您好,欢迎来到爱玩科技网。
搜索
您的当前位置:首页瘤胃原虫对瘤胃营养物质代谢的影响研究进展

瘤胃原虫对瘤胃营养物质代谢的影响研究进展

来源:爱玩科技网
维普资讯 http://www.cqvip.com

第32卷第1期 China Cattle Science 中国牛业科学 Vo1.32 No.1 Jan.2006 文章编号:1001—9111(2006)01—0049—03 瘤胃原虫对瘤胃营养物质代谢的影响研究进展 张庆茹 (河北农业大学中兽医学院,河北定州073000) 摘要:本文在广泛查阅有关瘤胃原虫对糖代谢包括淀粉和可溶性糖代谢及纤维素代谢、对蛋 白质代谢和对瘤胃内甲烷代谢等的影响研究资料的基础上,分析、总结了瘤胃原虫对反刍动物 营养物质代谢的影响机理,指出瘤胃原虫对反刍动物的营养代谢既有有利的方面,也有不利的 方面。实际应用时可根据不同的日粮类型、家畜的生理状况、当地的饲养管理条件等实际情况因 时控制瘤胃纤毛虫区系及种群密度,创造适宜的瘤胃内环境,充分发挥原虫在特定条件下的有 利生理功能,从而提高反刍动物饲料利用率和生产性能。 关键词:瘤胃原虫;营养物质;代谢 中图分类号:¥823.5 文献标识码:A 反刍动物瘤胃内栖居着大量微生物,主要包括 细菌、真菌和原虫。它们对于饲料营养物质在瘤胃 内的发酵分解,维持微生态环境的稳定等方面起着 十分重要的作用。据研究,在反刍动物瘤胃微生物中 至少有3O种以上的原虫,其中主要属于纤毛虫纲 (Ciliates),少数属于鞭毛虫纲(Falgellatet)。每毫升 瘤胃内容物含纤毛虫105 ̄106个,约占瘤胃内容物 主要El粮的条件下,原虫对防止瘤胃酸中毒以及部 分缓解精料代替饲草而引起的pH值下降导致纤维 ?肖化下降有重要意义。有研究指出,瘤胃内原虫改变 了淀粉的消化位置,降低瘤胃内淀粉的发酵,提高小 肠淀粉的?肖化,减少了淀粉发酵造成的损失。此外, 由于产甲烷细菌吸附在原虫之上,与原虫协同共生, 去除原虫后,产甲烷菌减少,因而也减少了一系列发 重量的2 左右,原虫在碳水化合物、蛋白质等物质 酵所造成的能量损失。但是去原虫以后,可以使瘤胃 消化过程中具有重要作用。但随着研究的不断深入, 细菌以及细菌淀粉酶的合成增加,瘤胃内淀粉的发 发现瘤胃原虫对瘤胃营养物质代谢有有利的方面, 酵效率可能更高。 也有不利的方面,因此,正确评价瘤胃原虫对瘤胃营 养物质的代谢影响,对于提高反刍动物饲料利用率 和生产性能具有非常重要的意义。 1.2对纤维素代谢的影响 1瘤胃原虫对瘤胃糖代谢的影响 1.1对淀粉和可溶性糖代谢的影响 贫毛目纤毛虫中双毛属、头毛属和前毛属都能 不同程度的利用纤维物质,提高纤维素的消化率。它 方面是通过对植物组织的物理性裂解作用,促进 植物细胞间的分离,使细胞壁破裂成碎片,被其直接 一原虫的主要发酵底物为颗粒淀粉和葡萄糖、果 糖、蔗糖等可溶性糖,其发酵产物是VFA、CO 、乳 吞噬消化;另一方面能够分泌分解纤维素、半纤维素 和果胶的酶类而分解纤维素。大量体内体外试验都 已证明纤毛虫直接参与降解细胞壁多糖的过程。另 酸和Hz,原虫能够将上述碳水化合物转变为支链淀 据报道,原虫对植物细胞壁的降解率随El粮而变化 粉贮藏于原虫体内,从而避免了细菌对淀粉和可溶 在5 ~21 之间[ ,且其纤维素酶活性可占到瘤 性糖类的爆发性发酵,使瘤胃内pH值趋于稳定,因 胃纤维素酶(羧甲基纤维素酶)总活性的62 以 此,在原虫缺乏的条件下,淀粉被细菌发酵成丁酸, 上E2,3],可降解瘤胃内1/4到1/3的植物纤维[ 引。 然后转变成乳酸,而瘤胃壁对乳酸的吸收速度较慢, 故使瘤胃pH值有下降的趋势。特别是在以精料为 Coleman报道,大部分瘤胃纤维的降解可能是由于 纤毛虫死亡所释放出来的酶,瘤胃去纤毛虫可使绵 收稿日期:2005—08—27 作者简介:张庆茹(1968一),男,河北省唐县人,副教授,主要从事反刍动物营养与饲料研究工作。 维普资讯 http://www.cqvip.com

