瘤胃微生物蛋白质合成及效率调控的研究进展

综述了瘤胃微生物生长所需要的底物,影响瘤胃微生物蛋白质合成及其效率的因素,提出了提高瘤胃微生物合成量的具体可行的调控措施和测定方法。

不同水平蛋白质底物对猪结肠微生物体外发酵特性和菌体合成能力的影响

本试验旨在体外条件下,探究不同水平蛋白质底物对猪结肠微生物发酵特性的影响,了解猪结肠微生物对蛋白质的利用规律。以成年猪结肠内容物为微生物接种物,在结肠微生物发酵液中分别添加0(C组)、0.10(L组)、0.25 g/L(H组)酪蛋白水解物,厌氧发酵不同时间点(3、6、9、12、18、24 h),分别测定累积产气量、p H及微生物蛋白、氨态氮、挥发性脂肪酸浓度。结果显示:1)发酵3、6 h时,L组和H组p H显著低于C组(P<0.05)。2)L组和H组累积产气量均高于C组。3)L组和H组各时间点微生物蛋白浓度均显著高于C组(P<0.05),6 h时H组又显著高于L组(P<0.05)。3)L组和H组各时间点氨态氮浓度均显著高于C组(P<0.05)。4)短链脂肪酸和支链脂肪酸浓度随着发酵时间延长而增加,同时随着蛋白质水平增加而增加。由此可见,蛋白质底物的添加促进了肠道微生物菌体合成,但是过多的蛋白质底物水平并不能进一步提高微生物蛋白浓度;随着蛋白质水平增加,肠道微生物发酵特性进一步提高。

不同纤维素与淀粉比率等氮纯化底物瘤胃发酵微生物蛋白质合成量

采用持续动态瘤胃模拟装置 (RSI)研究了 6种不同纤维素和淀粉比率 (C S) :0 .14、0 .44、0 .94、1.92、4.75、15 .76,等氮 ( 14.2 2 % ,风干物质基础 )纯化底物养分瘤胃发酵微生物组分及微生物蛋白质合成量。结果显示 :微生物有机物中氮的含量MN MOM在 5 5 0 %～ 6 64 %之间 ;微生物有机物中RNA含量 (RNA MOM ,% )不受日粮C S影响(P >0 0 5 ) ,仅发现微生物氮含量受到日粮碳水化合物比率影响 (P <0 0 5 )。 72小时发酵后 ,瘤胃微生物蛋白质合成效率与底物纤维素和淀粉比率成乘幂负相关关系 :MN RDN =0 .764 9(C S) - 0 .1 0 6 3,n =6,R =- 0 .93 1;MN FOM(g kg) =2 3 .88(C S) - 0 .0 988,n =6,R =- 0 .881。结果表明 ,在瘤胃可利用氮相同条件下 。

周期性变动饲粮蛋白质水平对内蒙古白绒山羊内源尿素氮循环和微生物蛋白质合成的影响

本试验旨在探讨周期性变动饲粮蛋白质水平对内蒙古白绒山羊内源尿素氮循环和微生物蛋白质合成的影响。饲粮分为低(7.5%)、中(10.5%)和高(13.5%)3个蛋白质水平。选用9只体况良好,体重为(45.63±3.15)kg,装有瘤胃瘘管的内蒙古白绒山羊,采用单因子随机区组试验设计分为3组,即中蛋白质饲粮组(对照组)、变动低蛋白质饲粮组(2 d低蛋白质饲粮—2 d高蛋白质饲粮,循环饲喂)、变动高蛋白质饲粮组(2 d高蛋白质饲粮—2 d低蛋白质饲粮,循环饲喂)。预试期16 d,正试期12 d。通过全收粪尿法、嘌呤衍生物法和同位素灌注法测定山羊氮代谢、内源尿素氮循环以及微生物蛋白质合成的变化。结果表明:1)中蛋白质饲粮组与变动蛋白质饲粮组比较,瘤胃液氨氮(NH3-N)浓度显著增加(P<0.05),粪氮、尿氮排出量显著增加(P<0.05),沉积氮/摄入氮显著降低(P<0.05),尿中嘌呤衍生物排出量和微生物蛋白质合成的量显著降低(P<0.05);2)变动低蛋白质饲粮组与变动高蛋白质饲粮组比较,瘤胃液NH3-N浓度显著降低(P<0.05);3)周期性变动饲粮蛋白质水平后,进入胃肠道的尿素氮/肝脏合成的内源尿素氮显著增加(P<0.05),进入尿中的尿素氮/肝脏合成的内源尿素氮显著减少(P<0.05),返回鸟氨酸循环的尿素氮/进入胃肠道的尿素氮显著减少(P<0.05),用于再合成的尿素氮/进入胃肠道的尿素氮显著增加(P<0.05)。综上所述,周期性变动饲粮蛋白质水平有利于提高内蒙古白绒山羊氮利用率和微生物蛋白质合成量。

