反刍动物瘤胃微生物培养组学研究进展

瘤胃微生物被称为反刍动物的“隐藏器官”,与宿主营养物质的获取和生理健康的维持密切相关;目前宏基因组测序发现瘤胃中超过5 800个基因组,然而超过90%的微生物尚未被培养,处于“生物信息黑箱”^[1]中。培养组学是一种采用多种培养条件,结合高通量测序技术鉴定菌种的培养方法。高通量、并行化的培养组学技术在瘤胃微生物中的应用,为在菌株水平上研究重点菌株功能及其与宿主互作关系提供了新的视角。然而,目前培养组学运用于瘤胃微生物的研究仍然较少,尚处于起步阶段。本文从瘤胃微生物特点、培养组学技术及其在瘤胃微生物培养中的应用现状、面临挑战等方面进行综述,为不断优化、规范化培养组学研究方案、拓展瘤胃可培养菌株资源、加快瘤胃生物信息黑箱的破解提供思考。     

瘤胃微生物宏组学分析及研究进展

瘤胃微生物在反刍动物饲粮消化和吸收中起着重要的作用,深入探索瘤胃微生物群落结构、代谢活动和功能作用,对反刍动物健康和促进饲草利用效率具有重要意义。相对传统瘤胃微生物纯培养方法,组学技术能够更加全面对瘤胃微生物种类、代谢途径、功能进行解释,宏组学联用为系统理解瘤胃微生物降解纤维物质分子机理提供新方式,并受到研究人员越来越多的关注。本文总结了宏基因组学、宏转录组学、宏蛋白质组学与代谢组学在瘤胃微生物研究中的应用,并围绕宏组学技术联合应用进行综述,为反刍动物瘤胃微生物的研究提供理论支持。     

茶皂素对奶牛瘤胃发酵及瘤胃微生物区系的影响

本试验旨在研究茶皂素对奶牛瘤胃发酵及瘤胃微生物区系的影响。试验选用12头健康状况良好,体重相近的荷斯坦奶牛,随机分为4组,均饲喂基础饲粮,各组分别灌服0(对照)、20、30、40 g/d茶皂素,茶皂素与水混匀灌服,进行预试期14 d,正试期35 d的饲养试验。正试期期间每隔7 d,在晨饲前1 h用口腔采样器采集瘤胃液测定瘤胃发酵指标,用实时定量PCR(qRT-PCR)法测定瘤胃微生物含量。结果表明:1)与对照组相比,茶皂素显著降低了瘤胃液p H(30、40 g/d组)、氨态氮的浓度(20、30、40 g/d组)(P0.05),但均未超过正常范围值;茶皂素显著提高了微生物蛋白(30、40 g/d组)、丙酸(20、30、40 g/d组)和丁酸浓度(20、30、40 g/d组)(P0.05),30 g/d组的微生物蛋白浓度提高了20.20%;但茶皂素对总挥发性脂肪酸和乙酸浓度的影响不显著(P0.05)。2)与对照组相比,茶皂素各组的瘤胃液原虫、溶纤维丁酸弧菌含量均显著降低(P0.05),甲烷菌、白色瘤胃球菌、产琥珀酸丝状杆菌、黄色瘤胃球菌、真菌含量没有显著变化(P0.05)。综上所述,补饲茶皂素改善了奶牛瘤胃发酵模式,并显著影响了奶牛瘤胃微生物区系,30 g/d的剂量对奶牛较为适宜。     

奶牛瘤胃微生物的研究进展

奶牛的瘤胃中含有大量的微生物,这些微生物对奶牛的生产和健康具有重要意义,可以将日粮中的一些营养物质分解成微生物蛋白以及挥发性脂肪酸,为奶牛提供能量,维持其生产性能。测定奶牛瘤胃中的微生物变化,可以检测奶牛机体的变化,为奶牛疾病及代谢的诊断提供依据。此外,实现人工干预瘤胃菌群的组成,可以有效调控奶牛消化代谢,提高生产性能。本文归纳了奶牛瘤胃微生物的功能及其影响因素,介绍了瘤胃微生物移植方法及研究进展,以期为同行提供参考。     

奶牛瘤胃微生物移植研究进展

奶牛瘤胃微生物移植( RMT)是一种将健康供体奶牛瘤胃微生物转移给受体牛的技术.目前,针对RMT的报道还相对有限,但越来越多的研究结果显示,RMT具有重建奶牛瘤胃微生物区系、提高饲料效率的潜力,并对多种肠道疾病有较好的辅助治疗效果.本文综述了RMT在重建瘤胃菌群、可能作用机理及其对奶牛生产性能影响等方面的研究进展,为进...     

