动物微生态系统及其营养调控理论.doc

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1、动物微生态系统及其营养调控理论1动物微生态系统概念及其理论概述1.1动物微生态系统概念[1]动物的体内或体表存在着大量的正常微生物，这些微生物群系之间及微生物与动物之间形成了相互依存，相互作用的不可分割的整体。现代医学将这些正常微生物视为动物体的组成部分，参与了动物体的生长、发育、消化、吸收、营养、免疫、生物拮抗及其各种功能和结构的发生、发展和衰退的全过程，是一个象呼吸、循环、消化一样的系统。因此被称为微生态系统。1.2动物微生态理论概述[2]一般认为，动物微生态理论包括4个方面的内容，即动物微生态平衡理论、动物微生

2、态失调理论、动物微生态营养理论、动物微生态防治理论。动物微生态理论认为，动物及体内所寄生的微生物相互作用、相互影响；在环境因素的影响下，动物与微生物保持动态的微生态平衡；在动物与环境的关系中，正常微生物群作为宿主的组成部分，与环境保持一个动态的生态平衡；正常微生物群中的原籍菌对动物有益，外籍菌则有害，两者又可相互转化；正常微生物群的组成存在种属和个体特异性；特定的环境条件可造成动物微生态失调，使生态系统丧失功能；动物和微生物群之间存在共生关系，互相提供营养等生存条件。这些理论是当前动物微生态在饲料工业中应用的理论基础

3、。2动物微生物对动物营养消化代谢作用动物与正常微生物群之间的共生关系的实质就是营养关系。反刍动物的瘤胃、马属动物的后肠都是这种营养关系的典型表现。一些研究结果表明，即使是猪和禽这些典型的单胃动物，其肠道微生物群也在一定程度上参与其营养过程，如维生素合成和消耗、氮的代谢、脂肪代谢和多糖、粗纤维的分解代谢等。2.1维生素合成和消耗反刍动物、兔、马、猪、禽类肠道微生物群均可以合成维生素K、B族维生素、β-胡萝卜素。对于成年反刍动物，这种合成作用更为突出。传统营养学认为，成年反刍动物瘤胃合成的维生素完全可以满足其营养需要，除

4、了高产期，饲料中一般不再补充维生素。但关于微生物群对动物维生素营养的负面影响也见报道。Buenrostro（1983）在研究中观察到乳酸菌接种大幅度地降低了肉鸡肝脏生物素沉积，增加了肉鸡生物素需要量[3]。杨景云(1991)认为，有些微生物会消耗硫胺素，产生硫胺素酶，增加动物对硫胺素的需要量[4]。石现瑞（2000）认为，抑制和宿主竞争维生素的微生物生长可能是抗生素促生长作用的机理之一[5]。综合上述研究结果可以看到，肠道微生物群在动物维生素营养中的作用并不完全明确，尽管其作用已经肯定。由于肠道微生物种群极其庞大和复

5、杂，不同种属的微生物的营养代谢也千差万别，因此不能对其在动物维生素营养中的作用一概而论。这就要求我们将动物微生态与维生素营养相结合，深入研究不同肠道微生物种属对动物维生素营养的影响，并可能通过调控肠道微生态平衡，使之有利于动物从肠道微生物群获取更多的维生素。2.2氮的代谢反刍动物的瘤胃中分布着大量细菌和纤毛虫，这些微生物一方面能分解饲料中蛋白质；另一方面又能利用饲料中的氮源合成菌体蛋白，作为动物蛋白的供应源。前者对动物利用饲料优质蛋白有不利影响，而后者有利于动物利用饲料中的非蛋白氮。在现代畜牧业中，使用保护过瘤胃蛋白

6、防止瘤胃微生物分解优质蛋白和使用尿素等非蛋白氮源供微生物合成菌体蛋白的方法，已经在实践中得到广泛应用。非反刍动物的肠道微生物同样具有双重作用。一方面，肠道微生物具有分解蛋白质的能力，甚至可以分解几乎所有的含氮化合物；另一方面，肠道微生物又具有利用氮源合成氨基酸和蛋白质的能力。此外，排泄于肠道和泄殖腔中的尿素氮，也可通过肠管逆蠕动，转移到盲肠，由盲肠微生物分解，进入再循环。关于这两种作用在非反刍动物营养中的意义，目前尚难定论。一般地，在日粮蛋白质水平较低的情况下（氮临界平衡），这种作用对宿主动物有利，因为饲料中的氮可以

7、得到充分的利用。但在日粮供应蛋白质较为充足（氮正平衡）或低质蛋白较多时，饲料中会有较多的含氮物质被肠道微生物分解，形成大量的氨或胺，对动物造成毒害。据推测，抗生素促生长机理之一就是抑制肠道微生物分解饲料蛋白质，并降低肠道氨和胺及血氨的水平。2.3糖类代谢瘤胃中存在一类纤维素和半纤维素分解菌，这类菌能产生纤维素酶，可分解纤维素和半纤维素。一部分纤毛虫也能分解纤维素、半纤维素和果胶，分解产物包括葡萄糖、木糖、阿拉伯糖和果胶酸等。这些微生物强大的分解作用使反刍动物能大量利用高纤维含量的粗饲料。此外，许多纤维素和半纤维素分解

8、菌以及淀粉分解菌都具有分解淀粉的能力。这些细菌主要通过其产生的α和β淀粉酶分解淀粉，产生麦芽糖、葡萄糖等。大部分纤毛虫也能摄食和发酵淀粉，生成挥发性脂肪酸、乳酸、CO2和H2等。部分纤毛虫(全毛虫)也能将可溶性糖如葡萄糖、蔗糖、麦芽糖等同化，并将大部分(约82%)以淀粉形式储存。肠道微生物还可分解利用动物不能利用的低聚糖，如：果聚糖、甘露寡糖等