最新瘤胃微生物种类及分类讲课稿

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,瘤胃微生物种类及分类,1.,瘤胃微生物发酵与其它发酵的比较,项目 瘤胃的发酵（饲料） 优质青贮发酵 酿造发酵,pH,值,6.0-7.0 3.8-4.0 4.5-5.6,微生物种类 很多 很少,乳酸菌 酵母,微生物蛋白质合成 很多 很少 很少,可利用的纤维素的消化,90% 0,很少,发酵的终产物 乙、丙、丁酸,乳酸 乙醇,CO2 ,CH4,CO2,少量不挥发性酸,(0.4g/100ml),发酵的状态 动态 静态 静态,一、瘤胃微生物种类,瘤胃微生物,2.,瘤胃微生物的种属,细菌 原虫,(,纤毛虫、鞭毛虫,),厌氧真菌,细菌,10,10,-1010,10,（,10,亿）个,/,毫升瘤胃液,200,多种,纤毛虫,210,5,- 20010,5,个,/,毫升瘤胃液 计,6,个属,厌氧真菌 已发现,3,个属,4,种 能分泌纤维素酶,纤毛虫与细菌占微生物的总体积相当,3,。瘤胃微生物的体积与数量,平均数量,(,个,/ml),平均细胞体积,(,3,),小细菌,1.610,10,1,新月单胞菌,1.010,9,30,鞭毛虫,1.010,6,250,纤毛虫,内毛虫,3.010,5,1.010,4,双毛虫,3.010,4,1.010,5,前毛虫,1.110,4,1.010,6,瘤胃微生物是一个反应链,各个微生物之间可以存在相互协同作用,单个分离的细菌不能代表瘤胃环境,瘤胃微生物,4.,瘤胃细菌在瘤胃中的分布,1,） 瘤胃液细菌 游离状，随瘤胃液外流进入皱胃 约,30%,2,） 附着于饲料颗粒的细菌 避免外流，消化饲料颗粒 约,70%,3,） 附着于瘤胃壁上皮的细菌 兼性厌氧,10-14%,是尿酶产生菌,Faichney,等,(1980),对采食全粗料的绵羊和采食混合精料日粮的牛进行的研究表明：瘤胃微生物中有,77.9%,的微生物是与饲料颗粒结合在一起的,知识点,犊牛瘤胃微生物,刚出生的犊牛，瘤胃内的微生物数量很少，,皱胃,则有大量的乳酸菌，随着采食饮水等日常活动，外界存在的微生物进入瘤胃内。饲喂后，乳从皱胃到瘤胃的回流也有助于瘤胃的接种（刘敏雄，,1991,）。,犊牛出生后不久，瘤胃就存在大量的细菌，总的厌氧菌数量在前三周内持续增长，此后数量相当稳定，而兼性厌氧菌的数量在,5,周内稳定下降（,Bryant,等，,1953,；,Fonty,等，,1984,；,Mueller,等，,1984,）。,成年牛典型的解淀粉链球菌，要直到瘤胃的,pH,稳定在中性才会建立。,纤维分解菌和产甲烷菌，在,3,日龄的犊牛瘤胃内已存在,，许多犊牛瘤胃液中的纤维素分解菌和产甲烷菌高达,10,4,和,10,2,个,/,毫升以上（,Anderson,等，,1986,）。纤维素分解菌的数量随着犊牛的发育而快速增长（,Bryant,等，,1953,；,Fonty,等，,1984,；,Gouet,等，,1984,）。,淀粉分解菌和蛋白分解菌的数量随犊牛的日龄呈线性增长，淀粉分解菌占总厌氧菌的比例随日龄的增长而倾向于增加。