微生物介导反刍动物瘤胃氨生成及其对瘤胃功能的影响

反刍动物瘤胃中栖息着丰富多样的微生物,其在瘤胃内氨生成过程中发挥了重要的作用。微生物介导的氨基酸脱氨基作用和非蛋白氮水解作用是瘤胃内氨生成的主要途径。微生物介导了瘤胃内氨的生成,同时瘤胃内产生的氨也会反馈影响微生物菌群结构及瘤胃上皮功能,进而影响瘤胃发酵及宿主健康。本文主要综述了瘤胃微生物在介导氨生成中的作用和氨对瘤胃消化及瘤胃上皮功能的影响,以期对后续研究有所启发。     

瘤胃微生物甲烷生成的机理与调控

反刍动物瘤胃微生物产生的甲烷不但造成自身能量的大量损失,而且在地球温室效应中起着不可忽视的作用。在阐述了瘤胃中甲烷产生机理的基础上,详细论述了甲烷生成调控的各种途径、特点及其应用现状。     

奶牛瘤胃微生物研究进展和趋势

近年来在奶牛试验中,对瘤胃微生物的研究引起了人们越来越多的兴趣。这些研究的目的多是将微生物组成变化与日粮组成、宿主生产性能(如饲料效率,产奶量,乳脂等)、健康(如瘤胃酸中毒和亚急性酸中毒)以及环境(如甲烷排放)联系起来,另外还有一些研究则强调了微生物在多种反刍动物瘤胃发育中的作用。关于奶牛瘤胃微生物的大部分发现都是基于扩增子测序,可以揭示瘤胃微生物的分类组成,以及在不同处理条件下瘤胃菌群的变化。尽管新兴的宏基因组学和宏转录组学能够深入探索瘤胃微生物的功能,但在数据分析和解释方面也带来了更多的挑战,如目前大多数论文都严重依赖于相关性和推测分析。综述了奶牛瘤胃微生物研究的进展和局限,包括瘤胃微生物与产奶效率、甲烷排放以及瘤胃发育的关系,以及奶牛瘤胃微生物未来的研究趋势。     

瘤胃微生物对纤维素降解机理

城市有机垃圾中木质纤维素难以被降解的根本原因 ,在于其木质素的物理屏障作用及纤维素本身的结晶结构 ,瘤胃微生物能够高效降解木质纤维素 ,是因为瘤胃菌群中存在各种可以分别降解木素和结晶纤维素微生物 ,它们分泌的各种酶类是降解的关键所在。     

反刍动物瘤胃甲烷减排的微生物调控路径

人类活动造成的温室气体大量排放是引起全球气候变暖的重要原因,甲烷作为大气中第二大温室气体,其排放严重影响人类健康、生态系统和粮食安全,低碳减排是全世界的共同目标.反刍动物能够产生大约全球17%的甲烷,其中90%以上来自瘤胃.反刍动物瘤胃甲烷产生是微生物直接作用的结果,甲烷减排方法得到了广泛研究,但现阶段对甲烷减排措施的具体机理认知还不甚明了,限制了有效精准措施的开发.因此本文从反刍动物瘤胃微生物和甲烷生成机理的角度出发,分别总结现有针对瘤胃不同微生物群的甲烷减排机理和对应方法,包括通过减少产甲烷菌丰度或抑制产甲烷通路作用于产甲烷菌,通过作用于瘤胃细菌和真菌以减少氢的产生或竞争氢利用,以及通过去原虫以间接影响产甲烷菌等.同时本文提出反刍动物甲烷减排的三个未来发展方向,包括噬菌体疗法、甲烷厌氧氧化和瘤胃微生物组早期调控,以期为未来反刍动物甲烷减排措施的有效设计和综合应用提供参考.     

瘤胃微生物对纤维素的降解及其应用

瘤胃微生物主要包括细菌、真菌和原生动物。其中,瘤胃细菌和瘤胃真菌能分泌纤维素酶,对纤维素有较强的降解能力,主要介绍了瘤胃微生物对纤维素的降解作用及其广阔的应用前景。     

瘤胃微生物在有机废物处理中的应用研究

综述了瘤胃微生物在处理农业残余废物、城市有机垃圾和一些有毒物质方面的研究情况,并对影响其降解的环境条件、工艺条件和反应促进因素做了介绍,认为结合现代厌氧消化技术和瘤胃发酵技术,瘤胃微生物可以在有机废物处理中发挥较大作用.     

瘤胃微生物多样性及功能性研究方法概述

庞大的瘤胃微生物群系之间存在着共生关系,影响着宿主的代谢,是反刍动物营养学的研究热点之一.通过基于16S rRNA的分子生物学方法,如探针法、实时定量PCR法、DGGE/TGGE,RAPD和RFLP技术等研究瘤胃微生物多样性及组成结构,应用宏基因组学如建立YAC文库、BAC文库等研究方法对瘤胃微生物功能特征进行更深入的研究,实现改善反刍动物乳、肉产品品质的目的.     

Prüfung von neuen Futterphosphaten auf ihre Phosphor-Verfügbarkeit für Broiler,Schweine und Lämmer

A mathematical model of rumen fermentation processes was validated with 65 sheep experiments and 45 cattle experiments, respectively. Further, it was shown how the modell reacts when the feed composition, the level of feed intake and the feeding frequency was changed. The model predictions were satisfactory for the digestibility of organic matter and neutral detergent fibre (NDF) in rumen, the production of volatile fatty acids and the non‐ammonia‐N (NAN) flow to duodenum. The partition of NAN in microbial and feed N was estimated with lower reliability. The effects of variation of feeding level, feeding frequency and roughage quality (crude protein, lignin) on digestion processes have been simulated correctly. On the other hand, the effects of the proportion of roughage to concentrate have not been reproduced sufficiently with the mechanismes included in the model. To make correct predictions in this area too, it is necessary to integrate the rumen pH and its effects on rumen processes into the model. A mechanistic approach for estimation of the velocity constants for passage of substances out of the rumen would improve the model.     

