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。     

反刍动物多室胃瘘管手术及实验方法

反刍动物的消化系统,由于具有多室胃的结构,因而在生理机能上就有许多特点。单就消化道运动方面,就有反刍反射、食管沟闭合反射、以及网胃和瘤胃的混合运动等一般单室胃动物所不具备的运动反射。为了在教学中,通过实验,使学生了解反刍动物多室胃的运动规律,以及在科学研究中,进一步研究反刍动物消化道的运动机制,都需要掌握多瘘管手术(即瘤胃、网胃、瓣胃、皺胃瘘管手术),及实验方法。根据我们在工作中的体会,现将羊的多室胃瘘管手术及实验方法介绍如下。     

显微观察中国荷斯坦牛瘤胃纤毛虫的物种多样性北大核心CSCD

瘤胃纤毛虫是反刍动物瘤胃微生物的重要组成部分,在维持瘤胃微生态和对宿主动物供能等方面起重要作用。本研究采集5头中国荷斯坦牛(Bos taurus)瘤胃液样品固定染色,而后通过光学显微镜计数瘤胃纤毛虫的密度和属的组成及组成比,并对其中常见属进行观察和特征描述,旨在了解中国荷斯坦牛瘤胃纤毛虫的物种多样性,为反刍动物的瘤胃内纤毛虫生物多样性研究提供资料。结果发现,中国荷斯坦牛瘤胃纤毛虫在瘤胃液中的平均密度为(3.2±3.4)×10^(8)个/L,共检出13属瘤胃纤毛虫,其中检出率最高的3个属依次为内毛属(Entodinium)、单甲属(Eremoplastron)和双毛属(Diplodinium),检出率最低的3个属依次为鞘甲属(Elytroplastron)、后毛属(Metadinium)和多甲属(Polyplastron)。内毛属是中国荷斯坦牛瘤胃液中最主要的属,其平均组成比为84.0%±10.2%,而其他属的组成比都低于5%。本研究表明,中国荷斯坦牛瘤胃液中瘤胃纤毛虫具有丰富的物种多样性。     

为动物类专业本科生讲授瘤胃微生物知识点的体会

瘤胃微生物与反刍动物的共生关系是动物类专业本科生必须掌握的重要知识。我们采取问题导向教学方法,使学生较好地掌握瘤胃微生物在反刍动物生长发育中的作用,积极培养学生在科学饲养反刍动物、正确防治瘤胃疾病以及未来开展反刍动物相关研究的素质和能力。     

瘤胃微生物胞外蛋白酶的提纯及性质鉴定

<正> 反刍动物的瘤胃中不存在腺体,消化酶完全来自于微生物。瘤胃降解的蛋白,除一部分为机体必需外,大部分被微生物浪费。因此,瘤胃微生物蛋白酶活力的高低直接影响饲料蛋白的利用率。目前,研究者们正寻找各种途径增加通过瘤胃的蛋白,但实验中常将微生物的整体作用和具体酶的作用相混淆,故本试验旨在提取瘤胃微生物胞外蛋白酶纯品,较全面地了解其性质和特点。     

丁酸调控幼龄反刍动物瘤胃上皮发育研究进展

瘤胃是反刍动物营养物质消化吸收和代谢的重要器官,其发育状态直接影响反刍动物生产性能和健康。初生犊牛和羔羊,瘤胃功能尚未发育完全,不能够充分消化和吸收固体饲料。因此,在幼龄时期,通过营养调控手段促进反刍动物的瘤胃发育对维持动物健康及提高生产性能具有重要意义。丁酸是瘤胃微生物降解植物性饲料的主要产物,也是瘤胃上皮及宿主的重要能量来源。丁酸调控幼龄反刍动物瘤胃上皮发育是一个历久弥新的话题。主要介绍了幼龄反刍动物瘤胃上皮形态及功能的发育以及丁酸调控幼龄反刍动物瘤胃上皮发育的研究进展。     

动物胃肠道微生物元基因组学研究进展

动物胃肠道中寄居着庞大复杂的微生物,它们对宿主营养、健康和生产有着重要的作用.随着分子生物学的发展,未培养微生物的研究越来越被重视,宏基因组学方法研究胃肠道微生物不仅能了解未培养微生物多样性,还能获得微生物的遗传、代谢和生理等方面的信息.探讨了元基因组文库的构建和分析方法,并重点介绍了元基因组学在动物胃肠道尤其是反刍动物瘤胃微生物研究中的应用.     

表面活性剂调控瘤胃营养功能研究进展

表面活性剂分为化学表面活性剂和生物表面活性剂两大类,非离子表面活性剂和生物表面活性剂作为新型反刍动物饲料添加剂,可通过改变瘤胃液乳化特性、瘤胃微生物种群数量、分泌酶活性、酶吸附能力和瘤胃发酵模式,来增强瘤胃微生物对粗饲料的降解能力,进而提高反刍动物生产性能。综述提出了表面活性剂在反刍动物瘤胃营养调控领域的研究重点。     

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。     

又见非蛋白氮

现代农业追求高效率的，在饲料中使用了大量添加剂，非蛋白氮就是其中一种。臭名昭著的三聚氰胺就是非蛋白氮的一种，但这一类化合物并不都像三聚氰胺这样对人体有害。反刍动物用它奇特的4个胃来消化代谢，吸取草类饲料中的氮来帮助它们合成所需的蛋白质。所以从生物技术的角度来看，无论是天然氮源还是人工合成氮源都是供给瘤胃中微生物的，并合成微生物蛋白质，再被反刍动物吸收。     

