案提供理论依据和技术支持。     

瘤胃微生物区系及其调控

瘤胃微生物区系变化与反刍动物的生长发育密切相关，微生物受宿主、环境、营养、管理等因素的影响，瘤胃微生物在反刍动物的生长发育、生产性能以及健康方面起着重要作用。本文综述了4种瘤胃微生物区系的建立过程与机制，以及微生物区系变化对动物代谢的影响，并阐述了瘤胃的调控技术与机理，为瘤胃调控技术应用、生产性能及健康水平提升、环境减排提供参考。     

赖氨酸及其在反刍动物营养上的研究进展

随着对反刍家畜蛋白质营养体系的深入研究,反刍家畜饲粮、瘤胃及小肠中氨基酸的组成和比例也得到进一步探索。赖氨酸作为一种限制性氨基酸,在反刍家畜生长、生产性能、瘤胃发酵及微生物区系组成等方面有着重要影响,赖氨酸还会影响其他营养物质的代谢。本文基于近些年来国内外的相关研究,总结了赖氨酸的生理功能、合成与分解代谢,以及赖氨酸对反刍家畜瘤胃微生物、消化代谢和生产性能的影响,为赖氨酸在反刍家畜的生产与应用上提供理论依据与技术指导。 [关键词] 反刍家畜|赖氨酸|氨基酸|代谢     

植物精油在反刍动物营养中的研究进展

植物精油是植物体次生代谢产物,因其能够促进饲粮中营养物质的消化吸收、抑制肠道致病菌定植、发挥抗氧化作用及增强动物免疫功能等,而被作为抗生素的替代品广泛应用于猪和家禽生产中。反刍动物因其复杂的肠道生态系统,导致植物精油促生长机制与单胃动物有所不同,明晰植物精油的生物活性功能及作用机理对其在反刍家畜中的推广具有重要意义。本文综述了植物精油对反刍动物生产性能、畜产品品质、免疫状态、肠道微生物区系、甲烷排放以及复合植物精油的相互作用类型,以期为反刍动物植物源饲料添加剂的开发和应用提供参考依据。     

家畜肠道微生物代谢组学研究进展

家畜肠道微生物群落之间、微生物与宿主之间不断相互作用,形成动物肠道内复杂的微生物生态环境。肠道微生物及其代谢产物对维持家畜正常生长发育、营养代谢、繁殖性能等方面有着重要作用。微生物-脑-肠轴是中枢神经系统和肠道微生物之间的双向调节渠道。利用代谢组学对微生物代谢物进行检测能对微生物多样性分析数据进行补充,从而进一步揭示肠道微生物与宿主之间相互作用关系。该文综述了家畜肠道微生物代谢物的种类、代谢组学在肠道微生物研究中的应用以及肠道微生物代谢物对家畜动物的影响等内容,有助于了解微生物代谢物与家畜之间的相互作用以及研究的现状。     

植物多酚在反刍家畜中的研究进展

植物多酚是自然界广泛存在的植物次生代谢物,具有较高的生物活性及应用价值。本文主要从植物多酚对反刍家畜生产性能、消化代谢与生化过程、瘤胃和肠道微生物的影响方面综述了国内外研究进展,以期为利用植物多酚提高反刍动物的生产性能提供参考。     

反刍动物应用微生态制剂的作用与优势

反刍动物应用微生态制剂,具有维持肠道菌群平衡、改善消化系统、预防幼畜疾病等重要作用,可以通过调控瘤胃内微生物系统来提高反刍家畜生产效率。     

肠道对共生微生物的免疫耐受机制

动物体肠道中存在数以亿计的微生物,这些共生的微生物能辅助动物体消化代谢和维持肠道稳态。但微生物及其代谢产物同样可以作为抗原影响肠道的正常功能。正常情况下,肠道免疫系统能准确辨识共生微生物及其代谢产物,对其做出免疫耐受,维持内环境稳态;此外,肠道免疫系统还可以避免由于对无害抗原产生反应而造成免疫资源的浪费。免疫耐受已被广泛应用于临床医学,用于减少器官移植后排斥现象的发生,降低子宫对胎儿的免疫排斥反应等。但就如何利用免疫耐受机制减缓反刍动物瘤胃酸中毒,提高瘤胃微生物蛋白质的合成和利用效率,完善益生素的饲用规程仍鲜有报道。为此,本综述就免疫耐受的一般概念和应用、肠道免疫系统的组成和功能、肠道共生微生物的免疫原性以及肠道免疫耐受的形成机制进行了阐述。     