瘤胃微生物蛋白质合成量估测标记物的研究

确定瘤胃微生物细胞净合成量对研究反刍动物营养需要至关重要。目前所采用的估测微生物蛋白合成量的方法主要是借助外科造瘘手术,利用瘤胃微生物自身固有的物质或通过外源性同位素标记物标记来估测微生物蛋白合成量。近年来,以尿嘌呤衍生物作为标记物估测流入十二指肠的瘤胃微生物蛋白产量的非损害方法也得到较快发展。笔者认为内外源标记结合的方法最合适。

低蛋白质低豆粕多元化饲粮是养猪节粮增效的关键技术

通过补充适宜种类和数量的工业合成晶体氨基酸,低蛋白质饲粮可以精准满足猪快速生长所需的氨基酸营养需求,避免蛋白质饲料浪费及减少粪、尿氮排放。低蛋白质低豆粕多元化饲粮是以低蛋白质饲粮生产技术为基础,依据各种能量饲料和蛋白质饲料的可利用养分等,配制的原料种类多、养分互补性强、营养平衡度高的低豆粕饲粮。低蛋白质低豆粕多元化饲粮可有效增强猪对饲粮中营养物质的消化、吸收和沉积,降低饲粮中豆粕、玉米等原料的用量,对节粮增效及提高养猪效率具有重要意义。本文从研究与应用进展、对生猪养殖效率的影响、合成氨基酸与天然氨基酸效率对比、氨基酸数量需求情况及产能等方面分析,综述了猪低蛋白质低豆粕多元化饲粮技术、应用效果及前景,以期为相关研究及应用工作提供一定的参考和帮助。

影响瘤胃微生物及蛋白质产量的因素

作者介绍了反刍动物瘤胃微生物蛋白质产量的估测方法及影响其产量的因素。

不同饲养水平下瘤胃微生物蛋白合成效率的研究

用6头装有瘤胃、十二指肠、回肠瘘管的西门塔尔杂交阉牛,以Cr2O3为指示剂测定食糜流量,用嘌呤氧化法测定RNA当量,研究不同饲养水平下,西门塔尔杂交阉牛瘤胃微生物蛋白的合成效率。结果表明,瘤胃微生物蛋白的合成效率随饲养水平的变化呈规律性变化趋势。其中低饲养水平、中饲养水平较高,高饲养水平较低。在低、中、高3种饲养水平下,瘤胃微生物对瘤胃降解氮(RDN)的转化效率(MN/RDN,g/g)分别为0.64±0.08,0.52±0.16,0.23±0.03,对瘤胃可利用能(RDOM,瘤胃可消化有机物)的利用效率(MN/RDOM,g/kg)分别为24.66±4.96,27.17±15.18,11.92±1.86。

蛋白质类医用高分子微生物合成的研究进展

蛋白质类医用高分子是一类重要的功能高分子材料,在生物医学领域有着广泛的应用。随着现代生物技术特别是分子生物学技术的发展,微生物合成医用高分子材料已成为可能。微生物合成除了大规模、低成本的特点外,还可对蛋白质高分子进行分子设计,从而赋予其新的材料性能,以满足不同的需要。该文综述了蛋白质类医用高分子(胶原与明胶、弹性蛋白、丝蛋白)微生物合成的研究进展,指出微生物合成的原理方法及应用现状,并对其发展前景进行了展望。

葡萄果渣粉、山竹果皮粉和莫能菌素对阉奶牛养分消化率、瘤胃发酵、氮平衡和微生物蛋白质合成的影响

本研究旨在探讨葡萄果渣粉(GPP)、山竹果皮粉(MPP)和莫能菌素对阉奶牛采食量、养分消化率、微生物、瘤胃发酵特性、微生物蛋白质合成和氮平衡的影响。根据4×4拉丁方,将4头初始体重为(220±15)kg、装有瘤胃瘘管的阉奶牛随机分为4组。T1组为对照组,T2组补充33mg/kg日粮的莫能菌素,T3组补充2%GPP(以干物质摄入量为基准),T4组补充30g/kg日粮的MPP,每头试验牛饲喂0.2%BW精料,自由采食用3%尿素处理的稻草(UTRs)。结果显示,与对照组相比,GPP组UTRs采食量、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维消化率显著提高(P<0.05)。莫能菌素、GPP和MPP组的氨态氮(NH3-N)和血液尿素氮浓度显著升高(P<0.05)。GPP组总挥发性脂肪酸和丙酸浓度显著高于对照组(P<0.05),但GPP、莫能菌素和MPP组的乙酸浓度和乙酸/丙酸值均极显著降低(P<0.01)。此外,GPP、MPP和莫能菌素组原虫种群数量较对照组显著降低(P<0.05),而纤维分解菌数量显著升高(P<0.05)。GPP组阉牛的氮保留量、微生物粗蛋白质含量和微生物氮合成效率显著提高(P<0.05)。综上所述,GPP作为饲料添加剂应用于精饲料中,能够提高采食处理后稻草的阉牛瘤胃发酵效率、消化率,并加快微生物蛋白质合成。

