瘤胃微生物种类及分类

瘤胃微生物多样性与定量马涛;刁其玉【摘要】Ruminants are able to utilize fibrous feed as a source of energy and nutrients due to the ruminal mi-crobes, composed mainly of bacteria, fungi, and ciliate protozoa. Ruminal microbes play different roles in feed digestion and act synergistically to ferment dietary carbohydrates and proteins. This review reported the latest methods for assessment of ruminal microbial diversity, particularly molecular techniques, which allows people to gain new insights into rumen functions.%反刍动物由于瘤胃微生物的存在能够分解并利用饲料中的纤维素来提供能量和蛋白质. 瘤胃微生物主要包括细菌、真菌和原虫,三者在消化饲料过程中分工明确,共同实现碳水化合物和蛋白质的分解. 本文综述了定量瘤胃微生物群落多样性的新方法,尤其是分子生物学的应用,进一步提高人们对于瘤胃功能的认识水平.【期刊名称】《动物营养学报》【年(卷),期】2015(027)012【总页数】6页(P3649-3654)【关键词】瘤胃微生物;细菌;古细菌;厌氧真菌;原虫【作者】马涛;刁其玉【作者单位】中国农业科学院饲料研究所,农业部饲料生物技术重点实验室,北京100081;中国农业科学院饲料研究所,农业部饲料生物技术重点实验室,北京100081【正文语种】中文【中图分类】S823;S826瘤胃具有复杂的微生物区系，主要包括细菌、原虫和真菌这3大类，由于微生物的功能使得反刍动物能够利用饲料中的营养成分生成挥发性脂肪酸以及微生物蛋白质[1]，因此瘤胃微生物的研究是反刍动物营养领域一个永恒的课题，直到20世纪80年代16S rRNA基因序列分析技术出现之前，研究人员广泛应用培养基的方法对微生物进行研究，涉及到分离、计数以及功能鉴定等技术步骤，应用该方法目前已经完成了200多种细菌和100多种原虫及真菌的鉴定。

