反刍动物微生态
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第十一讲 反刍动物微生态学
郑州牧业工程高等专科学校动物医学系
动物微生态技术
2、适宜的水分
保证乳酸菌正常增殖和发酵的重要条件； 水分过多,原料不易压紧, 容易发霉腐烂, 汁液外 渗造成养分流失, 影响青贮质量； 一般原料适宜的含水量为65～75%。豆科牧草60～ 70%为宜,柔嫩的原料可低为60%。原料含水量过高 或过低应作处理调整。
心包炎 网胃炎 瘤胃炎 瓣胃阻塞
塑料薄膜
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动物微生态技术
牛有四个胃，按 胃壁结构不同分为瘤
复 胃 消 化
胃、网胃（蜂巢胃）、
瓣胃（百叶）、皱胃
（有粘膜上皮，消化 腺分泌胃酸和各种胃 蛋白酶，又叫真胃， 其功能与单胃动物的
胃一样。
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动物微生态技术
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5、pH值
腐败菌：pH 6，含水量高，温度高； 酪酸菌：pH 5-6，嫩，含水量高，糖少； 乳酸菌：pH 5-4.2（4.2-3.8可发酵），30℃ （25-35℃），70%水分，糖多发酵最好。 pH 3.8以下，乳酸菌自身被抑制
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瘤胃细菌作用
1、多数能发酵饲料的一种或多种糖，为其生 长提供能量来源。 2、分解纤维素、果胶等，产生甲酸、乙酸等， 参与机体代谢。 3、分解蛋白质和氨基酸，利用尿素 。
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2、瘤胃真菌
瘤胃真菌的作用
主要的一种厌氧性真菌是藻红真菌属，它是 一种首先侵袭植物纤维结构的瘤胃微生物，能从 内部使木质素纤维强度降低，使纤维物质在羊反 刍时易于被破碎，这就为纤维素分解菌在这些碎 粒上栖息、繁殖和消化创造了条件。瘤胃真菌也 可以发酵半纤维素、木聚糖、淀粉和糖类。
反刍动物复合微生态制剂的研制
摘要： 模拟反刍 动物瘤胃内 环境对枯草芽 孢杆菌、 嗜酸乳杆菌、 肠球荸、 啤酒酵母、 酿酒酵母 ５ 种菌进行相关生物学特性
研 究 。 验 结果表 明 ， ５株 茵安全 、 试 这 菌株 间无 颉颃 性 、 耐酸碱 、 耐胆 盐 、 颉颃 常 见病 原 菌 ， 合研 制反 刍动 物微 生 态制 剂 符 的要 求。 而对这 ５种 菌的发 酵培 养基 和发 酵参数 进行 了研 究、 化 ， 而 开发 出一种 新型 复合 微 生态制 剂及 其发 酵 生 进 优 从
ｓ ｆ ， ｎｔｇ ｎ ｓ ｂ ｗｅｅ ａ ｈ ｏ ｈ ｒ ｅ ｉｔｎｔｔ ｃｄ，ａｋａｉａ ｌ ａｔ，ａ ｄ ａ ｔｇ ｎｉｔ ｏｃ ｍ ｍｏ ｔ ｏ ｅ ， ｉｈ ａ ｒ ｅ ｗｅ ｌ ａ ｅ ｎｏａ ａ ｏ ｉｍ ｅｔ ｎ ｅ ｃ ｔ ｅ ，ｒ ｓｓａ ｏ ａ ｉ ｌ ｌ ｎｄｂｉｅ ｓ ｌｓ ｎ ｎａ ｏ ｓｉ ｔ ｏ ｃ ｎ ｐａｈ ｇ ｎｓ ｗｈｃ ｇ ｅ ｌ
脂 ｌ ． ｇ 蒸 馏 水 １ ０ Ｌ。ｐ ５０ 、 ０ｍ ０ Ｈ值 ７５ １ １ｏ ．，２ Ｃ高压 灭 菌 １ ５
ｍ ｌ ０ ｎ
１ ． 毒 性 试 验 ２
１ ． 试 验 用 小 白 鼠 ： 重 １ ～ ２ｇ的 昆 明 系 小 白 鼠 ， 自 ．１ ２ 体 ８ ２ 购 内蒙 古大 学实 验动 物 中心 。
Ｋ ｅ ｏ ｄｓ： ｍｉ ａ ｓ ｐ ｏ ｏ ｉｓ ｉ ｌｇｃａ ｈａａ ｔ ｒｓｉｓ ｆ ｒ ｎ ａｉ ｎ ｙｗ ｒ ｕ ｒ ｎ ｎｔ； ｒ ｂｉｔｅ ；ｂ ｏｏ ｉ ｌｃ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ； ｅ ｍｅ ｔ ｔｏ
微 生 态 制 剂 是 根 据 动 物 微 生 态 平 衡 理 论 ．利 用 微 生 物 及 其 代 谢 产 物 或 生 长 促 进 物 ， 培 养 、 酵 、 工 等 特 殊 加 经 发 加 工 工 艺 而 制 成 的 生 物 制 剂 或 活 菌 制 剂 。微 生 态 制 剂 根 据 菌 株组成 可分 为单 一菌 剂和 复合 菌剂 ；根据 菌种 的类 型 可分
直接饲喂微生物对反刍动物的影响
直接饲喂微生物对反刍动物的影响瘤胃的微生态系统是一个多态性和竞争性的环境，也是一个动态平衡的体系。