微生态学方兴未艾

微生态学是研究正常微生物群与其宿主(人类、动物、植物)相互关系的生命科学分支,是细胞水平或分子水平的生态学,具有独特的理论体系和方法学,也是新兴的边缘科学之一。微生态学侧重面是微生物所寄居的宿主,即对宿主产生的生理效应(微生态平衡)和病理效应(微生态失调)。     

牛胃的构造和反芻过程

牛是一种反刍动物,在胃的结构和机能上有着一系列的特点。牛胃属多室型胃,由四个室组成,即瘤胃、网胃、瓣胃和鄒胃。其中前三个胃的粘膜内无消化腺分布,粘膜形成特殊形态的皺褶或瓣叶,从机能上看它们只是容受食物和使食物发酵、磨碎的场所,故总称为前胃。皺胃是有消化机能的胃,在粘膜内有消化腺分布又可称为真胃。     

微生态学面临"非典"感染的新挑战

微生态学是研究人、动物及植物正常微生物群的新学科。正常微生物群对其宿主不但无害 ,而且有益 ,并具有众多的生理效应。这是正常微生物群与其宿主的长期共生的进化结果 ,是微生态平衡状态的表现。但是 ,在环境发生重大变化时这种微生态平衡就要遭到破坏 ,发生微生态失调 ,并引起宿主各种类型的疾病。微生态失调引起的疾病来源于内源性与外源性两个方面。内源性主要来源于正常微生物群的比例失调、定位转移和二重感染。外源性主要来自外袭菌的侵入 ,形成新的感染。感染如果在群体中有传播性 ,这就是传染病或传播病 (communicabledis ease)…     

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.     

制备羊腮腺瘘管的手术

近年来生理学家和饲养学家们对于反刍动物唾腺的分泌非常重视,研究得也较多,特别是用羊作的研究报导最常见。其原因是:(1)唾液的量和成分对维持瘤胃中微生物的正常生长、繁殖,以及对瘤胃中的消化和代谢都有重要的作用。(2)反刍动物的腮腺是经常不断地进行着分泌。其唾液形成和排出的机制如何?     

葡萄生态系统中自然微生物群落多样性及其代谢酶系统的研究现状

自然微生物是影响葡萄生理生长和葡萄酒质量的重要因素,广泛存在于葡萄和葡萄酒的生态系统中。其中,微生物的种类、数量和生长分布取决于气候、土壤、生长时期和发酵过程控制等多种因素。自然状态下,葡萄微生态系统的物种组成和代谢作用直接影响葡萄藤的健康和葡萄酒的发酵质量,并产生特定的葡萄酒风土特征。因此,本文对现有研究的葡萄园土壤、果实和葡萄酒自然发酵过程中的真菌和细菌的群落多样性和动态变化,及其代谢酶类对葡萄酒质量特性的影响进行了综述,以期通过对微生物群落的生理代谢和生态作用的全面认识,探究葡萄微生态的互作机理和代谢功能,促使微生物群落向葡萄和葡萄酒有益的方向发展,从而达到葡萄生态系统可持续、高质量发展的目的。     

基于高通量测序技术对山羊盲肠细菌多样性的分析

【背景】由于反刍动物特殊的生理结构,以往研究者主要集中对其瘤胃微生物的结构与组成进行了大量研究,严重忽略了盲肠微生物在营养物质消化和肠道健康方面发挥的重要作用。【目的】采用高通量测序技术分析山羊盲肠细菌的多样性及菌群结构。【方法】选用12只10月龄健康母羊,其平均体重为20.70±1.60kg,饲喂20d后,采集每只山羊的盲肠内容物,提取微生物总DNA,用细菌通用引物对细菌16S rRNA基因的高可变区进行PCR扩增,利用Illumina MiSeq平台对扩增子进行高通量测序,并用QIIME等软件对测序序列进行生物信息学分析。【结果】山羊盲肠微生物测序共获得813 496条有效序列与6 883个OTU,并且稀释曲线和Coverage指数反映此次测序结果比较全面的覆盖了山羊盲肠微生物群落。α多样性和β多样性分析表明,山羊个体之间盲肠微生物的多样性存在差异。在门水平,各样品的优势菌门均为厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes);属水平,核心菌群由梭菌属(Clostridium)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)和6个未分类的细菌组成。PICRUSt基因预测表明,山羊盲肠微生物以代谢功能为主,主要包括:碳水化合物代谢、氨基酸代谢、能量代谢和脂质代谢等。【结论】山羊盲肠与瘤胃细菌的多样性存在显著差异,与粪便微生物组成相似;与单胃动物相比,两者盲肠微生物的组成既有共性,也存在差异。     

瘤胃中木质纤维素降解菌及降解酶基因的研究进展

摘要：反刍动物瘤胃是公认的木质纤维素高效降解的天然反应器,对瘤胃微生物的研究成为开发生物能源的热点领域之一。其研究手段已经从传统的依赖分离培养从瘤胃中获得木质纤维素降解菌,并对降解菌中的木质纤维素降解酶逐一分析,发展到通过基因组/元基因组技术,直接从瘤胃中发现获得大量新的木质纤维素降解酶基因/基因簇,进而探讨其降解的分子机理。已有的研究结果表明,瘤胃微生物降解木质纤维素的过程非常复杂,其中涉及到大量不同种类的微生物、酶及基因/基因簇,随着新分析技术的建立和完善,对这些微生物、酶和基因的研究已取得了诸多进展。本论文综述报道了近期有关该方向的研究进展。     

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。     

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。