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）。

瘤胃微生物的名词解释瘤胃微生物是指存在于反刍动物瘤胃内的一类微小生物，包括细菌、真菌和原生动物等。

瘤胃是反刍动物独特的消化器官，扮演着关键的营养转化和消化过程中的重要角色。

而瘤胃微生物群则是瘤胃生态系统的核心成分，是实现反刍动物高效利用纤维素素质的关键。

1. 瘤胃微生物的组成瘤胃微生物在种类和数量上呈现高度复杂和多样性。

它们包括纤维素分解细菌、纤维素稳定菌、乳酸菌、糖类、蛋白质分解菌等。

这些微生物之间相互协同作用，形成一种相对稳定的微生物群落，以适应反刍动物特殊的消化需求。

2. 瘤胃微生物的功能瘤胃微生物是反刍动物消化系统中最为重要的利益合作伙伴。

它们具有一系列独特的功能，其中最为重要的是纤维素的降解和利用。

纤维素是植物细胞壁的主要成分之一，但由于反刍动物自身的限制，无法直接分解和吸收。

瘤胃微生物通过合作分解纤维素，产生一系列代谢产物，如挥发性脂肪酸，提供给宿主动物能量和营养物质。

此外，瘤胃微生物还能分解和转化其他复杂的碳水化合物、合成维生素和氨基酸等。

它们还能抑制一些有害菌的生长，提高反刍动物的免疫力。

瘤胃微生物的活动对反刍动物的生长、发育和健康状态起到至关重要的作用。

3. 瘤胃微生物与饲料饲料是直接影响瘤胃微生物群落结构和功能的重要因素。

不同类型和比例的饲料成分能够改变瘤胃微生物的数量和组成，从而影响反刍动物的消化过程。

例如，高纤维饲料可以促进纤维素稳定菌的生长，进而提高纤维素分解效率。

而高蛋白饲料则会增加蛋白质分解菌的数量，加速蛋白质的降解和吸收。

在不同的饲料组合中，瘤胃微生物会出现适应性的变化，以最大化对各种营养物质的利用。

同时，饲料质量的变化也可能对瘤胃微生物产生不利影响。

过度加工和热处理的饲料可能破坏饲料中的营养物质和纤维素结构，降低瘤胃微生物的活性和功能。

因此，科学合理的饲料配制和饲养管理对于维持瘤胃微生物群稳定和促进反刍动物健康至关重要。

4. 瘤胃微生物与环境因素环境因素对瘤胃微生物的生态系统也有着重要影响。

奶牛瘤胃功能概述摘要奶牛有瘤胃、网胃、瓣胃、皱胃4个胃室，该文着重阐述了奶牛瘤胃的功能，以为奶牛养殖者提供参考。

关键词奶牛；瘤胃；功能奶牛属于反刍动物，有瘤胃、网胃、瓣胃、皱胃4个胃室。

瘤胃、网胃、瓣胃没有消化腺，不能分泌胃液；皱胃是能分泌胃液的真胃。

在反刍动物的4个胃室中，瘤胃是靠近食道的第1个胃，容积有70～120 L，内含大量微生物，有助于分解食物与合成营养物质。

家畜反刍时，粗糙饲料自瘤胃送出并在口腔内反复咀嚼。

每次反刍的食团咀嚼约1 min后咽下，反刍约8 h/d。

食物在瘤胃内经微生物分解产生的气体还有很少一部分自瘤胃被血液吸收再通过肺脏内的气体交换而呼出。

网胃（蜂窝胃）内皮有蜂窝状组织，位于瘤胃前部，饲料颗粒可以在二者之间移动。

网胃的功能如同筛子，随饲料吃进去的钉子、铁丝等重物都存在网胃中。

因此，常常发生创伤性网胃炎，严重的发生创伤性心包炎。

瓣胃表面有组织状皱褶，其主要功能是吸收饲料内的水分和挤压磨碎饲料。

皱胃分泌消化液，内含有酶，能消化部分蛋白质，基本上不消化脂肪、纤维素或淀粉，可使食糜分解为可吸收利用的单元物质和有机化合物。

被消化的饲料离开真胃时呈水状，到达小肠进一步消化，未消化的物质经大肠排出体外。

瘤胃不分泌消化液，但其内有无数细菌和原生虫等微生物，能消化含粗纤维较多的饲料，是饲料被消化吸收的主要场所。

牛吞食的饲料呈团状（约100 g）暂存在瘤胃内，休息时将大的饲料颗粒反刍入口腔内嚼碎，然后饲料通过瘤胃进入瓣胃，经网胃后入皱胃和小肠，有序地进行消化吸收。

稍重点的食团不经瘤胃直接进入网胃，部分脂肪、纤维素或淀粉主要在瘤胃内消化吸收，主要是为瘤胃内的微生物提供营养和生存环境。

奶牛24 h能分泌50～60 L唾液，呈碱性（pH 值8.1左右），可中和瘤胃内微生物发酵产生的有机酸。

发酵后的饲料不断进出瘤胃，唾液也很稳定地进入瘤胃，调控酸碱度。

细菌、真菌、原虫等微生物对不同类型的饲料进行发酵，被牛经瘤胃壁吸收利用。

瘤胃微生物的活动和功能日期：2003-08-19 00:00编辑：来源：现代乳牛学查看：9次瘤胃微生物区系可分为细菌和纤毛原虫两大类。

下面分别加以阐述：(一)细菌的种类及作用据研究证明：瘤胃内的细菌有60余种，绝大部分属厌氧菌。

这些细菌，大多数能发酵饲料的一种或多种糖，为其生长提供能量来源。

而有些细菌则不能发酵糖类，但它能利用糖类水解后的简单产物或糖类代谢的主要终产物，如乳酸、甲酸或氢等获取能量。

瘤胃细菌的主要功能是分解纤维素、果胶等，产生甲酸、乙酸等，其次它还分解淀粉和糖类。

瘤胃饲料中的糖类，在多种细菌的协同或持续作用下，将其分解成挥发性脂肪酸(VFA)、二氧化碳(CO2)及甲烷(CH4)等，气体通过嗳气及呼吸作用而排出体外，挥发性脂肪酸经胃壁吸收参与机体代谢。