,原虫种群可在约,8,周龄时犊牛瘤胃内的,pH,值稳定后建立起来,（,Roy,等，,1980,）,犊牛瘤胃微生物,犊牛瘤胃内微生物区系的建立，需要瘤胃内保持适宜的环境，如厌氧、适宜的,pH,值、稳定的渗透压、持续和充足的营养素供给以及代谢终产物的移除等，这些受犊牛的日龄、采食饲粮的数量和种类以及饲养制度等的影响。,犊牛采食干料越早，微生物的繁育越早进行，瘤胃的代谢能力也越强（,Anderson,等，,1986,）。,知识点,5.,瘤胃微生物的分类,1),纤维分解菌,纤维素分解菌,产生纤维素酶,琥珀酸拟杆菌,黄化瘤胃球菌,白色瘤胃球菌,溶纤维乳杆菌,特性,:,细菌的变异性,随日粮不同而不同,纤维含量低则数量少,受,pH,的影响,pH,低抑制它的活性,与饲料类型相关,如喂大麦,即使,pH,达到,6,纤维分解菌,活性仍较低,2),半纤维素分解菌,能水解纤维素的细菌常能利用半纤维素,但利用半纤维素的细菌不能利用纤维素,溶纤维丁酸弧菌,居瘤胃拟杆菌,瘤胃微生物的种类,瘤胃微生物的种类,3),淀粉分解菌,许多纤维分解菌都有分解淀粉的能力,但有些淀粉,分解菌缺乏纤维素分解能力,嗜淀粉拟杆菌,解淀粉琥珀酸单胞菌,居瘤胃拟杆菌,反刍,(,兽,),新月单胞菌,乳酸分解新月单胞菌,牛链球菌,淀粉分解菌在,pH,值低时活性高,在,pH,值高时活性下降,4,）,利用酸菌,能利用乳酸,所以正常瘤胃内乳酸不多,有些细菌能利用,琥珀酸,苹果酸,延胡索酸，还有些细菌能利用甲酸、乙酸,5,）,蛋白质分解菌,大多数属兼性菌,单一分解蛋白质的细菌不多,蛋白质,分解菌的酶与胰蛋白酶活性相似,大多数蛋白质分解菌没有脲酶的活性,但附着在瘤胃壁上的,细菌具有分解尿素的能力,脲酶活性高,瘤胃微生物的种类,纤毛虫,作用 主要消化可溶性的碳水化合物和淀粉,纤毛虫不分泌脲酶,防止瘤胃,pH,过低,与瘤胃争夺淀粉及可溶性糖,当纤毛虫含量高时,细菌低,纤维素含量高时纤毛虫数量低,用药物可控制瘤胃的纤毛虫数量,称去原虫动物,纤毛虫有以下特性：,（）机动性很强，它们攻击食物的速度和细菌一样快，体外培养显示，它们能很快靠近食物颗粒并迅速地附着上去。,（）它们能以支链淀粉的形式贮存多余过剩的碳水化合物。,（）它们比细菌对酸更敏感，,Holotrichs,是对酸最敏感的；,Entodinionorphs,属中一些较小的原虫对酸的耐受性较强些。,（）它们不能利用氮合成氨基酸,（）它们对瘤胃发酵不是必需的,瘤胃微生物的种类,真菌,瘤胃中属厌氧真菌,孢子从孢子囊中释放出来,在接种到饲料碎片 上并寄生,通过真菌根的形式来撕裂纤维素,利于纤维分解菌的作用,瘤胃真菌在饲料降解中的作用,瘤胃真菌对粗纤维的降解 包括物理性降解和化学性降解，后者通过其分泌的酶的降解。,物理性降解 瘤胃真菌有很强的穿透能力和降解纤维素的能力。,化学性降解 瘤胃真菌可分泌多种降解纤维素的酶，其中主要有纤维素酶、半纤维素 酶、木聚糖酶、半乳糖醛酸酶等,13,种酶。,瘤胃微生物的种类,知识点,二、瘤胃微生物生态系统,瘤胃微生物生态系统,一定饲养制度和比较稳定内环境,微生物区系相对稳定,微生物与动物,纤毛虫与细菌之间达到动态平衡,三者构成瘤胃微生物的生态平衡,外来微生物不易繁殖,1,纤毛虫之间 颉抗,相互捕食,;,协同,种属之间,瘤胃微生物生态系统,瘤胃微生物生态系统,2,细菌之间,依赖作用,即某一些细菌的终产物为另一些细菌的底物,如， 琥珀酸拟杆菌与新月单胞菌的关系,细菌之间的协作作用,协同作用,如 