多年来营养学家和微生物学家对其进行了大量的研究，旨在通过调控瘤胃微生态系统来提高反刍动物的生产效率以及预防某些疾病的发生。
直接饲喂微生物（DFM）是指可直接饲喂给动物的一种微生物细胞，这些微生物包括细菌、酵母及其培养物、米曲霉提取物（AO）等。
随着抗生素及类似促生长药物的使用越来越受到限制，DFM作为一种无毒无害且无药物残留的饲料添加剂受到人们的广泛关注。
DFM可促进动物消化道微生物的生长，改变反刍动物瘤胃的发酵模式，提高动物生长和泌乳阶段反刍动物的生产性能，尤其是酵母还可促进反刍动物对纤维素等有机物的消化。
1 对反刍动物瘤胃内环境的影响1.1 对瘤胃发酵模式的影响Callaway等报道，酵母培养物(YC)增加了由反刍月形单胞菌HD4产生的乙酸和总挥发性脂肪酸（VFA）的浓度，同时也增加了由反刍月形单胞菌H18产生的丙酸和总VFA的浓度[1]。
Harrison报道，YC 添加于荷斯坦奶牛的日粮中，可使其瘤胃内乙酸、乙酸与丙酸的比例下降，丙酸及戊酸的摩尔比提高。
但Williams(1991)报道[2],YC添加对瘤胃总VFA浓度没有影响,而乙酸与丙酸比例从3.3：1降到2.8：1,对戊酸或支链VFA比例没有影响。
这些研究结果不同可能由于DFM 的用量、浓度以及日粮组成、生产阶段等的不同所造成的。
1.2 对瘤胃pH值的影响高产奶牛在泌乳早期处于能量负平衡状态，饲料中可发酵的碳水化合物（CHO）含量高，产生大量的乳酸，易造成瘤胃酸中毒[3]。
最近的研究结果表明，饲喂DFM可降低瘤胃酸中毒的可能性，稳定瘤胃pH值[4]。
埃氏巨形球菌是瘤胃内主要的乳酸利用菌，当奶牛突然从饲喂草料变成饲喂高浓缩饲料时，添加埃氏巨形球菌B159能防止乳酸堆积。
反刍月形单胞菌是瘤胃内的又一种乳酸利用菌，占瘤胃中乳酸利用菌的21%，可发酵瘤胃中乳酸产生量的60%~80%。
动物微生态基础知识
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动物微生态知识讲座
山东宝来利来生物工程股份有限公司 单宝龙
动物微生态知识
动物微生态知识讲座
第一章 各种动物的微生态研究
第一节 猪微生态学
一、微生态分布 1、皮肤微生态：猪的皮肤因受土壤、空气及动物排泄物的污染，而栖生 多种细菌、放线菌和霉菌。如葡萄球菌、链球菌、枯草杆菌、肠杆菌、八 叠球菌、绿脓杆菌、双球菌等，可检测出170多个。 2、消化道微生态：成年猪的消化道内菌群总数在10 ，总重量达到1.27 KG，其中乳杆菌是猪肠道的最优势菌群，其次是拟杆菌、消化球菌、厌氧 弯曲杆菌、真杆菌、螺旋体、双歧杆菌、粪链球菌、酵母菌和大肠杆菌。 其中在空场、回肠、盲肠、直肠数量最多。 正常情况下猪粪便菌群总数在10 个/克。 3、呼吸道微生态：猪的鼻腔粘膜定居的正常微生物群最多，从中可以分离 出链球菌、支原体和肺炎链球菌等，其次是气管上部。气管的中下部微生物 越来越少，而健康猪的支气管末梢和肺泡是无菌的。但发生支气管炎和肺炎 时可分离出细菌，而且主要是化脓性链球菌。
9
11
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动物微生态知识讲座
在1克瘤胃内容物中，细菌数约为10 -10 ，大多数数菌种为厌氧菌，也 存在一些兼性厌氧菌。主要包括纤维素分解菌、半纤维素分解菌、淀粉分解 菌、蛋白分解菌、氨基酸分解菌、脂肪分解菌、利用有机酸的瘤胃细菌、产 甲烷菌、合成维生素的细菌等。反刍动物瘤胃中微生物区系、数量受动物的 种类、年龄、饲养条件、抗生素、疾病、应激等多种因素的影响。 纤毛虫同样参与瘤胃内纤维素、半纤维素、果胶、淀粉、氮化合物、脂肪 的分解作用。种类多达120多种，每毫升瘤胃液可达200万个，严格厌氧。 反刍动物肠道微生物有乳酸菌、双歧杆菌、肠杆菌等，其中乳酸菌产生抑 菌物质，可抑制溶血链球菌、肺炎球菌、沙门氏菌、结核杆菌、葡萄球菌等， 双歧杆菌除具有抑菌作用外，还可促进肠蠕动，促进钙、维生素D的吸收。 三、瘤胃微生态平衡 瘤胃内各种细菌的数量和比例，随日粮的组成不同而发生变化，在日粮中 纤维素为17%时，细菌对纤维素的消化最好，纤维素低于13%或高于22%时， 微生物群对纤维素的消化能力降低。细菌之间的相互关系主要表现为协同作用。 如纤维素分解菌与半纤维素分解菌之间的协同作用，瘤胃内糖类、蛋白质、脂 肪的消化代谢均存在菌群之间的协同作用。
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第一章 各种动物的微生态研究
第一节 猪微生态学