50 中国牛业科学 第32卷 羊瘤胃纤维素降解率下降50 。但反刍动物瘤胃内 的纤维物质的降解,主要取决于纤维分解菌及真菌 分泌的纤维素酶,特别是真菌对纤维物质的降解起 到非常关键的作用。 虽然原虫对纤维物质也有一定的降解作用,这 并不是主要的,主要的是通过原虫对纤维分解菌及 真菌的影响,从而间接影响纤维物质的降解。Jouany 和Senaud通过测定全部保留原虫和全部驱除时的 纤维素酶的活力证实了这一点。特别是在动物饲喂 低质饲料时,全部驱除原虫所导致的细菌和真菌的 数目增加,会使纤维的降解有一定提高。韩春艳等[6] 以绵羊为试验动物研究了控制原虫的种类和数量对 瘤胃内纤维物质降解和利用的影响。结果表明:部分 驱组和全驱组可以提高日粮中ADF、NDF、AC的 降解率(P- ̄0.05)。高巍等[ ]采用体外产气量法,以 球磨与未球磨玉米秸细胞壁为底物,对瘤胃微生物 不同区系降解植物细胞壁的相对贡献和发酵特征进 行了研究,设计下列微生物区系:全瘤胃液(WRF)、 细菌(B)、原虫(P)、真菌(F)、细菌+原虫(B+P)、 细菌+真菌(B+F)、原虫+真菌(P+F)和负对照 (cON)结果表明,细胞壁经球磨后可以著提高瘤胃 微生物的产气量和降解率,但不改变发酵类型;不同 微生物区系的产气量和降解率具有极显著的差异, WRY"的产气量和降解率最高,其次是混合培养(B +P、B+F、P+F),而单培养(B、P、F)的最低(P< 0.01)。结果说明植物细胞壁在瘤胃内的降解是在细 菌、原虫和真菌的协同作用下完成的,对植物细胞壁 的降解程度可能不是某一种微生物所能及第的,B +P的产气量和降解率仅次于WRF,表明瘤胃细菌 和原虫在降解植物细胞壁过程中存在协同效应,对 细胞壁降解的贡献率较大。另外,随着产气量和降解 率的提高,发酵液的pH值降低、总VFA、氨态氮和 甲烷气体的含量升高,进一步证明植物细胞壁的发 酵程度提高了。 1.3原虫对瘤胃发酵类型的影响 许多研究表明,动物去原虫以后瘤胃内VFA 的总量虽未发生明显的变化,但摩尔比却发生了变 化,乙酸与丙酸的摩尔比降低,丙酸的产量增加。丙 酸是反刍动物葡萄糖的主要来源,尤其对于高产奶 牛,其所需葡萄糖的绝大部分由丙酸提供。丙酸被瘤 胃壁吸收以后,通过血液循环到达肝脏,在肝脏通过 三羧酸循环转化为葡萄糖而提供能量。此外,丙酸还 可参与肝外其它组织的代谢,如奇数碳和支链脂肪 酸的生物代谢。因此,去原虫后可以提高饲料的利用 率,更好地满足动物对能量的需要。