瘤胃微生物细菌种类中，存在有分解蛋白质和氨基酸的菌群。

有些菌群，既能分解纤维素又能利用尿素。

实践证明，在粗饲料中添加尿素，可提高其消化率。

添加尿素的作用是为细菌合成菌体蛋白提供了充足的氮源而并非增加了粗蛋白。

但应注意，添加尿素时不能将尿素溶于水让乳牛饮用，而应以固体的形式适量添加。

(二)纤毛原虫的种类及作用瘤胃中的纤毛原虫有40余种之多，属厌氧。

纤毛原虫体内有许多酸类，故可分解糖类，产生乙酸、丁酸、乳酸以及丙酸、二氧化碳和氢。

大多数纤毛原虫都作用于淀粉和植物中的果胶、半纤维素等糖类。

另外，纤毛虫具有水解脂类不饱和脂肪酸、降解蛋白质等能力，纤毛虫能显著提高饲料的消化率与利用率，并能促使挥发性脂肪酸(VFA)的产生。

纤毛虫体蛋白质的生理价值与菌体蛋白相同，但消化率比菌体蛋白高。

纤毛虫体蛋白质还含有相当丰富的氨基酸。

当这些细菌、纤毛虫等下行到皱胃、小肠时，由于生态环境的变化，大部分微生物死亡后被机体吸收利用。

瘤胃微生物区系一细菌和纤毛原虫对营养物质的分解及合成作用称作瘤胃发酵。

瘤胃微生物依靠瘤胃内饲料的营养物质生存和繁殖，而反刍家畜又以依靠瘤胃的代谢产物及瘤胃增殖的微生物在皱胃、小肠分解后所形成的菌体蛋白来获得正常的营养。

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。

简述瘤胃发酵产生的vfa种类及影响因素
瘤胃发酵是指由反刍动物的瘤胃内微生物参与的一种发酵过程，产生挥发性脂肪酸（VFA）。

VFA是瘤胃发酵过程中的主要
产物，主要包括乙酸、丙酸和丁酸等。

影响瘤胃发酵产生VFA种类的主要因素包括：
1. 饲料类型：不同饲料在瘤胃内的消化和发酵过程不同，会导致产生不同种类和比例的VFA。

例如，纤维素含量较高的饲
料会产生较多的乙酸和丁酸。

2. 饲料营养成分：饲料中的碳水化合物、蛋白质和脂肪含量会影响瘤胃内微生物的代谢过程和VFA的产生。

高碳水化合物
饲料会促进乳酸和乙酸的产生，而高蛋白质饲料会促进丙酸和丁酸的产生。

3. 瘤胃微生物群落：不同种类和数量的瘤胃微生物对VFA的
产生有影响。

不同微生物群落的代谢途径和活性不同，会导致产生不同种类和量的VFA。

4. pH值：瘤胃内的pH值会影响瘤胃微生物的生长和代谢活性，进而影响VFA的产生。

较低的pH值有利于乳酸和乙酸
的产生，而较高的pH值有利于丙酸和丁酸的产生。

5. 瘤胃运动：瘤胃的收缩和混合作用有助于微生物与饲料的接触，促进发酵过程和VFA的产生。

总之，瘤胃发酵产生的VFA种类和量受到饲料类型、饲料营
养成分、瘤胃微生物群落、pH值和瘤胃运动等多种因素的影响。

不同的因素对VFA的产生有不同的作用和调节机制。

瘤胃微生物的研究方法
研究胃癌微生物的方法包括：一、细菌培养法运用细菌培养法是研究胃癌微生
物最常用的方法，它能够清晰地分离出胃癌微生物，并有利于确诊胃癌微生物的分类。

此外，培养法还能够检测胃癌微生物的生长过程，并能够收集胃癌微生物的信息，建立起胃癌微生物的文献数据库，以及准确确定有害微生物对胃癌微生物引发疾病的影响程度。

二、PCR-DGGE技术PCR-DGGE技术（Polymerase Chain Reaction-Denaturing Gradient Gel Electrophoresis）是一项无分离媒介高灵敏检测技术，主要应用于检测环境界面中DNA聚合物、真菌、细菌等.由于此技术能够检测低浓度的微生物，在检测胃癌微生物中有较大的应用价值。

三、免疫电镜法免疫电镜是一种可以结合传统的电镜技术，利用抗体及特异性
探针，通过免疫反应来记录病原微生物形态、位置和生长状态，更快更准确地进行病原微生物检测。

在研究胃癌微生物时，免疫电镜可以迅速有效地确定胃癌微生物的分布及表型，对于深入研究胃癌微生物的生物学特性具有十分重要的意义。

四、荧光原位杂交技术荧光原位杂交技术（FISH）是一种高灵敏、高特异性的
分子生物学技术，通过intact真核或细胞的细胞来检测微生物的存在，并可以确
定其种类。

在研究胃癌微生物时，即可准确地判断胃癌微生物种，也可以对其表型进行描述，便于细胞分类判定。

以上就是关于研究胃癌微生物的几种方法，它们分别可以检测胃癌微生物的分类、状态和形态、位置和生长情况，为胃癌微生物研究奠定了坚实的基础，并以此深入挖掘胃癌微生物的秘密，为诊断和治疗胃癌提供有力的支持。

瘤胃微生物
瘤胃微生物是共生在牛、羊、鹿和骆驼等反刍动物瘤胃中的细菌和原生动物等微生物的总称。

瘤胃是反刍动物体内的饲料加工厂，瘤胃消化作用依赖于瘤胃内复杂的微生物区系的作用，主要包括瘤胃细菌和纤毛虫等原生动物。

所有这些微生物都是专性厌氧菌。

瘤胃细菌主要有纤维素分解菌、产琥珀酸放线杆菌、果胶分解菌、以及大量甲烷细菌。

瘤胃微生物所需要的生存环境：
温度：38-40℃
氧气：绝对厌氧环境
可以做以下方面的研究：
瘤胃微生物与增产和抗病领域
瘤胃微生物与生物能源方面的关系
应用实例
耐NaCl突变放线杆菌提高琥珀酸产量
研究内容：放线杆菌发酵时琥珀酸产量会受到高浓度NaCl的影响，通过筛选耐NaCl突变的放线杆菌可以提高菌株酶的活性及琥珀酸产量。

（Bugbox）
文章标题Enhancement of succinic acid production by osmotic-tolerant mutant strain of Actinobacillus succinogenes
收录情况World J Microbiol Biotechnol (2011) 27:3009–3013。