一、微生态分布 1、皮肤微生态：猪的皮肤因受土壤、空气及动物排泄物的污染，而栖生 多种细菌、放线菌和霉菌。如葡萄球菌、链球菌、枯草杆菌、肠杆菌、八 叠球菌、绿脓杆菌、双球菌等，可检测出170多个。 2、消化道微生态：成年猪的消化道内菌群总数在10 ，总重量达到1.27 KG，其中乳杆菌是猪肠道的最优势菌群，其次是拟杆菌、消化球菌、厌氧 弯曲杆菌、真杆菌、螺旋体、双歧杆菌、粪链球菌、酵母菌和大肠杆菌。 其中在空场、回肠、盲肠、直肠数量最多。 正常情况下猪粪便菌群总数在10 个/克。 3、呼吸道微生态：猪的鼻腔粘膜定居的正常微生物群最多，从中可以分离 出链球菌、支原体和肺炎链球菌等，其次是气管上部。气管的中下部微生物 越来越少，而健康猪的支气管末梢和肺泡是无菌的。但发生支气管炎和肺炎 时可分离出细菌，而且主要是化脓性链球菌。
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在1克瘤胃内容物中，细菌数约为10 -10 ，大多数数菌种为厌氧菌，也 存在一些兼性厌氧菌。主要包括纤维素分解菌、半纤维素分解菌、淀粉分解 菌、蛋白分解菌、氨基酸分解菌、脂肪分解菌、利用有机酸的瘤胃细菌、产 甲烷菌、合成维生素的细菌等。反刍动物瘤胃中微生物区系、数量受动物的 种类、年龄、饲养条件、抗生素、疾病、应激等多种因素的影响。 纤毛虫同样参与瘤胃内纤维素、半纤维素、果胶、淀粉、氮化合物、脂肪 的分解作用。种类多达120多种，每毫升瘤胃液可达200万个，严格厌氧。 反刍动物肠道微生物有乳酸菌、双歧杆菌、肠杆菌等，其中乳酸菌产生抑 菌物质，可抑制溶血链球菌、肺炎球菌、沙门氏菌、结核杆菌、葡萄球菌等， 双歧杆菌除具有抑菌作用外，还可促进肠蠕动，促进钙、维生素D的吸收。 三、瘤胃微生态平衡 瘤胃内各种细菌的数量和比例，随日粮的组成不同而发生变化，在日粮中 纤维素为17%时，细菌对纤维素的消化最好，纤维素低于13%或高于22%时， 微生物群对纤维素的消化能力降低。细菌之间的相互关系主要表现为协同作用。 如纤维素分解菌与半纤维素分解菌之间的协同作用，瘤胃内糖类、蛋白质、脂 肪的消化代谢均存在菌群之间的协同作用。
(完整版)反刍动物微生态
附着瘤胃壁的细菌, 除厌氧菌外, 兼性厌氧菌约为20% ～50% 。附着的兼 性厌氧菌, 不但能在有氧条件下生存, 而且可保护瘤胃壁和内容物中的严格厌 氧菌免受氧的危害。
葡萄球菌、微球菌、链球菌和乳酸菌等, 在牛犊哺乳期是瘤胃的优势菌, 当牛犊长大逐渐采食草后, 这些特有的菌系退缩至瘤胃壁, 变成附着于瘤胃上 皮的菌系。
相通的隔室,按食物运转次序，从前到后分别叫做瘤胃、网胃、瓣胃、皱胃。 前3个胃室合称前胃,不分泌胃液，主要靠微生物的发酵作用消化饲料, 其中瘤 胃最大, 占复胃的85% ；第四个胃室即皱胃才有真正的胃腺,可分泌胃液,其消 化作用和单胃动物的相同。
哺乳动物偶蹄目的驼科、鹿科、 长颈鹿科和牛科的动物都有反刍胃， 故称反刍动物。
究瘤胃微生物的发酵作用。也有将本法列为体外试验的。
2 . 尼龙小袋法将试验的粗饲料置于尼龙小袋中, 通过接管注入瘤胃内, 经 过一定时间取出小袋进行分析研究。
3. 悉生动物试验使用这一方法, 可将纯培养或按一定比例混合的瘤胃细菌、 厌氧真菌, 以及原虫注入悉生动物瘤胃内, 研究这些微生物的作用, 测定反刍动 物对一些生物活性物质和生长因素的需求等。这是近年来研究中使用较多的 一种方法。研究所得的数据较为可靠, 但所需费用较高。
双歧杆菌除能合成B 族维生素外, 还产生抗菌物质。其抗菌活性与形成的 酸和抗菌物质有关。双歧杆菌对病原菌的抑菌活性与乳杆菌相似。此外，双 歧杆菌还可改善肠蠕动, 促进钙、维生素D 和铁的吸收。
肠杆菌是肠道正常微生物群的代表之一， 具有极为广谱的抑菌作用。
乳酸菌
双歧杆菌
肠杆菌
胃肠菌群的构成及功能
三、细菌在幼龄反刍动物体内的定植
度和氧化- 还原电位等。因此, 必须经常加入营养物质和排除最终代谢产物。
葡萄球菌、微球菌、链球菌和乳酸菌等, 在牛犊哺乳期是瘤胃的优势菌, 当牛犊长大逐渐采食草后, 这些特有的菌系退缩至瘤胃壁, 变成附着于瘤胃上 皮的菌系。
相通的隔室,按食物运转次序，从前到后分别叫做瘤胃、网胃、瓣胃、皱胃。 前3个胃室合称前胃,不分泌胃液，主要靠微生物的发酵作用消化饲料, 其中瘤 胃最大, 占复胃的85% ；第四个胃室即皱胃才有真正的胃腺,可分泌胃液,其消 化作用和单胃动物的相同。
哺乳动物偶蹄目的驼科、鹿科、 长颈鹿科和牛科的动物都有反刍胃， 故称反刍动物。
究瘤胃微生物的发酵作用。也有将本法列为体外试验的。
2 . 尼龙小袋法将试验的粗饲料置于尼龙小袋中, 通过接管注入瘤胃内, 经 过一定时间取出小袋进行分析研究。
