Artificial neural network models of the rumen fermentation pattern in dairy cattle

The objectives of this study were: (1) to predict the rumen fermentation pattern from milk fatty acids using a machine learning technique, i.e. artificial neural networks (ANN) combined with feature selection and (2) to compare the prediction accuracy of the resulting model to that of a statistical multi-linear regression model, based on odd and branched chain milk fatty acids. Data were collected from 10 experiments with rumen fistulated dairy cows, resulting in a dataset of 138 observations. Feature selection was based on correlation and principal component analysis, and background physiological knowledge. Different ANN architectures and training algorithms were assessed. The evaluation of the model performance, based on the test dataset, showed a root mean square prediction error, expressed relative to the observed mean, of 2.65%, 7.67% and 7.61% of the observed mean for acetate, propionate and butyrate, respectively. Compared to a multi-linear regression model, the ANN revealed not to perform significantly better. However, the results confirm that milk fatty acids have great potential to predict molar proportions of individual volatile fatty acids in the rumen.     

不同收获期玉米青贮营养成分在奶牛瘤胃内降解率的研究

本文旨在研究不同收获期玉米青贮对奶牛的营养价值。用3头装有永久性瘤胃瘘管的中国荷斯坦奶牛,采用3×3拉丁方设计对蜡熟期、乳熟期和乳熟前期的玉米青贮的主要营养成分进行了瘤胃降解率的研究。结果表明:(1)蜡熟期玉米青贮DM有效降解率(60.07%)分别比乳熟期(52.91%)和乳熟前期(45.13%)高7.16%(P<0.05)和14.94%(P<0.05);乳熟期比乳熟前期高7.78%(P<0.05)。(2)乳熟期玉米青贮NDF的有效降解率(30.77%)分别高于蜡熟期(28.59%)和乳熟前期(26.71%,P<0.05),蜡熟期和乳熟前期之间差异不显著。(3)蜡熟期ADF(25.73%)和乳熟前期玉米青贮(25.23%)没有明显差异,但都高于乳熟期(23.39%,P<0.05)。(4)蜡熟期玉米青贮CP有效降解率(81.93%)分别比乳熟期(76.43%)和乳熟前期(73.36%)高5.50%(P<0.05)和8.57%(P<0.05);乳熟期比乳熟前期高3.07%(P<0.05)。通过试验综合评价不同收获期玉米青贮对奶牛的营养价值是蜡熟期玉米青贮优于乳熟期,乳熟期玉米青贮优于乳熟前期。     

日粮蛋白质水平对梅花鹿瘤胃内pH值、NH_3-N和VFA浓度的影响

选用4头装置永久性瘤胃瘘管的成年梅花鹿,用4种含有不同蛋白质水平的日粮,按4×4拉丁方试验设计,对瘤胃内pH值、氨态氮(NH_3—N)和总挥发性脂肪酸(TVFA)浓度进行了测定,并研究了它们的动态变化规律以及VFA组分百分率。试验结果表明,在饲根精粗比为30:70条件下,日粮蛋白质水平对瘤胃内pH值影响较小(P>0.05);对NH_3—N浓度影响较大(P<0.05),随着日粮蛋白质水平的提高,瘤胃内NH_3—N浓度也随之升高;对TVFA浓度也有一定的影响,但各日粮间差异不显著(P>0.05)。通过VFA的组分分析发现,各日粮组间C_2/C_3比值基本接近,即它们的发酵类型基本相同。     

节杆菌属甲基对硫磷的降解菌株L-W的分离及降解特性

从生产甲基对硫磷的华阳农药厂污水曝气池中,分离到1株能以甲基对硫磷及其降解中间产物对硝基苯酚为唯一碳源生长,且能够将其彻底降解为CO2和H2O的细菌L-W,经鉴定,为节杆菌属(Arthrobacter sp)。用气相色谱法和分光光度计法深入研究了L-W的降解能力,其7h内对50mg/L甲基对硫磷的降解率为85%,对50mg/L对硝基苯酚的降解率为99%。     