Effect of the proportions of neutral detergent fibre and starch, and their degradation rates, on in vitro ruminal fermentation

Effects of proportions of neutral detergent fibre (aNDFom) and starch, as well as their degradation rates, on rumen fermentation were tested using an in vitro rumen simulation system (SIMCO). The in vitro system was designed to simulate selective particle retention and had an average fluid volume of 1150 ml with a liquid dilution rate of approximately 0.07 h⁻¹. Two types of hay (aNDFom sources) and two types of starch were each included at two different levels in the diet and were examined in an experiment following a 2×2×2 factorial arrangement of treatments (eight diet combinations). The hay was either late-cut timothy (Phleum pretense L.) or early cut meadow grass (Poa pratensis L.), with ruminal in situ aNDFom digestion rates of 0.03–0.04 and 0.07–0.08 h⁻¹, respectively. The two starch types were raw (R) and cooked (C) potato starch with previously determined in vitro ruminal digestion rates of 0.04 and 0.20 h⁻¹, respectively. The starch levels were 300 and 600 g/kg diet dry matter (DM) with the remaining being hay (282–682 g/kg DM) and peptone (14–111 g/kg DM). The aNDFom level varied among the diets with different starch levels and hay types. The peptone acted as a source of peptides and, together with ammonia salts from buffer, was used to balance the N contents of the diets. The feeding level for each of the eight vessels was 28 g DM/d. Two 10-day simulations were made with the system. The average pH was higher (P<0.05) for all treatments with raw potato starch (6.19) versus cooked starch (6.07). Protozoa scores, on a qualitative scale, declined faster at the higher starch level. The aNDFom digestibility was, as expected, higher (P<0.001) for meadow hay (0.57) than timothy (0.32), and was also higher (P<0.001) at the lower starch level (0.54) versus the higher (0.35). Microbial protein production efficiency (mg microbial N/g organic matter truly digested) was higher for the faster degrading aNDFom (P<0.01) and starch (P<0.05) sources, but was not affected by starch level. Cooked starch resulted in a lower acetate proportion (449 mmol/mol versus 591 mmol/mol VFA; P<0.001) but higher proportions of propionate (297 mmol/mol versus 236 mmol/mol VFA; P<0.001), and butyrate (169 mmol/mol versus 127 mmol/mol VFA; P<0.01). Butyrate increased with starch level (127 mmol/mol versus 169 mmol/mol VFA; P<0.01), and was also higher for meadow hay versus timothy (168 mmol/mol versus 128 mmol/mol VFA; P<0.01). Interactions between the treatments demonstrate that the response in VFA pattern to starch level is dependent on starch and aNDFom sources. Substrates such as starch and aNDFom are fermented differently depending on their rates of ruminal degradation.     

微生物发酵产木聚糖酶研究进展

木聚糖是植物半纤维素的主要成分,是自然界中仅次于纤维素的可再生资源。木聚糖酶是一类重要的木糖苷键水解酶酶系,可将木聚糖逐次降解为低聚木糖及木糖,在饲料、造纸、食品和生物转化等行业应用广泛。目前利用微生物发酵生产木聚糖酶的研究很多,菌种涉及到细菌、真菌等,其发酵生产木聚糖酶的工艺、产量及特性也各有不同,对此进行了综述,并展望了木聚糖酶发酵生产的研究方向。     

微生物发酵生产多糖的研究进展

微生物是一种能生产多糖的可再生资源,微生物多糖因独特的生理活性和广阔的应用前景而备受人们的关注.本文阐述了微生物多糖的产生菌和发酵培养条件等方面的研究进展,以期对微生物多糖的深入研究和广泛应用有一定的指导意义.     

现代分子生物学技术在瘤胃微生态系统研究中的应用

瘤胃中栖息着大量的微生物,由于这些微生物组成复杂且有些细菌在体外无法培养,目前对这些微生物的了解仍然很少。现代分子生物学技术的发展为研究瘤胃微生物提供了有效的方法,利用核酸探针、基因序列分析、遗传指纹技术、全细胞杂交和实时定量PCR等技术可以对瘤胃微生物的分类及进化关系、区系结构图、重要酶的表达以及目的微生物的准确定量进行更为深入和透彻的研究。发展和利用这些技术不仅可以研究微生物之间的关系以及微生物与饲料颗粒之间时间与空间的关系,还能直接在细菌自然生长的环境中对其各种特征进行研究。     

宏基因组学技术在反刍动物瘤胃微生态系统上的应用研究进展

微生物在自然界中广泛存在,除土壤和水中的微生物最多外,其次在农业畜牧业中反刍动物的瘤胃微生态系统中的微生物中所占比例最多。反刍动物瘤胃微生物由于种类繁多,数量巨大,微生物区系之间关系非常复杂,它们之间寄生共生,共同影响宿主的生长发育和机体代谢,所以是反刍动物营养学研究的热点之一。随着分子生物学技术的发展,宏基因组学技术帮助我们揭开了瘤胃微生物群落的真实面貌,有助于挖掘瘤胃微生物基因库并筛选其中的功能基因,使人们对反刍动物瘤胃微生物群落的研究更加方便、透彻。本文综述了近些年应用宏基因组学技术在反刍动物瘤胃微生态群落系统的应用,旨在对瘤胃微生物功能特征进行更深入的研究,为畜牧科学生产及微生物发酵等相关领域的研究提供科学指导。