3. 悉生动物试验使用这一方法, 可将纯培养或按一定比例混合的瘤胃细菌、 厌氧真菌, 以及原虫注入悉生动物瘤胃内, 研究这些微生物的作用, 测定反刍动 物对一些生物活性物质和生长因素的需求等。这是近年来研究中使用较多的 一种方法。研究所得的数据较为可靠, 但所需费用较高。
双歧杆菌除能合成B 族维生素外, 还产生抗菌物质。其抗菌活性与形成的 酸和抗菌物质有关。双歧杆菌对病原菌的抑菌活性与乳杆菌相似。此外，双 歧杆菌还可改善肠蠕动, 促进钙、维生素D 和铁的吸收。
肠杆菌是肠道正常微生物群的代表之一， 具有极为广谱的抑菌作用。
乳酸菌
双歧杆菌
肠杆菌
胃肠菌群的构成及功能
三、细菌在幼龄反刍动物体内的定植
度和氧化- 还原电位等。因此, 必须经常加入营养物质和排除最终代谢产物。
第八章 反刍动物微生态与应用
第八章 反刍动物的微生态与应用（4h）
主要内容
• 反刍动物的微生态特点 • 反刍动物的微生态失调与防治 • 微生态制剂在反刍动物饲料中的应用 • 微生态制剂在反刍动物饲养环境中的
应用
重点和难点
重点：
• 反刍动物的微生态特点 • 反刍动物的微生态失调与防治 • 微生态制剂在反刍动物饲料中的应用 • 微生态制剂在反刍动物饲养环境中的应用
一、微生态制剂在反刍动物饲料中作用机制 （1）促进胃肠道微生态平衡； （2）促进肠道优势菌群形成，增强免疫功能； （3）促营养作用； （4）提高对粗纤维的利用率； （5）促进对氨的利用；
Байду номын сангаас
二、反刍动物微生态制剂的种类 （1）需氧芽孢杆菌制剂 （2）乳酸菌制剂 （3）酵母类制剂
三、微生态制剂在反刍动物饲料中的应用 （1）在幼龄反刍动物中的应用 1、促进瘤胃发育和提早断奶 2、调节肠道pH值 3、提高生产性能 4、防治腹泻
二、反刍动物胃肠道微生态特点 （一）瘤胃内正常微生物群的种类及特性 1、瘤胃内的细菌
——纤维素分解菌 ——半纤维素分解菌 ——淀粉分解菌 ——氨基酸分解菌 ——脂肪分解菌 ——其它细菌
2、瘤胃内的纤毛虫 （1）纤毛虫的分类
全毛虫目和贫毛虫目 （2）纤毛虫的营养代谢
——糖类代谢 ——蛋白质代谢 ——脂肪代谢
3、瘤胃内的厌氧真菌 （1）真菌特点
栖居在瘤胃内，且能降解植物细胞壁。 （2）真菌功能
分泌不同的消化酶，降解纤维素和半纤维素， 如纤维素降解酶、木聚糖降解酶等。 （3）应用
开发新型饲料具有潜力。
第二节 反刍动物微生态失调与防控 一、反刍动物的微生态平衡 二、反刍动物的微生态失调与防治
一、反刍动物的微生态平衡 瘤胃内各种细菌的数量和比例，随日粮的组成不同
主要内容
• 反刍动物的微生态特点 • 反刍动物的微生态失调与防治 • 微生态制剂在反刍动物饲料中的应用 • 微生态制剂在反刍动物饲养环境中的
应用
重点和难点
重点：
• 反刍动物的微生态特点 • 反刍动物的微生态失调与防治 • 微生态制剂在反刍动物饲料中的应用 • 微生态制剂在反刍动物饲养环境中的应用
一、微生态制剂在反刍动物饲料中作用机制 （1）促进胃肠道微生态平衡； （2）促进肠道优势菌群形成，增强免疫功能； （3）促营养作用； （4）提高对粗纤维的利用率； （5）促进对氨的利用；
Байду номын сангаас
二、反刍动物微生态制剂的种类 （1）需氧芽孢杆菌制剂 （2）乳酸菌制剂 （3）酵母类制剂
三、微生态制剂在反刍动物饲料中的应用 （1）在幼龄反刍动物中的应用 1、促进瘤胃发育和提早断奶 2、调节肠道pH值 3、提高生产性能 4、防治腹泻
二、反刍动物胃肠道微生态特点 （一）瘤胃内正常微生物群的种类及特性 1、瘤胃内的细菌
——纤维素分解菌 ——半纤维素分解菌 ——淀粉分解菌 ——氨基酸分解菌 ——脂肪分解菌 ——其它细菌
2、瘤胃内的纤毛虫 （1）纤毛虫的分类
全毛虫目和贫毛虫目 （2）纤毛虫的营养代谢
——糖类代谢 ——蛋白质代谢 ——脂肪代谢
3、瘤胃内的厌氧真菌 （1）真菌特点
栖居在瘤胃内，且能降解植物细胞壁。 （2）真菌功能
分泌不同的消化酶，降解纤维素和半纤维素， 如纤维素降解酶、木聚糖降解酶等。 （3）应用
开发新型饲料具有潜力。
第二节 反刍动物微生态失调与防控 一、反刍动物的微生态平衡 二、反刍动物的微生态失调与防治
一、反刍动物的微生态平衡 瘤胃内各种细菌的数量和比例，随日粮的组成不同
反刍动物胃肠道微生物区系及作用
的主要是 甲烷 古菌 。
反 刍动 物 的胃包 括瘤 胃、 网 胃、 瓣 胃和 皱 胃 ， 其 中瘤 胃是 最 大 的 隔 间 ，又 进 一步 分 为 不 同 的
囊。
甲烷 古菌 的数 量 为 １ ０ ～ １ ０ ｍ Ｌ瘤 胃液 ， 其 数 量 的变化 很 大程度 上取决 于 日粮 类型 。这 些 甲烷