瘤胃微生物与宿主的互作及其对瘤胃上皮发育的影响

瘤胃上皮在挥发性脂肪酸的吸收和代谢中发挥着重要作用,但瘤胃上皮发育的机制尚不清楚。近年来研究报道,瘤胃微生物与宿主存在互作关系,瘤胃微生物可以通过与宿主的相互作用,在瘤胃上皮发育和代谢中发挥作用。然而,瘤胃微生物与宿主相互作用的调节机制在很大程度上是未知的。因此,本文总结了瘤胃微生物与宿主互作以及其促进瘤胃上皮发育的最新研究成果,以期从瘤胃微生物与宿主互作角度,分析瘤胃上皮发育机制,为进一步了解瘤胃上皮发育过程中瘤胃微生物与宿主之间的关系研究提供理论依据。     

围产期奶牛瘤胃微生物菌群结构与功能变化研究进展

围产期是奶牛整个泌乳周期中十分重要的阶段,也是多种代谢性和传染性疾病高发的时期。本文从围产期奶牛瘤胃微生物菌群结构与功能的角度进行综述,旨在揭示围产期奶牛瘤胃微生物菌群结构与功能变化的潜在规律,以期为改善我国围产期奶牛的健康,尤其是改善围产期奶牛的瘤胃功能提供参考。     

宏基因组学技术在瘤胃微生物研究中的应用研究进展

反刍动物瘤胃中存在大量微生物,这些瘤胃微生物(rumen microorganisms)是影响反刍动物健康和生产性能的关键因素。宏基因组学技术的发展为研究瘤胃微生物开辟了新的途径和方法。利用宏基因组学技术可研究瘤胃微生物的多样性、瘤胃微生物对宿主生理代谢的影响、瘤胃微生物和宿主的相互作用关系,并且还可以挖掘与代谢相关的新功能基因。笔者综述了宏基因组学技术发展背景,以及该技术在研究反刍动物瘤胃微生物方面的主要应用和不足,包括宿主及其生存环境对瘤胃微生物的影响、日粮中精粗比和饲料添加剂对瘤胃微生物的影响、瘤胃微生物中的抗生素耐药基因(antibiotic resistance genes, ARGs)、瘤胃微生物对反刍动物产奶性能的影响,并展望了宏基因组学技术在研究瘤胃微生物方面的应用前景,旨在为反刍动物瘤胃微生物的研究提供参考。     

瘤胃微生物在奶牛乳脂肪合成中的调节作用研究进展

乳脂肪不仅是牛乳的主要成分之一,同时乳脂肪含量也是评价牛乳质量的重要指标.乳脂肪的合成涉及到日粮营养物质通过奶牛机体转化为乳营养成分的复杂生物学过程,受日粮配方、遗传背景、生理状态、瘤胃微生物等多方面的影响.瘤胃微生物可以通过自身合成的酶类对日粮进行降解,进而对乳脂肪合成前体物质的生成和利用起到一定的调节作用,乳脂肪前...     

饲粮中添加海南霉素对奶牛瘤胃微生物区系的影响

本研究采用实时定量PCR方法,探讨饲粮中添加海南霉素对奶牛瘤胃微生物区系的影响。选用3头体重相近、装有永久性瘤胃瘘管的成年荷斯坦奶牛,采用3×3拉丁方试验设计,以饲喂基础饲粮为负对照组,以在饲粮中添加莫能菌素(350 mg/d)为正对照组,以在饲粮中添加海南霉素(20 mg/d)为海南霉素组。结果表明:与负对照组相比,海南霉素组的溶纤维丁酸弧菌(Butyrivibrio fibrisolvens)、原虫和真菌含量分别减少了38.24%、60.24%和12.73%,差异极显著(P<0.01)。而对瘤胃产琥珀酸丝状杆菌(Fibrobacter succinogenes)、白色瘤胃球菌(Ruminococcus albus)、黄色瘤胃球菌(Ruminococcus flavefaciens)和甲烷菌(Ruminococcus methanogen)的含量无显著影响(P>0.05)。各组的瘤胃甲烷菌的含量始终稳定在0.46%～0.48%;各组中各瘤胃微生物的含量均随着时间的变化而发生变化,但变化规律并不是很一致;总体上,海南霉素组和正对照组各瘤胃微生物的含量的变化趋于一致,含量接近。综上所述,饲粮中添加海南霉素显著改变了奶牛瘤胃的微生物区系。     