韩春艳等 s 研究 表明,全部驱除原虫和部分驱除原虫可依次降低乙 酸的摩尔浓度百分比,提高丙酸的摩尔浓度百分比, 降低NGR值,从NGR值来看,部分驱除原虫可明 显提高反刍动物瘤胃内的发酵程度,提高饲料的利 用率,特别是对提高粗饲料的利用有重要意义,但各 处理对瘤胃内pH值的动态变化规律无明显影响; 各组试验动物瘤胃内VFA的总浓度差异显著,依 次为部分驱组>对照组>全驱组,这说明部分驱除 原虫能够提高瘤胃内的发酵水平,但就发酵水平而 言对照组又优于全驱组。 2原虫对蛋白质代谢的影响 原虫不能利用简单的含氮化合物合成自身所需 要的氨基,其生长必需靠吞噬细菌获得氨基酸,合成 自身蛋白质。每分钟大约有1 的瘤胃细菌被原虫 吞食,去原虫以后可使瘤胃细菌增加三倍。在瘤胃中 原虫通常附着在大的食物碎片上而不随瘤胃液外 流,并且多通过自溶作用进行更新代谢。这种原虫对 细菌的吞噬和消化以及原虫的自溶作用是引起瘤胃 内菌体蛋白周转增加的主要原因,而原虫的自溶作 用产生的NH。不能被再次利用,这样造成了氮的无 效循环,增加氮的纯损失,减少到达小肠的氨基酸总 量(Wallance和Mepherson)。试验表明,原虫并非 瘤胃发酵所必需,将原虫控制在较低水平甚至去除 原虫,有利于改善动物的生产性能。去原虫以后,细 菌的数量增多,而细菌具有更强大的脱氨基活性,可 以使日粮中可降解蛋白更多地转化为菌体蛋白。因 此,当日粮含有较高的能量及充足的可降解蛋白质、 少量的非降解蛋白时,去原虫可以提高菌体蛋白的 量,并由此获得增重效应。韩春艳等[8]研究表明,全 部驱除原虫和部分驱除原虫可降低瘤胃内NH。一N 的浓度,各组绵羊瘤胃内NHs—N浓度的高低依次 是:对照组>部分驱组>全驱组。说明控制原虫可减 少原虫对细菌的吞噬,增加瘤胃内细菌的数量,促进 微生物蛋白的合成。加拿大K.M.Koenig等,在自 然共生、破坏动物区系,再发共生期的5只装有瘤胃 和十二指肠套管的绵羊中,测定了原虫对瘤胃NH。一 N动力学和细菌N循环的影响。试验结果表明,通 过增加细菌蛋白合成,破坏动物区系可改善瘤胃N 代谢,提高宿主家畜的微生物蛋白流。韩春艳等[9]以 绵羊为实验动物研究了控制原虫的种类和数量对瘤 胃内蛋白质降解和利用的影响。结果表明:部分驱组 绵羊日粮中蛋白质在瘤胃内降解率显著低于全驱组 和对照组;全部驱组和部分驱组可显著提高瘤胃及 进入十二指肠的TN、NAN和MC—N的流通量;各 维普资讯 http://www.cqvip.com