菌 都 有 一 个 共 同 的特 征 ，那 就 是 有 辅 酶 Ｆ ４ ２ ０ ，
反 刍 动 物 瘤 胃微 生 物群 落 由 不 同 类型 的细 菌、 古 细 菌、 真菌 以及纤 毛原 生动物 等组成 。这些
Ｆ ４ ２ ０ 作为甲酸脱氢酶和 甲酸氢化酶 的辅酶参与
甲烷 的生 成 。 甲烷 古 茵 只 能 在严 格 厌 氧 的环 境
ｎ ｏ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｂ ｉ ｕ ｍ ｍｏ ｂ ｉ ｌ ｅ ， Ｍｅ ｔ ｈ ａ ｎ ｏ ｓ ａ ｒ ｃ ｉ ｎ ａ ｂ ａ ｒ ｋ ｅ ｒ ｉ 和
Ｍｅ ｔ ｈａ ｎ ｏ ｃ ｕ ｌ ｌ ｅ ｕ ｓ ｏ ｌ ｅ ｎ ｔ ａ ｎｇ ｉ ｉ 。
３ 瘤 胃 真 菌
厌 氧 真 菌 在 反 刍 动 物 和 非 反 刍 草 食 动 物 的 胃肠 道 内存 在 ， 其产 生 的 多种 水 解 酶 ， 在 纤 维 降
， ｙ
彦
一
纛 五 商
步成 熟 化。
目为优 势菌群 。 迄今 为止 ， 只有 ７个 甲烷菌 种进行
过体 外培 养 ， 他 们 分别 是Ｍｅ ｔ ｈ ａ ｎ ｏ ｂ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｕ ｍ ｆ ｏ ｒ ｍｉ ｃ
ｉ ｃ ｕ ｍ， Ｍｅ ｔ ｈａ ｎｏ ｂ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｕ ｍ ｂ ｘ Ｔａ ｎ ｔ ｉ ， Ｍｅ ｔ ｈａ ｎ ０ ｂ ｒ ｅ ｖ ｉ ｂ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｒ ｕ ｍｉ ｎ ａ ｎ ｔ ｉ ｕ ｍ， Ｍｅ ｔ ｈａ ｎ ｏ ｂｒ ｅ ｖ ｉ ｂａ （ ： ｔ ｅ ｒ ｓ ｍｉ ｔ ｈｉ ｉ ， Ｍｅ ｔ ｈａ —
反 刍动 物 的胃包 括瘤 胃、 网 胃、 瓣 胃和 皱 胃 ， 其 中瘤 胃是 最 大 的 隔 间 ，又 进 一步 分 为 不 同 的
囊。
甲烷 古菌 的数 量 为 １ ０ ～ １ ０ ｍ Ｌ瘤 胃液 ， 其 数 量 的变化 很 大程度 上取决 于 日粮 类型 。这 些 甲烷
菌 都 有 一 个 共 同 的特 征 ，那 就 是 有 辅 酶 Ｆ ４ ２ ０ ，
反 刍 动 物 瘤 胃微 生 物群 落 由 不 同 类型 的细 菌、 古 细 菌、 真菌 以及纤 毛原 生动物 等组成 。这些
Ｆ ４ ２ ０ 作为甲酸脱氢酶和 甲酸氢化酶 的辅酶参与
甲烷 的生 成 。 甲烷 古 茵 只 能 在严 格 厌 氧 的环 境
ｎ ｏ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｂ ｉ ｕ ｍ ｍｏ ｂ ｉ ｌ ｅ ， Ｍｅ ｔ ｈ ａ ｎ ｏ ｓ ａ ｒ ｃ ｉ ｎ ａ ｂ ａ ｒ ｋ ｅ ｒ ｉ 和
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３ 瘤 胃 真 菌
厌 氧 真 菌 在 反 刍 动 物 和 非 反 刍 草 食 动 物 的 胃肠 道 内存 在 ， 其产 生 的 多种 水 解 酶 ， 在 纤 维 降
， ｙ
彦
一
纛 五 商
步成 熟 化。
目为优 势菌群 。 迄今 为止 ， 只有 ７个 甲烷菌 种进行
过体 外培 养 ， 他 们 分别 是Ｍｅ ｔ ｈ ａ ｎ ｏ ｂ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｕ ｍ ｆ ｏ ｒ ｍｉ ｃ
ｉ ｃ ｕ ｍ， Ｍｅ ｔ ｈａ ｎｏ ｂ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｕ ｍ ｂ ｘ Ｔａ ｎ ｔ ｉ ， Ｍｅ ｔ ｈａ ｎ ０ ｂ ｒ ｅ ｖ ｉ ｂ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｒ ｕ ｍｉ ｎ ａ ｎ ｔ ｉ ｕ ｍ， Ｍｅ ｔ ｈａ ｎ ｏ ｂｒ ｅ ｖ ｉ ｂａ （ ： ｔ ｅ ｒ ｓ ｍｉ ｔ ｈｉ ｉ ， Ｍｅ ｔ ｈａ —
反刍动物瘤胃微生物氨同化作用研究进展
微 生 物 降 解 成 氨 。 且 对 于 大 多 数 瘤 胃微 生 物 而 言 ，
１ 反 刍 动 物瘤 胃微 生物 氨 同化 作 用 进 程
