瘤胃微生物

学号：TS09028反刍动物瘤胃微生物及其作用（动物消化道微生物考试论文）耿文诚微生物是动物消化道内不可缺少的重要组成成分。

初生幼畜的消化道是无菌的，数小时后随着吮乳、采食等过程，在消化道内即出现了微生物，其中如大肠杆菌（Escherichia coli）便从此在动物肠道内与寄主共处终生。

1 反刍动物消化的主要特征反刍动物是哺乳动物中比较特别的一个类群，他们的日粮主要由植物材料组成。

反刍动物即使在不进食时也频繁地咀嚼，这一咀嚼活动称为“反刍”。

反刍是反刍动物从植物细胞壁（即纤维）中获得能量过程的一个步骤。

反刍减小了纤维颗粒的尺寸，暴露出糖以供微生物发酵；另外，唾液中缓冲物质（碳酸盐和磷酸盐）中和了微生物发酵产生的酸，以便维持一个有利于纤维降解和瘤胃微生物生长的中性偏酸的环境。

与单胃动物不同，反刍动物的胃由4部分组成，即网胃、瘤胃、瓣胃、真胃。

瘤胃是反刍动物特有的消化器官，它是反刍动物体内的饲料处理工厂，饲料中约有70～85%可消化物质和50%粗纤维在瘤胃内消化，因此，瘤胃（包括网胃）消化在反刍动物整个消化过程中占有特别重要的地位。

瘤胃和网胃是位于反刍动物消化道最前端的2个胃，网胃内含物几乎持续地与瘤胃内含物相混合（每分钟混合1次），这两个胃常又称为网-瘤胃，他们共同具有高密度的微生物群系（细菌、原生动物、真菌）。

瓣胃是个具有极大吸收能力的小器官，水和矿物质如钠和磷在瓣胃中吸收，经唾液重回到瘤胃中。

由于瘤胃和真胃的消化方式有极大的不同，瓣胃是一个连接瘤胃和真胃的过渡器官。

真胃相当于非反刍动物的胃，分泌强酸和许多消化酶。

非反刍动物摄取的食物首先在胃中被消化，但是进入反刍动物真胃中的食糜主要由未被发酵的饲料颗粒、一些微生物发酵终产物以及生长在瘤胃中的微生物有机体本身所构成。

反刍动物与非反刍动物另一个重要区别是反刍动物能大量利用纤维或半纤维并消化吸收，而非反刍动物在这方面的能力很有限（盲肠等器官可消化分解部分纤维）。

瘤胃微生物定量方法研究进展杨舒黎,王加启,卜登攀(中国农业科学院北京畜牧兽医研究所动物营养学国家重点实验室,北京　100094)摘要:瘤胃微生物的定量有传统计数和现代分子定量2大类方法。

其中,传统方法包括经典的亨氏滚管法和最大可能法,但它们测定瘤胃微生物总数的结果可能偏低。

运用分子方法定量一些重要的微生物不仅能很好地解释它们在瘤胃代谢中的作用,而且有助于描述更多的微生物特性。

因此,作者综述了瘤胃微生物定量方法的发展历程及研究进展,重点描述了运用分子定量方法的研究情况。

关键词:瘤胃微生物;传统计数;分子定量中图分类号:Q9323 文献标识码:A 文章编号:167127236(2007)0320005204 反刍动物的瘤胃内栖息着复杂、多样、非致病的各种微生物,包括瘤胃细菌、原虫、真菌和噬菌体等几大类,形成一个十分复杂的微生物系统。

细菌的数量最大,瘤胃内容物中细菌达1010～1011个/ml, 200多种;瘤胃原虫104～106个/ml,25个属;厌氧真菌游动孢子数103～105/ml,6个属;噬菌体颗粒数可达107～109/ml(Hespell等,1997;Orpin等, 1997;Stewart等,1997;Miron等,2001)。

Krause 等(1996)对细菌的多样性进行了大量的研究,他们认为瘤胃中主要的细菌有22种。

这些研究都是基于传统的培养方法,如亨氏滚管计数法(roll2t ube technique)(Hungate,1966,1969)和最大可能计数法(most probable number technique,M PN)(De2 hority等,1989),培养的已知菌种可能不完全适合培养条件或者进入了未培养状态,因而测定的瘤胃微生物总数可能偏低。

瘤胃微生物数量巨大、种类繁多,且绝大多数严格厌氧,体外培养困难,阻碍了对瘤胃微生物的研究,因此,寻找快速、准确、灵敏的新方法已成为瘤胃微生态研究的迫切需要与必然趋势。