镰刀菌毒素污染的小黑麦对瘤胃发酵和微生物蛋白质合成的影响

试验在瘤胃内加入含镰刀菌素毒素(FUS)60%、30%高低两个浓度的黑小麦,用体内和体外两种方法研究其对瘤胃发酵、瘤胃微生物蛋白合成和降解的影响。结果表明,镰刀菌素污染的黑小麦对瘤胃内浓缩日粮降解比例、营养物质降解率、洗涤纤维、pH和瘤胃液短链脂肪酸(SCFA)浓度有显著影响。饲喂含有镰刀菌素毒素60%的黑小麦,瘤胃内短链脂肪酸产量、粗纤维降解率和中性洗涤纤维降解率降低,微生物粗蛋白质合成效果比含有30%的高,但是在体外试验中60%试验组微生物粗蛋白质的合成结果受到不良影响。含黑小麦的镰刀菌素毒素在微生物蛋白的氨基酸部分中被发现具有边缘效应。总之,在日粮中脱氧雪腐镰刀菌烯醇的浓度<5mg·kg-1(DM)时,日粮中使用高浓度的含有镰刀菌素毒素的黑小麦会影响瘤胃发酵和微生物蛋白合成。

硝态氮添加水平对体外瘤胃发酵和微生物合成效率的影响

【目的】本试验旨在探明日粮硝态氮含量对反刍动物瘤胃发酵参数以及微生物合成效率的影响。【方法】配合硝态氮添加水平分别为0、6%、12%、18%、24%和30%的处理日粮,进行双外流连续培养体外发酵,试验期144h。【结果】日粮硝态氮添加水平不影响瘤胃pH值、总挥发酸浓度(P>0.05);随日粮硝态氮添加水平的提高,丙酸摩尔比例上升(Q,P<0.01),乙酸摩尔比例(Q,P<0.01)和NH3-N浓度(L,P<0.01)下降,干物质、有机物和粗蛋白消化率提高(Q,P<0.01)和微生物合成效率(MOEEF)呈二次曲线规律变化(Q,P<0.01)。【结论】硝态氮能被瘤胃微生物所利用。随日粮硝态氮添加水平的提高,瘤胃发酵参数、养分消化率和MOEEF均有不同程度的改变,其中在12%—18%添加水平范围内,MOEFF和瘤胃发酵程度最大,超过此水平有不利影响。

影响反刍动物瘤胃微生物蛋白合成因素的研究综述

反刍动物最大的特点就是借助瘤胃内栖居的厌氧微生物利用日粮蛋白降解产生的氨、肽和氨基酸作为氮源、利用日粮有机物发酵产生的挥发性脂肪酸(VFA)和ATP分别作为碳架和能量合成微生物蛋白(MCP).

影响反刍动物瘤胃微生物蛋白合成的因素

讨论了影响瘤胃微生物蛋白质合成的15种因素,为反刍动物蛋白质代谢的深入研究和饲养技术提供了重要的参考依据。

精料与稀释率对瘤胃发酵与微生物蛋白的影响

采用单外流连续培养系统研究低和高2种精料水平(20%,80%)与不同稀释率(稀释率为(D)),0.06、0.12和0.18h)对瘤胃发酵和微生物生长效率的影响。每种精料水平设3个稀释率(0.06、0.12和0.18h),每个处理设2个重复。试验结果表明,随着D的增加,日粮营养物质的消化率呈二次曲线趋势(P=0.001～0.006)增加;提高精料水平导致日粮干物质(DM)和有机物质(OM)消化率增加(P=0.001),而中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)消化率下降(P=0.001)。提高D导致发酵液pH显著升高(P=0.001),NH3浓度显著降低(P=0.001)。总挥发性脂肪酸(VFA)浓度随D的增加显著下降(P=0.001),但VFA日产生量随D的增加没有显著变化(P>0.05)。在各种VFA摩尔比例中,乙酸和丁酸的摩尔比例呈二次曲线趋势增加(P=0.001),丙酸的摩尔比例呈二次曲线趋势下降(P=0.001)。随着日粮精料水平的提高,发酵液pH和NH3浓度下降,总VFA浓度及VFA日产生量增加。在各种VFA摩尔比例中,乙酸摩尔比例随精料水平的提高而(P=0.001)下降,但丙酸与丁酸的摩尔比例下降(P=0.001)。随着日粮精料水平的提高,每日微生物氮(N)产量(DMNP)与微生物生长效率(MOEFF)增加;DMNP与MOEFF在D提高时也增加(P=0.001),在D为0.18h时达到最大值(分别为1.088g日微生物氮和31.01g微生物氮(g/kg)真可消化有机物)。