瘤 胃微 生 物 种 类 繁 多 、 数量 庞 大 ， 主要 包 括 细 菌 、 菌 、 虫 和 噬 菌 体 等 。几 类 微 生 物 间相 互 作 真 原 用， 形成 了一 个精 密 的微 生态 系统 ， 对饲料 营养 物质 进 行着 复杂 的消化 、 收和代谢 。其 中 ， 胃原 虫不 吸 瘤 能直接利 用瘤 胃氨 合 成 氨基 酸 ， 瘤 胃氨 的净 生 产 是 者， 而瘤 胃细 菌 和 真 菌 则 可 直 接 利 用 瘤 胃氨 合 成 ＭＣ ， 足其 自身生 长需 求 。 Ｐ满
质 的 总 量 。而 过 量 的 氨 则 以 被 动 扩 散 或 主 动 吸 收 的
和转 氨作 用完 成 。大 量试 验 表 明 ， 胃微 生物 内普 瘤
遍存 在 的 ２条 主要 氨 同化 反 应 路径 ： ） 氨酸 脱 氢 １谷 酶 （ ｌｔｍａｅ ｄ ｈ ｄ ｏ ｅ ａｅ ＧＤＨ） 径 ， 口一 ｇｕａ ｔ ｅ ｙ ｒ ｇ ｎ ｓ ， 路 即
１ １ 瘤 胃 微 生 物 氨 同化 作 用 概 述 ．
氨是其 生长所 必需 的首选 氮源 。有研 究认 为瘤 胃细 菌和原 虫 蛋 白质 中的氮 有 ７ ％ 和 ５ ％分 别来 源于 ０ ０ 氨口 。瘤 胃微 生 物 利 用 氨 合 成 微 生 物 蛋 白质 （ ． ］ ｍｉ
ｃｏ ｉｌ ｒｔｉ ， ｒ ｂａ ｐ ｏｅｎ ＭＣＰ ， 生 物 合 成 效 率 与 瘤 胃 内 ）其
反 刍 动 物 瘤 胃微 生 物 氨 同化 作 用 研 究 进 展
王 谭支 良
（ 中 国科 学 院亚 热 带 农 业 生 态 研 究 所 ， 热 带 农 业 生 态 过 程 重 点 实 验 室 ， 沙 ４ ０ ２ １． 亚 长 １ １５
１ 反 刍 动 物瘤 胃微 生物 氨 同化 作 用 进 程
瘤 胃微 生 物 种 类 繁 多 、 数量 庞 大 ， 主要 包 括 细 菌 、 菌 、 虫 和 噬 菌 体 等 。几 类 微 生 物 间相 互 作 真 原 用， 形成 了一 个精 密 的微 生态 系统 ， 对饲料 营养 物质 进 行着 复杂 的消化 、 收和代谢 。其 中 ， 胃原 虫不 吸 瘤 能直接利 用瘤 胃氨 合 成 氨基 酸 ， 瘤 胃氨 的净 生 产 是 者， 而瘤 胃细 菌 和 真 菌 则 可 直 接 利 用 瘤 胃氨 合 成 ＭＣ ， 足其 自身生 长需 求 。 Ｐ满
质 的 总 量 。而 过 量 的 氨 则 以 被 动 扩 散 或 主 动 吸 收 的
和转 氨作 用完 成 。大 量试 验 表 明 ， 胃微 生物 内普 瘤
遍存 在 的 ２条 主要 氨 同化 反 应 路径 ： ） 氨酸 脱 氢 １谷 酶 （ ｌｔｍａｅ ｄ ｈ ｄ ｏ ｅ ａｅ ＧＤＨ） 径 ， 口一 ｇｕａ ｔ ｅ ｙ ｒ ｇ ｎ ｓ ， 路 即
１ １ 瘤 胃 微 生 物 氨 同化 作 用 概 述 ．
氨是其 生长所 必需 的首选 氮源 。有研 究认 为瘤 胃细 菌和原 虫 蛋 白质 中的氮 有 ７ ％ 和 ５ ％分 别来 源于 ０ ０ 氨口 。瘤 胃微 生 物 利 用 氨 合 成 微 生 物 蛋 白质 （ ． ］ ｍｉ
ｃｏ ｉｌ ｒｔｉ ， ｒ ｂａ ｐ ｏｅｎ ＭＣＰ ， 生 物 合 成 效 率 与 瘤 胃 内 ）其
反 刍 动 物 瘤 胃微 生 物 氨 同化 作 用 研 究 进 展
王 谭支 良
（ 中 国科 学 院亚 热 带 农 业 生 态 研 究 所 ， 热 带 农 业 生 态 过 程 重 点 实 验 室 ， 沙 ４ ０ ２ １． 亚 长 １ １５
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微生态空间及微生态组织
一、微生态空间
( 二) 消化道生理特点
微生态空间及微生态组织
一、微生态空间
( 三) 消化道微生态空间 反刍动物消化道的微生态空间, 瘤胃仍具代表性。瘤胃内的微生物主要分 布于瘤胃液中, 附着于进入瘤胃内的饲料颗粒上和瘤胃壁的上皮等部位。瘤胃 液内的细菌多具粘附结构, 主要为菌毛和糖须。糖须是一种多糖体脂蛋白, 可 使细菌固定, 形成微菌落, 并在上皮细胞表面粘附。许多细菌靠多糖纤维固定 于进入瘤胃的饲粒颗粒上。
乳酸菌
双歧杆菌
肠杆菌
胃肠菌群的构成及功能
三、细菌在幼龄反刍动物体内的定植
幼龄反刍动物体内细菌区系的建立受日粮及外界环境等多种因 素的影响。 哺乳期的最初阶段（ 3 周龄左右） ，犊牛瘤胃中多半为乳酸杆 菌和一定种类的蛋白水解菌，以后其他菌群逐步建立。 据调查，某些犊牛在1 周龄时瘤胃已存在一定数量的纤维素分解 菌，3 周龄与成年牛相似。表明瘤胃液是一些瘤胃细菌最好的增菌培 养基。有人研究在正常情况下，给犊牛喂奶至9 周龄，l0 周龄开始饲 喂苜蓿干草及谷物，l ～3 周龄瘤胃内占优势的菌和成年牛明显不同； 6 周龄时优势菌中已有许多是成年动物所具有的典型的细菌类群， 9 ～13 周龄分离到的菌，与饲喂相同日粮的成年牛相似。