瘤胃乙酸与丙酸摩尔比例的改变对瘤胃发酵及血液指标的影响

通过向瘤胃灌注乙酸：丙酸：丁酸的摩尔比例分别为75：15：10，65：25：10，55：35：10和45：45：10溶液，并在连续灌注的作用下，以期达到最终改变瘤胃液中乙酸：丙酸：丁酸摩尔比例的目的。研究表明：（1）随着灌注液中丙酸浓度的提高，最终瘤胃液中丙酸的比例增加，乙酸的比例逐渐下降，与对照组差异显著（P＜0.05），丁酸的摩尔比例无论与对照组，还是各处理间均无差异；（2）向瘤胃灌注的VFA溶液提供高于维持能量水平30％以上的能量，使瘤胃中总的VFA浓度、VFA产生速率、丙酸的产生速率及VFA的总产量均显著增加（P＜0.01）；但是对基础混合日粮的干物质（DM）、有机物（OM）、中洗纤维（NDF）、酸洗纤维（ADF）、半纤维素（HCF）等养分的消化率不构成显著影响；（3）当灌注溶液中丙酸所占摩尔比例增加到35％，粪氮和尿氮的排出量显著减少（P＜0.05），从而提高日粮氮的沉积能力。进一步研究表明，当灌注液中丙酸的摩尔比例进一步提高至45％时，血糖浓度及胰岛素的浓度才显著增加（P＜0.05）；但胰岛素与胰高血糖素的比值对于不同的处理或对照组，基本保持稳定。     

不同粗饲料组合日粮对不同牧草在肉牛瘤胃内降解特性的影响

为研究不同粗饲料日粮在肉牛瘤胃中的降解规律,选择3头体质量相近的装有永久性瘘管的科尔沁黄牛为试验动物,饲喂含有不同苜蓿比例(0~70%)的稻草基础日粮,采用尼龙袋法测定瘤胃中7种牧草(稻草、王草、东非狼尾草、幼嫩苜蓿、苜蓿草块、三叶草、小冠花)干物质(DM)、粗蛋白(CP)、中性洗涤纤维(NDF)48 h的降解特性。结果显示,随着日粮中苜蓿比例的增加,7种牧草DM、CP和NDF的降解率增加,当日粮中苜蓿比例从0增到30%时,7种牧草DM、CP和NDF降解率提高的幅度比较大,苜蓿含量从50%增到70%时,降解率提高的幅度降低。苜蓿比例为70%时,稻草、王草、三叶草、小冠花、东非狼尾草DM的降解率分别比苜蓿比例0组显著高3.74%、1.96%、1.46%、1.88%、1.73%,稻草、王草、苜蓿草块、三叶草、小冠花、东非狼尾草NDF的降解率分别比苜蓿比例0组显著高5.17%、2.69%、1.69%、2.01%、1.67%、2.19%。7种牧草CP的降解率在各苜蓿比例(0、30%、50%、70%)组间差异均不显著。可见,稻草日粮中添加苜蓿可明显提高牧草DM、NDF的瘤胃降解率,对CP影响较小。     

生物法提取杜仲胶菌株筛选及发酵条件优化

采集杜仲老林区的土壤和腐殖质,以杜仲皮作为基质多次富集培养,分离其优势菌,通过测定其发酵性能指标并建立菌株综合选择指数,筛选生物法提取杜仲胶的优良菌株,并研究优良菌株的发酵适宜条件。筛选出了优良菌株P-24,该菌株具有降解能力强,发酵周期短,杜仲胶的发酵损失率小等优点,其适宜的发酵温度为30℃、基质含水率65%、初始pH7.0,在此条件下发酵12d,杜仲皮的发酵物去除率可达93.02%,发酵剩余物中杜仲胶的含量为74.71%,杜仲胶的得率为5.25%。筛选优良菌株是生物法提取杜仲胶的关键;菌株P-24在实际生产中具有一定的应用价值。     