流动电极微生物电合成提高产物生成速率及降低能量消耗

微生物电合成(microbial electrosynthesis,MES)利用可再生电力驱动微生物固定CO_(2)合成化学品,在推进碳循环经济中具有一定潜力,受到广泛关注。但是,很少有研究通过高效反应器设计来促进产乙酸并降低能耗。本研究中,新型流动电极MES反应器的总产乙酸速率[(16±1)g·m^(-2)·d^(-1)]比无粉末活性炭(powder activated carbon,PAC)对照[(8±3)g·m^(-2)·d^(-1)]高两倍。流动电极MES反应器的库伦效率为43.5%±3.1%,能量消耗为(0.020±0.005)k Wh·g^(-1),产乙酸的能量效率为18.7%±1.3%。基于PAC的流动电极能够降低水跨膜通量、传质阻力,但是对装置电压、流变行为、乙酸吸附的影响较小。流动电极MES反应器中,能量代谢相关基因高表达,Acetobacterium的丰度增加。MES反应器中同时存在用于碳固定的还原性乙酰辅酶A途径(Wood–Ljungdahl pathway,WLP)与还原性三羧酸循环途径(reductive citric acid cycle,r TCA)。堆叠型流动电极MES中的乙酸浓度达7.0 g·L^(-1)。本研究提供一种构建可扩展MES反应器的新方法,促进CO_(2)利用以及产物生成。

应用CNCPS-S模型预测瘤胃微生物蛋白合成量的研究

研究旨在应用康奈尔绵羊净碳水化合物和蛋白质体系(Cornell sheep net carbohydrate and protein system,CNCPS-S)的预测模型预测日粮瘤胃pH值与微生物蛋白质(MCP)合成量,并通过实测验证模型预测值的准确性。选取3只安装瘤胃和十二指肠瘘管的哈萨克公羊为试验动物,配制3种精粗比为30:70、35:65、40:60的全混合日粮(TMR)。采用3×3拉丁方设计,共3期试验,每期18 d,其中10 d为预试期,8 d为样品采集,测定瘤胃液pH和MCP合成量。同时利用CNCPS-S模型预测3种日粮的MCP合成量,评价模型预测的准确性。结果表明:①3种TMR的瘤胃液pH的实测值分别在6.38~6.71、6.01~6.59、5.81~6.41之间,模型预测pH为固定值6.46;②随着精料水平增加,3种TMR均为瘤胃能氮负平衡型,瘤胃能氮平衡(RENB)值均呈下降趋势(P<0.05),3种TMR的MCP的模型预测值依次升高,分别为210.29、215.31、246.94 g/d(P>0.05),实测值也依次升高,分别为93.83、97.33、100.27 g/d(P<0.05);③经线性回归分析,3种日粮MCP的预测值与十二指肠MCP实测值之间的平均偏差比较大(平均偏差≥116 g/d),相关性低(R^2≤0.75),误差均方根(RMSE)都较高。以上结果说明,CNCPS-S对我国绵羊瘤胃pH值具有较好的预测能力,但对MCP合成量具有较低的预测能力。

微生物发酵饲料的生产与应用探究

随着社会对肉类、蛋类、奶类等动物蛋白的需求日益提升,我国畜牧业及养殖业的生产规模经历了数年的高速膨胀,虽然生产规模基本满足了人民的基本需求,但生产模式依旧是粗放型发酵生产模式与现代基础加工业的结合,并未发生脱胎换骨的变化。微生物发酵饲料的研发成功改变了这一局面,使饲料的生产趋于精细化。因此,针对微生物发酵饲料的生产与应用进行探究。

阴极电势对微生物电合成系统还原CO2合成有机物性能的影响

采用微生物电合成系统(MES)还原CO2合成有机物,从微生物菌群、有机物积累量、库伦效率、电化学分析等多个角度研究了阴极电势对MES还原CO2合成有机物性能的影响。实验结果表明:阴极电势为-0.70 V时,甲酸和乙酸的积累量均最大(分别为1.554 mmol/L和2.754 mmol/L),系统的总库伦效率最大(为81.42%);在MES中,醋杆菌(Acetobacterium sp.)、假丝酵母菌(Candida sp.S)、地杆菌(Geobacter sp.)为优势菌种。