哺乳动物偶蹄目的驼科、鹿科、 长颈鹿科和牛科的动物都有反刍胃， 故称反刍动物。
微生态空间及微生态组织
一、微生态空间
( 二) 消化道生理特点 牛、羊采食粗料后, 先进行咀嚼, 混入大量碱性唾液, 初步嚼细润湿后, 形成 食团吞咽入瘤胃, 在瘤胃内浸泡。隔一定时间反刍时逆吐到口腔中, 再仔细反 复咀嚼, 将纤维素组织进一步撕裂、磨碎, 然后再吞咽入瘤胃内由微生物发酵 分解。 瘤胃以及与其紧密连接相通的网胃, 不断地进行周期性运动( 休息时平均 每分钟约l. 8 次, 采食时约2. 8 次, 反刍时约2. 3次) , 将瘤胃食糜充分搅拌, 有 利于微生物对饲料的充分利用。 进入瓣胃的物质来自网胃。瓣胃的主要功能, 是将食糜进一步消化, 并挤 出其中的一些液体, 随后, 被压榨的食糜及挤压出的液体( 部分被瓣胃吸收) 连 续不断地流入皱胃。 在皱胃内微生物的作用与对残余饲料的处理, 与单胃动物相似, 其微生态情 况相仿。
反刍动物微生态学
rumen
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微态空间及微生态组织
胃肠菌群构成及功能 瘤胃中的纤毛虫 瘤胃中的厌氧真菌 瘤胃微生态平衡与失调 微生态制剂的应用
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第一节、微生态空间及微生态组织
一、微生态空间
( 一) 消化道结构特点 反刍动物消化道结构的主要特点是有复胃,也称反刍胃或多室胃，包括4个 相通的隔室,按食物运转次序，从前到后分别叫做瘤胃、网胃、瓣胃、皱胃。 前3个胃室合称前胃,不分泌胃液，主要靠微生物的发酵作用消化饲料, 其中瘤 胃最大, 占复胃的85% ；第四个胃室即皱胃才有真正的胃腺,可分泌胃液,其消 化作用和单胃动物的相同。
微生态空间及微生态组织
一、微生态空间
( 三) 消化道微生态空间 瘤胃内细菌靠糖须附着于瘤胃复层上皮表面。 细菌对饲料颗粒的附着, 与其分解物质的特异性有关。例如能分解纤维素 的白色瘤胃球菌、黄色瘤胃球菌、产琥珀酸类杆菌附着于植物组织的细胞壁 上, 分解淀粉的嗜淀粉类杆菌附着于淀粉颗粒上。由于纤维素酶、淀粉酶等与 细菌的糖须结合在一起, 使酶不至于扩散而受损。附着于饲料颗粒上的细菌, 当基质被分解完毕时, 又进入瘤胃液中。 附着瘤胃壁的细菌, 除厌氧菌外, 兼性厌氧菌约为20% ～50% 。附着的兼 性厌氧菌, 不但能在有氧条件下生存, 而且可保护瘤胃壁和内容物中的严格厌 氧菌免受氧的危害。 葡萄球菌、微球菌、链球菌和乳酸菌等, 在牛犊哺乳期是瘤胃的优势菌, 当牛犊长大逐渐采食草后, 这些特有的菌系退缩至瘤胃壁, 变成附着于瘤胃上 皮的菌系。
嗜淀粉类杆菌
反刍新月单胞菌
牛链球菌
胃肠菌群构成及功能
一、瘤胃内细菌的种类、特性及功能
( 三) 蛋白分解细菌 瘤胃中分解蛋白质的细菌为每毫升109 个, 约占瘤胃微生物总数的38% 。 利用不同糖类作为能源的多种瘤胃细菌, 均具有分解蛋白质的能力。瘤胃中的 蛋白质被细菌蛋白酶水解, 主要形成肽及氨基酸。细菌蛋白酶主要存在于细菌 细胞内或连接于细胞表面。参与分解蛋白质的细菌主要有: 丁酸弧菌属、琥珀 酸弧菌属( Succinovibri) 、反刍新月单胞菌及其变种、普通类杆菌 ( Bacteroides vulgatus) 、展开消化链球菌( Peptostreptococcus evolutus) 以及螺旋体属( Borrelia ) 等。
琥珀酸弧菌属
普通类杆菌
螺旋体属
胃肠菌群构成及功能
一、瘤胃内细菌的种类、特性及功能
( 四) 氨基酸分解菌 瘤胃细菌通过脱氨基和脱羧基作用对大多数氨基酸进行分解, 分解的主要 终产物为二氧化碳、氨和挥发性脂肪酸, 亦即乙酸、丙酸、丁酸和正戊酸。 分解氨基酸的细菌主要有: 瘤胃类杆菌、反刍新月单胞菌、溶纤维丁酸弧 菌、牛链球菌、埃氏消化链球菌、嗜淀粉类杆菌。 细菌对氨基酸的分解有着明显的特异性。瘤胃细菌由氨基酸或蛋白质水解 产物产生氨，通常情况下, 在成年瘤胃中占优势的细菌中间, 仅少数种别与之 有关, 以瘤胃类杆菌最为活跃, 其他如新月单胞菌和丁酸弧菌属的某些菌株亦 较活跃。研究证实, 混合瘤胃微生物对不同氨基酸的脱氨基速度有一定差异。
优点：可以排除宿主机体的影响; 缺点：与瘤胃内微生物的代谢活动相比, 存在一定差异, 并且在这样的培养中, 几乎将原虫群体完全排除在外。
微生态空间及微生态组织
三、研究瘤胃微生态学的方法