Does intra-ruminal nitrogen recycling waste valuable resources? A review of major players and their manipulation

Nitrogenous emissions from ruminant livestock production are of increasing public concern and, together with methane, contribute to environmental pollution. The main cause of nitrogen-(N)-containing emissions is the inadequate provision of N to ruminants, leading to an excess of ammonia in the rumen, which is subsequently excreted. Depending on the size and molecular structure, various bacterial, protozoal and fungal species are involved in the ruminal breakdown of nitrogenous compounds(NC). Decelerating ruminal NC degradation by controlling the abundance and activity of proteolytic and deaminating microorganisms, but without reducing cellulolytic processes, is a promising strategy to decrease N emissions along with increasing N utilization by ruminants. Different dietary options, including among others the treatment of feedstuffs with heat or the application of diverse feed additives, as well as vaccination against rumen microorganisms or their enzymes have been evaluated. Thereby, reduced productions of microbial metabolites, e.g. ammonia, and increased microbial N flows give evidence for an improved N retention. However, linkage between these findings and alterations in the rumen microbiota composition, particularly NC-degrading microbes, remains sparse and contradictory findings confound the exact evaluation of these manipulating strategies, thus emphasizing the need for comprehensive research. The demand for increased sustainability in ruminant livestock production requests to apply attention to microbial N utilization efficiency and this will require a better understanding of underlying metabolic processes as well as composition and interactions of ruminal NC-degrading microorganisms.     

浅析反刍动物胃肠道微生物通过肠道－脑轴对宿主的影响

反刍动物胃肠道中存在着众多微生物,如细菌、真菌、原虫和古细菌等。胃肠道微生物对于动物的能量代谢发挥着重要作用,同时对于动物的中枢神经正常功能的发挥也扮演着重要角色。肠道微生物可以与肠道细胞直接接触,不仅产生激活内源性中枢神经系统信号传导机制的代谢物,还可以独立地产生或促成许多神经活性分子的产生。微生物代谢产物和神经活性分子通过神经信号通路、胃肠道内分泌信号通路、免疫系统等关键途径共同形成一个复杂的反射网络,即胃肠道微生物与代谢产物通过传入神经元将信号传导至中枢神经系统。胃肠道微生物与宿主之间通过主要的信号通路相互作用,影响机体胃肠道屏障、营养代谢、免疫应答等生理机能和摄食行为。作者主要从反刍动物胃肠道微生物的种类、微生物通过肠道-脑轴的"自下而上"的传导途径、微生物及其代谢产物通过肠道-脑轴对宿主疾病和行为起到的作用、胃肠道微生物-肠道-脑轴可能的影响因素进行浅析,并对反刍动物胃肠道微生物-肠道-脑轴的研究进行了展望。     

Essential oils for the nutrition of poultry, swine and ruminants

Essential oils are very complex mixtures of volatile, lipophilic compounds originating from plants. Due to their lipophility they posses a good intestinale and percutane absorption. Under external application essential oils demonstrate antiphlogistic or rubefacient to pro-inflammatority activities. Orally intake they stimulate the secretion of digestive enzymes and increase gastric and intestinal motility. Moreover they show spasmolytic, expectorative and diuretic activities. Besides antimicrobial properties on bacteria and fungi have been observed in vitro and in vivo. Due to their various effects essential oils increasingly gain attention in animal nutrition and are discussed to be alternatives to antibiotic growth promoters. In some studies essential oils have been reported to reduce intestinal pathogens in broilers and piglets. When administered to ruminants essential oils decrease ruminal ammonia production by suppression the growth of deaminative microorganisms. However, the observed effects on growth performance are inconsistent among studies. In conclusion, there are still some unanswered questions concerning the mode of action, metabolic pathway and optimal dosage of essential oils in different animal species. Further scientific research is therefore needed to use essential oils effectivly in livestock feeding.     