第1期 张庆茹:瘤胃原虫对瘤胃营养物质代谢的影响研究进展 51 组绵羊进入十二指肠食糜内的氨基酸的总量差异显 著,依次为:全驱组>部分驱组>对照组,而且部分 驱组的氨基酸的组成模式最接近理想氨基酸的组成 模式。 毛虫的胞液里有内共生的甲烷菌存在,而且胞液内的 甲烷菌数量远远大于结合在纤毛虫表面的甲烷菌数 量,他们观察到甲烷菌主要存在于密毛属和内毛属纤 毛虫中,如每个瘤胃密毛虫和内毛虫中分别有520和 96个内共生的甲烷菌。甲烷菌与纤毛虫的这种兼性 共生关系对甲烷菌甲烷的产生有促进作用,因此去原 虫以后,产甲烷菌没有附着物并且H 源减少,因此甲 烷的产量下降,减少了发酵造成的能量损失。Dohme 3原虫对瘤胃内甲烷产量的影响 在反刍动物瘤胃代谢过程中,瘤胃内甲烷的产生 是瘤胃发酵能量损失的主要原因,约有6 ~15 的 饲料能量以甲烷的形式被损耗[1。。。甲烷主要是由甲 烷菌通过CO 和H 还原反应产生的,但体内外试验 均表明,原虫存在时甲烷的产量明显升高。Voge[ 等[11]研究发现,纤毛虫对甲烷菌甲烷的产生有促进 作用,两者常常大量地结合在—起。与瘤胃纤毛虫结 合的甲烷菌寄生在纤毛虫体上,并发生种间氢传递, 纤毛虫的细胞膜内壁结合有多种脱氢酶,催化各自的 底物脱氢,产生的氢分子则附着在纤毛虫上,这些氢 分子能抑制纤毛虫的增殖,而寄生在纤毛虫上的甲烷 菌却能够利用这些氢分子合成甲烷。并认为几乎所有 附着在纤毛虫表面的细菌都是甲烷菌,并发现附着在 纤毛虫表面的甲烷菌形成簇状或长链状,而存在于瘤 等[¨]体外连续培养试验发现,去原虫可以显著降低 甲烷产量,但甲烷菌数量不变,表明去原虫引起的甲 烷产量的减少可能与甲烷菌活力的变化有关。但也有 资料显示,纤毛虫数量与甲烷产量没有直接关系。 Krumholz等[H]将3只刚出生的绵羊与其他羊进行 隔离饲养至成年,使其不含纤毛虫,然后接种含纤毛 虫母牛的瘤胃液,分别测定接种前后瘤胃液的产甲烷 活力,发现其活力分别为每毫升每分钟产16.8和 16.3 nmoL甲烷,从而认为纤毛虫不能增加甲烷产 量。 4研究方向和前景 综匕所述,瘤胃原虫对反刍动物的营养代谢既有 有利的方面,也有不利的方面,如何根据不同的日粮 类型、家畜的生理状况、当地的饲养管理条件等实际 情况因时控制瘤胃纤毛虫区系及种群密度,创造适宜 胃液中的甲烷菌主要以单个形式存在,表明这种附着 关系有利于甲烷菌形成链状结构。等在绵羊的瘤胃内 容物中也观察到了甲烷菌与纤毛虫的这种结合关系, 认为瘤胃中1O ~2O 的甲烷菌结合在纤毛虫表 面。因此瘤胃甲烷菌和瘤胃纤毛虫之间是兼}生共生关 的瘤胃内环境,充分发挥原虫在特定条件下的有利生 系。Finlay等[ ]也发现几乎所有的瘤胃纤毛虫表面 理功能,从而提高反刍动物饲料利用率和生产性能, 都有甲烷菌,但其数量少于1O个,最多不超过2O个, 将成为今后这—研究领域的热点,并为指导反刍动物 并利用甲烷菌辅酶F420特有的荧光性,发现瘤胃纤 的科学饲养提供重要的理论依据。 参考文献: E1]D i jkstra J,Tamndnna S.Simulation of the effects of diet on the contribution of rumen protozoa tO degradation of fibre in the rumen D].Brit J Nutr,1995,74(5):617—634. E23 Coleman G S.The distribution of earboxy methyl cellulase between fractions from the rumen of sheep containing no protozoa or one of five different protozoa populationsD].J Agric Sci,Camb,1986,106:121—127. [3]Williams A G,Withers S E.Effect of ciliate protozoa on the activity of polysaeeharide degrading enzymes and fiber breakdown in the rumen ecosystemEJ].J Appl Bact,1991,70(2):144—155. -i43 Demeyer D I.Rumen microbes and digestion of plant cell walls[J].Agric Environ,1981,6:295--337. E53 Williams A G,Strachan N H.The distribution of polysaeeharide degrading enzymes in the bovine digesta ecosystem[J]. Current Mierobiol,1984,10(4):215—220. [6]韩春艳,卢德勋,谭支 控制原虫对绵羊日粮中纤维物质在瘤胃内降解和利用的影响D].饲料工业,2003,24(7):7—9. [73高巍,孟庆翔.瘤胃细菌、原虫和真菌降解植物细胞壁的相对贡献及其互作D].中国农业大学学报,2003,8(5):98—104. E83韩春艳,卢德勋,谭支良,等.控制原虫对绵羊瘤胃内环境指标的影响[J].饲料研究,2004,(2):7—9. (下转第55页) 维普资讯 http://www.cqvip.com