( 二) 体内试验 1 . 人造瘤胃利用玻璃或不锈钢制成的特殊容器, 并以瘘管与瘤胃相接, 研 究瘤胃微生物的发酵作用。也有将本法列为体外试验的。 2 . 尼龙小袋法将试验的粗饲料置于尼龙小袋中, 通过接管注入瘤胃内, 经 过一定时间取出小袋进行分析研究。 3. 悉生动物试验使用这一方法, 可将纯培养或按一定比例混合的瘤胃细菌、 厌氧真菌, 以及原虫注入悉生动物瘤胃内, 研究这些微生物的作用, 测定反刍动 物对一些生物活性物质和生长因素的需求等。这是近年来研究中使用较多的 一种方法。研究所得的数据较为可靠, 但所需费用较高。
瘤胃微生物 发酵产生 挥发性脂肪酸
菌体蛋白
微生态空间及微生态组织
三、研究瘤胃微生态学的方法
( 一) 体外试验 连续发酵法为常用的方法之一。利用这一方法可以部分模仿瘤胃所进行 的过程, 研究在不同条件下对代谢过程的影响等。 为了保证观察的准确性, 要保持培养液中一定水平的pH 值、营养物质浓 度和氧化- 还原电位等。因此, 必须经常加入营养物质和排除最终代谢产物。
微生态空间及微生态组织
二、胃肠微生态系
( 一) 瘤胃内正常微生物群的种类及特性 瘤胃内正常微生物种类很多, 主要为细菌、纤毛虫和厌氧真菌。微生物的 体积约占瘤胃液的5% , 其中细菌、纤毛虫( 含厌氧真菌) 各占将近50% 。此外, 还有各种酵母、螺旋体、放线菌等亦参与分解饲料以及重要有机化合物合成 过程, 但这些微生物的数量很少。 瘤胃微生物都是异养型, 大多数需在厌氧条件下才能生存。另外, 瘤胃中 的噬菌体, 也是瘤胃微生物活动过程中不可分割的组成部分。瘤胃中微生物区 系、数量受动物种类、年龄、饲养条件等多种因素的影响。
第二节、胃肠菌群构成及功能
一、瘤胃内细菌的种类、特性及功能
( 一) 纤维素分解菌 纤维素发酵是瘤胃内细菌的一个重要功能。这类细菌能产生纤维素酶, 由 于纤维素酶等的作用，纤维素可一直被分解到葡萄糖为止，有时在分解过程 中会积累纤维二糖。参与纤维素分解的细菌主要有: 产琥珀酸类杆菌 ( Bacteroides succinogen’es) 、黄色瘤胃球菌( Ruminococcusflavefaciens) 、 白色瘤胃球菌( R. albus) 、小瘤胃杆菌( R. parvum) 、溶纤维运动杆菌 ( Cilloba cterium cellulosslvens) 、溶纤梭菌( Ctostyidium cellutosolvens) 。
纤毛虫
鞭毛虫
瘤胃中的纤毛虫
一、纤毛虫的分类和主要形态特征
瘤胃中常见的纤毛虫主要有两大类——全毛虫目和贫毛 虫目。 （一）全毛虫目
主要的科为均毛虫科，瘤胃中有三个属：① 均毛虫属；②密毛 虫属；③布契利氏属，在瘤胃中较少见。这三个属的数量仅为瘤胃 纤毛虫的1% ～5% 。 全毛虫的纤毛虫全身均匀覆盖纤毛，运动速度较贫毛虫快。虫 体长度为80 ～160μm。均毛虫属个体较大，密毛虫属的个体较小。 采用新鲜的瘤胃内容物，能在光镜下见其形态。这类纤毛虫在有氧 环境中存活的时间比其他种类长，而在幼龄反刍动物体内最先建立 该虫区系。
产琥珀酸类杆菌
黄色瘤胃球菌
小瘤胃杆菌
胃肠菌群构成及功能
一、瘤胃内细菌的种类、特性及功能
( 二) 淀粉分解菌 许多纤维素分解菌也具有分解淀粉的能力。分解淀粉的细菌主要有: 嗜淀 粉类杆菌( Bacteroides amylophilus) 、反刍新月单胞菌( Selenomonas ruminantium) 、溶淀粉琥珀酸单胞菌( Succinimonas amylolytica) 、牛链球菌 ( Streptococcus bovis) 等。如喂淀粉含量高的日粮时, 瘤胃内淀粉分解菌的比 例便较大。淀粉的水解也是瘤胃微生物重要功能之一, 主要通过产生的α和β淀 粉酶来完成。水解的最终产物主要为麦芽糖、葡萄糖等。
胃肠菌群构成及功能
二、肠道内细菌的种类、特征及功能
反刍动物肠道微生态系, 以及细菌的种类、特性、功能, 同杂食动物相似。 肠道中的细菌可以合成B 族维生素和胡萝卜素。肠道内还存在乳酸菌、双歧杆 菌和肠杆菌。 乳酸菌具有广谱抗菌作用, 常见的有: 乳酸链球菌、嗜酸乳杆菌 、保加利 亚乳杆菌等 。它们可抑制多种病原菌, 如肺炎球菌、沙门氏菌、结核杆菌、葡 萄球菌等。乳酸菌产生抑菌作用, 主要因其代谢产物中含有抑菌物质。 双歧杆菌除能合成B 族维生素外, 还产生抗菌物质。其抗菌活性与形成的 酸和抗菌物质有关。双歧杆菌对病原菌的抑菌活性与乳杆菌相似。此外，双 歧杆菌还可改善肠蠕动, 促进钙、维生素D 和铁的吸收。 肠杆菌是肠道正常微生物群的代表之一， 具有极为广谱的抑菌作用。