奶牛瘤胃亚急性酸中毒的产生原因和营养学控制方法

瘤胃亚急性酸中毒是目前困扰奶牛生产的一大难题。高精、低粗的饲粮结构会引起瘤胃微生物区系结构改变,挥发性脂肪酸浓度升高,瘤胃液 ｐＨ下降,从而引起瘤胃亚急性酸中毒。奶牛发生瘤胃亚急性酸中毒时瘤胃液细菌内毒素浓度升高。高浓度的内毒素转运至血液引发急性期反应,血浆中矿物质和代谢物水平发生改变,从而使奶牛生产性能下降。本文对高精饲粮下瘤胃中内毒素的产生和转运以及内毒素引发的急性期反应进行综述,同时,根据近年来的研究进展重点介绍一些减少内毒素产生和转运的新方法,旨在为更好地控制或减少瘤胃亚急性酸中毒时内毒素对奶牛的危害提供参考。     

瘤胃保护性氨基酸在奶牛生产中的应用研究

赖氨酸(Lys)和蛋氨酸(Met)是泌乳奶牛最主要的限制性氨基酸，而传统的饲喂高蛋白质日粮或添加游离蛋氨酸和赖氨酸并不能使其达到理想的生产性能，现在研究的重点转移到瘤胃保护性氨基酸上。作者阐述了瘤胃保护性氨基酸的概念、保护措施、保护效果及其影响因素和应用前景。     

壳聚糖对奶牛人工瘤胃温室气体排放的影响

研究旨在探讨添加不同水平的壳聚糖对奶牛人工瘤胃温室气体排放的影响。试验利用体外培养技术,采集健康荷斯坦奶牛的瘤胃液,以精粗比为40:60的配合饲料为发酵底物,配制人工瘤胃体外培养液。设置5个处理,每个处理6个重复。对照组不添加壳聚糖,试验组分别添加0.3%、0.6%、1.2%和2.4%的壳聚糖,体外厌氧培养24h,分别于培养时间为12和24h时,测定反应体系中CH4、CO2和N2O的产量。结果表明:1~12h,人工瘤胃中CH4的产量随壳聚糖添加剂量的升高,呈现一次线性降低趋势(P=0.074)。13~24h,随壳聚糖添加剂量的升高,各培养瓶中CH4的产量呈现显著的一次线性(P=0.05)降低。此外,人工瘤胃中CO2和N2O的产量与壳聚糖没有显著的剂量依赖关系(P0.05)。由此可见,添加适宜剂量的壳聚糖可以降低瘤胃CH4的产量,一定程度上可以缓解大气的温室效应。     

不同热应激条件下添加二氢吡啶对奶牛瘤胃发酵功能的影响

[目的]研究不同热应激条件下添加二氢吡啶对奶牛瘤胃发酵功能的影响。[方法]试验选取6头三胎次泌乳中期中国荷斯坦奶牛,采用自身前后对照,分为4个时期:无应激且不添加二氢吡啶(NS-ND)、无应激添加二氢吡啶(NS-D)、应激但不添加二氢吡啶(S-ND)、应激且添加二氢吡啶(S-D),二氢吡啶添加量为每头牛3.0g/d(即0.6mg/kg体重)。[结果]S-ND时期与NS-ND时期相比,瘤胃液中pH值降低,NH3-N浓度极显著升高(P0.01),瘤胃液内挥发性脂肪酸(VFA)的浓度显著下降(P0.01),其中乙酸的百分比含量下降,丙酸和丁酸的百分比含量升高,但差异不显著(P0.05),乙丙比呈稍下降趋势,差异不显著(P=0.13);应激和无应激时期添加二氢吡啶后,有使瘤胃液pH降低的趋势,NH3-N浓度均显著降低(P0.01),VFA的浓度显著提高(P0.01),乙丙比显著增高(P0.01)。[结论]添加二氢吡啶对提高热应激时期奶牛瘤胃的发酵功能有良好效果。     

过瘤胃脂肪在奶牛生产中应用的研究进展

脂肪是动物重要的营养素之一,奶牛日粮中添加脂肪不仅可高效补充能量需要,且在改善机体脂类代谢、提高产品品质和繁殖性能等方面具有一定的作用。作者主要就过瘤胃脂肪在奶牛日粮中的应用进行了综述,主要包括过瘤胃脂肪的类型和原理、适口性、消化率及其对奶牛生产性能和繁殖性能等方面的影响。     