瘤胃的消化特点及对饲料能量的利用分析1 瘤胃消化的生理特点瘤胃微生物可以将宿主动物不能直接利用的物质转化为能被宿主利用的高营养物质。

如其分泌的β-糖苷酶可消化纤维、半纤维，将其分解为乙酸、丙酸等断链脂肪酸，为机体提供能量和合成其它营养物质的成分，极大的提高了饲料的能量转化效率。

瘤胃可以将非蛋白氮转化为瘤胃微生物菌体蛋白和氨基酸，供给反刍动物利用，满足反刍动物的维持需要和一定的生产水平，节约蛋白质。

在饲喂无蛋白日粮时，反刍动物仍能利用瘤胃微生物合成的微生物蛋白供机体消化利用。

因此在添加非蛋白氮的基础上，反刍动物可以充分的消化利用劣质蛋白质，将非必需氨基酸转化为必需氨基酸，提高饲料蛋白质的营养价值，甚至可以达到优质蛋白质的利用效果。

瘤胃微生物还可以合成必需脂肪酸、B族维生素等营养物质供机体利用。

但是由于瘤胃其特殊的消化生理特点，在使反刍动物能大量利用粗饲料的基础上也存在着一些缺点。

如瘤胃在发酵碳水化合物的时候，可以产生大量的温室气体甲烷和二氧化碳，不仅对大气环境造成不利的影响还能降低碳水化合物的利用效率。

当饲喂优质蛋白质或大量蛋白质时，会被瘤胃微生物过度的降解，而降解产生的非蛋白氮超过微生物合成菌体蛋白的需要量，以氨的形式被瘤胃吸收合成尿素，大部分将被排出体外，造成蛋白质资源的浪费。

在产奶高峰期，为了满足动物的维持及生产需要，需要大量蛋白质供给的时候，瘤胃微生物的消化特点将限制蛋白质的供给，因此优质的蛋白质需要过瘤胃处理，如甲醛化处理、包被等。

瘤胃微生物可以将饲料中的不饱和脂肪酸氢化为饱和脂肪酸，饲料中添加的不饱和脂肪酸等必需脂肪酸被瘤胃微生物氢化，难以直接被真胃及小肠消化吸收，不能满足反刍动物在产奶高峰期对高能量及必需脂肪酸的需要。

而添加油脂会对瘤胃菌群造成一定的影响，抑制瘤胃微生物的活力，长期添加会对瘤胃的菌群平衡造成不利的影响，造成难以预测的损失。

因此为了提高动物的生产性能，又要能添加适量的油脂，必须将油脂经过加工处理，如甲醛化、包被、氢化、皂化等。

反刍动物的微生物消化特点反刍动物是一类特殊的哺乳动物，包括牛、羊、驯鹿等。

它们具有一个特殊的胃部构造和微生物共生系统，可以利用微生物的帮助进行高效的纤维素消化和能量获取。

下面将阐述反刍动物微生物消化的特点。

首先，反刍动物的胃部构造独特，由四个相互合作的胃室组成：瘤胃（ rumen）、网状胃 reticulum）、皱胃 omasum）和真胃 abomasum）。

其中，瘤胃是最重要的消化器官。

瘤胃是一个巨大的发酵槽，容纳大量的微生物。

反刍动物在进食后，将食物咀嚼后咽下，进入瘤胃。

在瘤胃中，微生物包括细菌、纤毛动物和真菌，通过发酵作用分解纤维素、半纤维素和其他复杂多糖，产生短链脂肪酸等有机物。

这些有机物可以被反刍动物吸收和利用。

其次，反刍动物的微生物共生系统包括几十亿个微生物群落。

其中最为重要的是纤维素分解菌 Fibrobacter），它们能够分解纤维素和半纤维素。

此外，其他细菌如放线菌、拟杆菌等也参与纤维素分解。

纤维素分解菌产生外源酶，即纤维素酶，可以降解植物细胞壁的纤维素。

它们将纤维素分解成碳水化合物单元 葡萄糖、木糖等）和短链脂肪酸 乙酸、丙酸等）。

这些产物经过发酵后，能够被反刍动物吸收和利用为能量来源。

此外，微生物的存在也利于防止外源性病菌的生长。

阻碍病原体生长的因素包括pH值的降低、产生抗菌物质以及竞争营养物质等。

因此，微生物的共生对反刍动物的健康具有重要意义。

然而，反刍动物微生物消化的特点也存在一些问题。

由于微生物的活动产生大量气体，反刍动物会不时地进行反刍，将食物从瘤胃中再次咀嚼和嚼碎，以减少气体的积聚。

此外，由于微生物产生乙酸等有机酸，反刍动物的瘤胃内会形成强酸环境，需要通过喝水来稀释胃液，并使胃液向前流动。

否则会导致消化不良。

总的来说，反刍动物的微生物消化特点允许它们高效地与微生物共生，通过发酵将植物纤维分解为有机物，并将其吸收和利用。

这种共生关系使得反刍动物能够在食用植物纤维饲料时获得足够的能量和养分。

瘤胃内微生物对饲料蛋白质消化的探析作者：焦万洪来源：《养殖与饲料》 2014年第12期焦万洪四川省盐边县农牧局畜牧站，四川盐边6171001 饲料蛋白质被瘤胃微生物降解瘤胃中有很多细菌能分泌蛋白酶，具有降解蛋白质的能力。