第1期 1997,75(7):1984. 孙洪新等:肌细胞生成素基因研究进展 55 [143刘梅,高勤学,王林云,等.申农i号猪MYOG基因多态性位点的PCR—RFLP检测[J].上海农业学报,2003,19(1).80 —83. [153储明星,何远清,王金玉,等.绵羊肌细胞生成素基因外显子1的PCR—SSCP分析D].农业生物技术学报,2005,13(1):77 —8O. [16]Te Pas M F,HadersL Soullpon A J.Influences of myogenin genotypes on birth weight growth rate,carcass weight, backdat thickness,and lean weight of pigs[J].Animal science,1999,77:2352--2356. [17]Cieslak D,Kapelanski W,Blicharski T,et a1.Restriction fragment length polymorphism in myogenin and mfy13 genes and their influence on lean meat cotent in pigs D].Journal of anialm Breeding and Genetics,2000 7117(1):43—45. Research Progress of Myogenin Gene SUN Hong—xin。,LIU Yue—qin ,ZHANG Ying—jie ,LI Qin—qin。 (1.Institute of Animal Science and Veterinary Medicine of Hebei Province,Baoding,Hebei 071000,Ch/na 1 2.CollegeofAnimal Science andTechnology,HebeiAgricultureUniversity,Baoding,Hebei 071001,C&'na 3.College ofAnimal Scince andTechnoleogy,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shanzi 712100,Ctdna) Abstract:In this paper we briefly introduced the location,structure,function,polymorphisms of myo- genin gene,and discussed the relation of myogenin gene with animal productive performance. Key words:Myogenin gene;Genetic polymorphism Animal productive performance (上接第51页) [9]韩春艳,卢德勋,谭支良,等.控制原虫对绵羊日粮中蛋白质在瘤胃内降解和利用的影响[J].饲料工业,2002,23(8):14— 16. [1O]Johnson K A,Johnson D E.Methane emissions from cattle[J].Anim Sci,1995,73(8);2483—2492. [11]Vogels G D,Hoppe W F,Stumm C K.Association of metha nogenic bacteria with rumen ciliates[-J].Appl Environ Mi— crobiol,1980,40(3):6O8—612. [12]Firday B J,Esteban G,Clarke K J,et a1.Some rumen ciliates have endosymbiotic methanogens ̄J].FEMS Microbiol Lett,1994,117(2):157—162. [13]Dohme F,Machmuller A,Estermann B L,at a1.The role of the rumen ciliate protozoa for methane suppression caused by coconut oilD].Lett in Appl Microbio,1999,29(3);187—192. [14]Machmuller A,Soliva C R,Kreuzer M.Effect of coconut oil and defaunation treatment on methanogenesis in sheepD]. Reprod Nutr Dev,2003,43(1):41—55. Research Progress on the Effects of Rumen Protozoa on Nutrient Metabol ism in Rumen ZHANG Qing—ru (CollegeofCMneseVeterinaryMedicineHebeiA culturalUniversity,Eh'ngzhou,Hebei 073000,China) Abstract:Based on the extensive literature search and analysis relating the effects of rumen protozoa on carbohydrate,protein,and methane metabolism,the mechanism of the effects of rumen protozoa on nutrition metabolism of ruminants was summarized,which indicated the advantage and disadvantage of ru— men protozoa on the nutrient metabolism.In the practice,the feed efficiency and production performance of ruminants could be increased by controlling protozoa flora and population in the rumen to create the ap— propriate rumen environment and make a fully use of protozoa functions according to the ration type,ani— alm physiological status,feeding management conditions. Key words ̄Rumen protozoa;Nutrient;Metabolism 

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容

Copyright © 2019- aiwanbo.com 版权所有 赣ICP备2024042808号-3

违法及侵权请联系:TEL:199 18 7713 E-MAIL:2724546146@qq.com

本站由北京市万商天勤律师事务所王兴未律师提供法律服务