短期人工瘤胃发酵法研究不同水平大豆黄酮和染料木素对奶牛瘤胃液的影响

采用短期人工瘤胃发酵法研究大豆黄酮(Da)和染料木素(Ge)对产气量和人工瘤胃发酵参数的影响,旨在确定二者在奶牛日粮中的适宜添加水平.采集3头早饲前奶牛瘤胃液分成11组进行体外发酵试验,其中以基础饲料为对照组,以添加不同水平大豆黄酮和染料木素组(分别为20、40、60、80和100 mg/kg)为试验组,每组设5个重复.分别在发酵的2、4、8、12、24、36和48 h读取产气量,在发酵48 h试验停止后.取各组发酵液制备分析样品,用于测定pH、氨态氮(NH3-N)、总挥发性脂肪酸(TVFA)、微生物蛋白(MCP)及原虫数.结果表明,在体外发酵条件下,大豆黄酮和染料木素的添加没有对人工瘤胃液中的pH、丙酸浓度、丁酸浓度、乙酸/丙酸值及原虫数产生规律性影响(P>0.05);二者在高水平条件下(大豆黄酮100 mg/kg,染料木素80～100 mg/kg)可显著提高NH3-N浓度,降低乙酸、TVFA的浓度及McP产量.结果表明20～40 mg/kg大豆黄酮及20 mg/kg染料木素有促进瘤胃发酵的作用,而100 mg/kg大豆黄酮及80～100 mg/kg染料木素有显著抑制产气的作用(P<0.05).     

Effects of Rumen-protected Methionine on Rumen Fermentation,lactation Performance and Plasma Characteristics in Dairy Cows

The objective was to evaluate effects of rumen-protected methionine （RP-Met） supplementation on rumen fermentation, lactation performance and plasma characteristics in dairy cows. Twenty-four multiparous （2.2 - 0.40 parity） Holstein dairy cows, averaged 620 ± 12.3 kg of BW, 68 ± 2.5 day in milk and daily milk production averaged 26.0 ±0.3 kg/cow were used in a replicated 4 × 4 Latin square experiment. The treatments were： control （without RP-Met）, LRP-Met, MRP-Met and HRP-Met with 20, 40 and 60 g RP-Met per cow per day, respectively. RP-Met was hand-mixed into the top one-third of the daily ration. Experimental periods were 30 days with 15 d of adaptation and 15 d of sampling. Dry matter （DM） intake and milk yields were not affected （P 〉 0.05） with increasing RP-Met supplementation. Yields of 4%FCM, ECM, milk fat and milk protein were higher （P 〈 0.03） for RP-Met supplementation than control and were quadratically （P 〈 0.05） changed due to the higher percentage of milk fat and protein for RP-Met supplementation than control （P 〈 0.03）. Ruminal pH tended to be lower （P = 0.071） for RP-Met supplementation than control, whereas total VFA concentration tended to be higher （P = 0.086） for RP-Met supplementation than control. Ratio of acetate to propionate decreased linearly （P = 0.001） from 4.01 to 3.57 as RP-Met supplementation increased due to the increase in propionate production. Digestibilities of DM, OM, CP, NDF and ADF in the total tract were higher （P 〈 0.05） for RP-Met supplementation than control and were quadratically （P 〈 0.05） increased with increasing RP-Met supplementation. Plasma concentrations of glucose not affected （P 〉 0.05） with RP-Met supplementation, Plasma concentrations of non-esterified fatty acids （NEFA） were significantly lower （P = 0.017） for RP-Met supplementation than control and were linearly （P = 0.011） changed. Plasma concentrations of beta-hydroxybutyrate tended to be lower （P = 0.068） for RP-Met supplementation than control and were linearly （P = 0.001） changed. The present results indicate that supplementation of diet with RP-Met improved the content of milk fat and protein, rumen fermentation and feed digestion, decreased plasma concentrations of NEFA. It was suggested that the RP-Met stimulated the digestive microorganisms or enzymes in a dose-dependent manner. In the experimental conditions of this trial, the optimum RP-Met dose was about 25 g RP-Met per cow per day.     

益生菌对奶牛产奶量、乳成分及瘤胃微生物区系的影响

优质牛奶的充足供给需要以奶牛的健康养殖为基础。益生菌在奶牛饲料中的添加对奶牛的产奶量、乳成分和瘤胃微生态区系均有正面影响,可以通过增加奶牛瘤胃中有益微生物的含量,同时竞争性抑制有害菌的生长定殖,进而提高奶牛的机体健康状况和生产性能。本文对益生菌的功能、作用机制及在奶牛养殖中的应用效果进行阐述,旨在为益生菌的广泛应用提供参考。