最熟知的有嗜淀粉拟杆菌、溶纤维丁酸弧菌和栖瘤胃普雷沃氏菌这3 种细菌。

瘤胃真菌也具有分解蛋白质的能力。

瘤胃厌氧性真菌菌株都可产生金属蛋白酶，N.frontalis可产生相当于细菌产生的高活性蛋白酶。

瘤胃纤毛虫能分泌半胱氨酸蛋白水解酶，对蛋白质有降解能力。

瘤胃内的细菌、原虫和真菌3 种微生物能够产生蛋白酶，蛋白酶是微生物体内的一类酵素酶，它们能够有效分解蛋白质。

分解方法是破坏那些将氨基酸连结成多肽键链的肽键，从而使蛋白质降解为寡肽。

2 微生物对肽的分解蛋白质分解菌有嗜淀粉瘤胃杆菌、溶纤维丁酸弧菌和栖瘤胃普雷沃氏菌。

溶纤维丁酸弧菌是从动物中分离的最主要蛋白质分群菌。

栖瘤胃普雷沃氏菌是瘤胃中的优势菌群，它在瘤胃中是数量最多的蛋白质降解菌。

嗜淀粉瘤胃杆菌的蛋白酶活性较高，但它的作用被认为主要是分解淀粉，蛋白质分解作用是次要的。

此外， Clostridiun、Fusobacterium、Eubacterium、Lachnospira、Selenomenas、Sucavibrio、Steptococcus、Streptococcus、bovis也是具有较高活性的蛋白质降解菌。

瘤胃中有些细菌如牛链球菌、嗜淀粉拟杆菌、产琥珀酸拟杆菌、溶纤维丁酸弧菌等能优先利用游离氨基酸，而栖瘤胃普雷沃氏菌能优先利用肽。

瘤胃原虫也参与了肽的降解，对不同的肽原虫摄取速度有异。

原虫对三肽具有较强的降解作用，但对二肽的降解作用不大。

肽是反刍家畜体内蛋白转变成氨基酸或氨的中间产物，对于肽的代谢和利用是一种动态平衡，一般说来在瘤胃处于稳态条件下，瘤胃内寡肽的产生、降解、微生物摄取、吸收、流通存在下列平衡关系：寡肽基本产生量（P，mg/h）=降解速率（D，mg/h）+微生物摄取速率（M，mg/h）+ 吸收速率（A，mg/h）+ 流通速率（F，mg/h）。

瘤胃微生物的代谢及产物
纤毛虫：
对纤维素的降解：
少部分的纤毛虫能够利用纤维素，产物：葡萄糖和水
对淀粉的降解：
瘤胃原虫具有吞食进而代谢淀粉颗粒的能力，限制了细菌对大量淀粉的快速发酵．有助于稳定瘤胃pH值。

对蛋白质的降解：
具有降解蛋白质的能力，分泌蛋白水解酶为半胱氨酸蛋白水解酶，代谢产物：氨基酸、小肽和多肽。

对脂肪的代谢：瘤胃原虫只能水解部分甘油三酯和半乳糖脂。

真菌：
纤维素的降解：真菌是最主要的纤维素分解微生物。

能够降解大颗粒的纤维片段。

物理性降解：真菌孢子能穿透植物细胞壁，加速降解速度。

化学性降解：能够分泌纤维素酶、半纤维素酶、木聚糖酶，半乳糖醛酶，可将木聚糖转化为木二糖和木糖低聚糖。

厌氧真菌对稻草秸秆的降解率在30-50%之间。

以多年生黑麦草为底物时，植物细胞壁降解率为65-90%。

脂肪代谢：真菌在日粮脂肪水解中不起作用。

蛋白质代谢：合成金属蛋白酶降解成，肽和氨基酸。

细菌：
纤维素的代谢：分泌纤维素酶、半纤维素酶，主要为木聚糖酶，产生琥珀酸、乙酸、甲酸。

淀粉的代谢：能发酵淀粉和二糖
蛋白质的代谢：能降解蛋白质,生产肽和氨基酸。

脂肪的代谢：能产生胞外脂酶，生成游离脂肪酸和甘油。