对植物细胞壁的降解,瘤胃微生物生态系统,瘤胃微生物生态系统,3,细菌与纤毛虫之间,A,两种微生物对养分的竞争,瘤胃中纤毛虫数量多时,细菌量降低,尤其养分不足的情况下更明显,当动物去纤毛虫时,细菌数量增加,不影响动物的健康,接种纤毛虫后,细菌数量减少,B,纤毛虫吞噬细菌的量很大,细菌在纤毛虫中消化,产生的肽,NH3,细菌和纤毛虫均可利用,C,对饲料消化的互补 去原虫,细菌对纤维素消化降低,如,纯纤维分解菌 对粗纤维的消化率,38.1%,纯纤毛虫,6.9%,细菌,+,纤毛虫,65%,细菌,+,灭活纤毛虫,65%,瘤胃微生物生态系统,瘤胃微生物生态系统,4.,瘤胃微生物与动物,瘤胃为微生物提供良好的生长繁殖的环境,动物采食的,饲料是微生物生存的条件,饲料的纤维性物质被微生物消化代谢,饲料的养分被畜体充分利用,同时微生物本身也是动物的养分,动物采食日粮的改变,引起瘤胃微生物区系的改变,一旦微生物失去平衡,会引起动物代谢的扰乱,三、微生物生长与养分,微生物生长与养分,1,动态生长,瘤胃微生物蛋白质的理论产量 以奶牛为例,奶量,千克 微生物蛋白质,千克,/,日 占总蛋白的需要,%,维持,522 100,5 716 73,10 911 66,15 1105 62,20 1283 60,40 2077 55,微生物生长与养分,微生物生长与养分,1,动态生长,瘤胃食糜不断后移,包括两部分,瘤胃微生物和饲料的未消化部分,如果微生物繁殖速度低于食糜的外流速度,则瘤胃微生物量越来越少,如果外流速度快,则微生物繁殖加速,如果微生物外流速度慢,则微生物繁殖慢,.,外流速度表示法,:,百分数,/,小时,每小时瘤胃内容物排出量占总量之比,Y ATP,每摩尔,ATP,产生的微生物量,微生物生长与养分,微生物生长与养分,2,能量,反刍动物既要考虑到动物本身还要考虑到瘤胃微生物,一般情况下,在氮源充足的条件下,微生物产量与能量给量之间是线性,.,在氮源充足情况下,微生物合成蛋白质量为,22-27,克氮,/,千克,FOM,ATP,必须在纯化培养的情况下才可测出,所以实际上不能用它,只能用,FOM,但可以根据发酵的终产物来推测和计算,ATP.,微生物生长与养分,能量,纯化的碳水化合物对微生物产量的影响,进食,OM,克,/,日 进食,FOM,克,/,日 微生物,N,克,/,日,碱处理秸秆,459 304 33,淀粉,582 457 24,蔗糖,457 432 23,Mart & Orskov,1979,微生物生长与养分,微生物生长与养分,3,氮,瘤胃微生物所需要的非,NH3-N,大约是,2550%,也就是至少满足,微生物需要,AA,占,25%,不同种类微生物所需,N,源是不相同的,所以在实践中,当日粮中添加,大量,NPN,时,必须补充一定的饼粕类饲料,有可能,NPN+AA,或,NPN+,少量饼粕,+AA,以达到最大的微生物蛋白质,尿素在瘤胃中很容易被脲酶分解,产生大量,NH3,使瘤胃中,NH3,浓度突然升高,(1),影响微生物活性,(2)NH3,利用不充分,(3),吸收,NH3,使血液,NH3,浓度升高,导致,NH3(NH4+),中毒,.,瘤胃,NH3,的临界线为,50mg/L,瘤胃液,瘤胃,NH3,与微生物对氮利用效率的关系,:,NH3-N,与,MN/RDP,之间存在负相关,微生物生长与养分,微生物生长与养分,3,氮,瘤胃液的,NH3,很容易测定,尿素在瘤胃内释放,NH3,的速度很快,(1),饲喂方法,应采取多次饲喂,如舔砖,(2),采取缓释技术,提高氮的利用效率,切勿溶于水中,微生物生长与养分,微生物生长与养分,3,氮,反刍动物,N( NPN),的来源,名称 