环境温度对动物肠道微生物菌群影响的研究进展

温度是一个重要的非生物环境变量,能够驱动动物谱系的适应轨迹和动物群落的组成。环境温度作为影响动物肠道微生物菌群变化的众多因素之一,能够影响肠道微生物菌群的组成及丰度,进而调控宿主生长、发育、繁殖、免疫等生物学过程及功能。动物肠道核心菌群的组成及其代谢产物在不同温度下存在显著差异,在单胃动物、反刍动物等中都有相应的报道。极端温度主要通过诱导肠道微生物菌群产生结构和功能上的差异,进而对宿主表型产生影响。目前,对于温度如何影响动物肠道菌群的了解仍非常有限。本文针对不同环境温度条件下,肠道微生物菌群结构和功能的差异及相关研究进行了总结及综述。探讨由环境温度引起的肠道微生物菌群与宿主适应机制之间的关系,包括对宿主产热机制、消化系统和免疫系统等其他方面的影响并开展研究,将为肠道微生物对宿主健康的调节提供参考和思路。     

Insulin-like growth factors and binding proteins in ruminants and their nutritional regulation.

Insulin-like growth factors (IGF) are important mediators of growth, lactation, reproduction, and health. Considerable information on their role in ruminant animals has been learned in the past several years, but the precise mechanisms of their action are not known. The exact biological response of target cells is undoubtedly determined by the developmental state of the cell and synergism with other growth factors. Overall, somatomedins and their binding proteins seem to be major links between cellular developmental processes and nutrient supply. The mechanism by which nutrients control biological actions of somatomedins is not known but clearly involves the synthesis of IGF, as well as their binding proteins and receptors. In ruminants, severe feed restriction decreases circulating concentrations of IGF-I, whereas subtle alterations typical of those that occur in production systems have minimal effect. However, the responses of IGF to somatotropin are affected by modest alterations in nutritional status, including differences in nutritional status that are typically encountered in animal production systems.     

培养组学在动物肠道微生物应用的研究进展

肠道微生物被称为动物的“隐藏免疫器官”,不仅能参与宿主代谢还能影响宿主的免疫系统,对维持机体健康至关重要。作者主要介绍了培养组学的发展历程及其对动物肠道微生物研究的重要意义、传统微生物培养方法和分子生物学方法在研究微生物时各自的优、缺点。培养组学是基于传统微生物培养方法同时采用多种培养条件进行微生物培养,再辅以基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)和16S rRNA基因测序技术建立的一种新型微生物分离、鉴定方法,该方法将传统微生物培养技术与分子生物学技术的优点融为一体。该方法在挖掘“新微生物”的研究中,具有发现、找到并获得的优势;在微生物的研究中可定制分离目标菌株进行验证,并能通过丰富注释清楚地了解肠道微生物组。此外,分析了培养组学分别在家禽肠道、猪肠道、反刍动物肠道等动物肠道的研究应用现状,提出了环境条件对肠道微生物的影响,如人类接触对肠道菌群的影响、同物种不同性别肠道菌群的差异,以期为培养组学在动物肠道微生物的研究运用中提供参考。     

酵母培养物在反刍动物日粮中的应用研究进展

综述了酵母培养物在反刍动物日粮中应用的效果。影响因素，作用机理，及其对瘤胃发酵，消化代谢，小肠营养流量及机体血液的影响等。     

酵母培养物在反刍动物中的作用机制

综述了酵母培养物在反刍动物中的作用模式，是通过刺激瘤胃微生物特定区系从而改善瘤胃环境，其生化基础是营养理论、控氧理论和小肽营养代谢扳机理论。     

植物精油对反刍动物瘤胃蛋白质代谢的影响

随着抗生素作为饲料添加剂被禁用,寻求能够改善瘤胃代谢从而提高饲料效率和动物生产性能的抗生素替代品一直是研究热点。植物精油被认为是代替饲料中抗生素的有效产品之一,它能够通过抑制某些微生物的生长发育来改善瘤胃发酵。本文就近几年来植物精油对瘤胃蛋白质代谢及其对反刍动物生产性能的影响作一综述。