紫羊茅不同生长阶段营养成分及其瘤胃降解动态研究

【目的】研究不同生长阶段紫羊茅营养成分及其绵羊瘤胃降解动态。【方法】以紫羊茅为研究对象,分别测定其4个不同生长阶段(分蘖期、拔节期、开花期、成熟期)的营养成分含量;同时选择装有永久性瘤胃瘘管的小尾寒羊6只,测定紫羊茅各生长阶段常规营养成分的瘤胃降解动态。【结果】1)不同生长阶段紫羊茅各营养物质的含量差异显著(P<0.05);随着生长阶段的推进,粗蛋白(CP)和Ca含量呈下降趋势,中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)含量呈升高趋势;P含量却在分蘖期、拔节期差异不显著,开花期含量较高。2)分蘖期、拔节期、开花期和成熟期紫羊茅的总氨基酸(TAA)含量分别为15.29%,12.55%,10.60%和7.02%,17种氨基酸含量随着紫羊茅生长阶段的推进逐渐降低,且分蘖期最高,成熟期较低;总必需氨基酸/总氨基酸(TEAA/TAA)、总必需氨基酸/非必需氨基酸(TEAA/NEAA)呈现高-低-高-低趋势,TAA/CP呈现高-低-高趋势。3)紫羊茅营养成分在瘤胃中降解的难易程度有极显著差异(P<0.01);随着生长阶段的推进,紫羊茅营养成分的有效降解率极显著下降(P<0.01),都在分蘖期最高,成熟期最低。【结论】综合紫羊茅不同生长阶段营养成分含量及瘤胃降解动态,建议在开花期对紫羊茅刈割利用。     

绒山羊瘤胃甲烷菌mcrA基因的RFLP分析(英文)

[Objective] The aim of this study is to understand the population composition of methanogens in rumen fluid of grazing Inner Mongolian cashmere goat. [Method] Total DNAs of various bacteria in rumen fluid were isolated for PCR amplification using the specifically designed primers based on conservative mcrA sequence of methanogens; then mcrA specific clone library was accordingly established. The restriction fragment length polymorphism(RFLP) of the library was further analyzed by digestion of restriction enzyme Taq I. [Result] One hundred and five randomly selected specific colonies were classified into six RFLP types, among which the dominant type accounts for 38%, and other types account for 27%, 18%, 5.5% and 4.5%, respectively. [Conclusion] There are at least six different methanogens in rumen fluid of grazing Inner Mongolian cashmere goat.     

在非蛋白氮(NPN)和甲醛处理日粮条件下几种与瘤胃氮代谢有关酶活力的研究

在装有永久性瘤胃和皱胃瘘管的四头阉湖羊和三头成年母水牛上,用异丁叉二脲(IBDU)代替湖羊日粮的部分粗蛋白,可使瘤胃脲酶和谷氨酸脱氢酶(GDH)的活力分别增高26.2％、17.3％[NAD(辅酶Ⅰ)-GDH]和37.9％[NADP(辅酶Ⅱ)-GDH]。水牛在稻草期补饲两种比例的硫酸铵-尿素及能量饲料(试验Ⅱ),则瘤胃脲酶和脱氢酶活力升高,分别为对照期的1.9倍,1.4倍(试验Ⅰ)和4.6倍、3.3倍(试验Ⅱ)。 用0.35％甲醛处理的大豆粉,在体外人工瘤胃培养时,氨基酸和氨的释放水平都低于对照组。而在湖羊的体内试验中,瘤胃蛋白酶活力不受影响,但脱氢酶活力降低6.9u/100ml。大豆胰蛋白酶抑制剂可作用于瘤胃蛋白酶,大豆脲酶则能为0.35％的甲醛所抑制。青刈期湖羊瘤胃每日灌注0.4g甲醛,能够减弱瘤胃蛋白酶和脱氢酶的活力。 湖羊瘤胃蛋白酶主要存在于微生物体,最适pH约为7;到达皱胃酸性环境中,微生物蛋白酶活力几乎丧失。