含氮量 蛋白质当量,尿素,46.7 292,乙酸铵,18 112,硫酸铵,18 112,氨基甲酸铵,36 225,乳酸铵,13 81,双缩脲,35 219,羟甲基脲,磷酸脲,饼粕类,糊化淀粉尿素,(Starea),微生物生长与养分,微生物生长与养分,4,矿物质和维生素,常量元素,:Ca,P,Na,K,S,生长,微量元素,:Mn,Mg,Cu,Co,对酶的活性,四、瘤胃微生物的组成,瘤胃微生物的组成,1,组成,瘤胃微生物的组成,总成分 细菌 原虫,N 7.77 6.36,N*6.25 48.6 39.75,碳水化合物,15.52 38.1,脂类,10.1 9.1,灰分,16.85 6.45,N,的组成,RNA-N 10.0,DNA-N 5.2,AA-N 82.5,瘤胃中微生物的成分相当稳定,不受饲料影响,饲料只能,影响微生物的产量,不影响微生物的成分,表 日粮不同,NSC/NDF,比值对瘤胃微生物常规养分含量的影响,游离在瘤胃液 附着在饲料颗粒上,NSC/NDF 0.21 0.52 1.22 0.21 0.52 1.22,有机物,76.26a 71.5b 74.97a 66.16 68.60 66.59,氮,(%DM) 5.81a 5.60a 6.07b 4.71 5.34 5.08,氮,/,有机物,(%) 7.62a 7.82a 8.11b 7.06a 7.79b 7.60b,脂肪,(%DM) 8.73 7.48 8.32 6.25 7.47 6.26,脂肪,(%OM) 11.45 10.53 10.83 9.55 10.91 9.63,RNA(%DM) 2.32 3.21 3.14 2.56a 1.68b 1.02c,RNA-N/N 0.081 0.097 0.090 0.087a .053b 0.022c,注：小写字母,ab,表示多重比较差异显著（,p0.05,）,NSC,：非结构碳水化合物,（周勃，冯仰廉，,2000,）,瘤胃微生物的组成,瘤胃微生物的组成,瘤胃微生物的组成,2,消化率,微生物蛋白质进入小肠后,被消化,其消化率平均为,0.740.77,瘤胃细菌的表观消化率,试验 头数 测定数 消化率,1 4 8 78.20.11,2 5 10 77.60.10,3 4 8 77.60.08,4 5 10 77.60.09,平均,18 36 77.50.07,微生物蛋白质消化被吸收利用,其利用率为,0.7,瘤胃微生物的组成,瘤胃微生物的组成,2,消化率,微生物蛋白质的净利用率,=,真蛋白,%*,消化率,%*,吸收利用率,%,对产奶,=0.8*0.7*0.70=0.392,对生长,=0.8*0.7*0.65=0.364,对维持,=0.8*0.7*0.70=0.392,对妊娠,=0.8*0.7*0.60=0.336,非降解蛋白质的,AA,的比例为,0.70.8,消化率,0.7,此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！,谢谢,!,