不同碳源对山羊瘤胃发酵和微生物氨基酸组成影响的研究

论文摘要

本研究以4头安装永久性瘤胃瘘管的徐淮山羊羯羊为试验动物,采用体外发酵试验研究不同碳源,即乙酸/丙酸比例为0:100、30:70、50:50、70:30、100:0,非结构性碳水化合物（NSC）/结构性碳水化合物（SC）比例为0.33、0.63、1.17、2.18,对瘤胃液体外发酵特性及瘤胃微生物区系变化的影响;通过4×4拉丁方设计,研究了饲喂稻草和配合精料组成的4种NSC/SC日粮对山羊瘤胃发酵及微生物氨基酸组成的影响;采用PCR-SSCP技术,研究不同碳源对瘤胃微生物种群区系变化的影响。研究结果表明:1.体外培养不同比例的乙酸/丙酸底物对瘤胃液体外发酵影响显著,乙酸/丙酸为50:50组pH平均值显著高于0:100、30:70组（P<0.05）。30:70组NH3-N浓度极显著高于50:50、70:30、100:0组（P<0.01）。随着乙酸/丙酸比例的增加,瘤胃微生物产量增加,当乙酸/丙酸比例在50:50时,P、B的AA-N含量和P/B的比值都达到最高,AA-N/T-N最低。2.不同NSC/SC比例底物引起瘤胃微生物的发酵环境的变化。pH平均值随着NSC/SC比例的增加而下降。从NSC/SC为0.63组到2.18组NH3-N浓度升高。0.33组乙酸摩尔浓度最高,1.17组最低。乙酸的摩尔百分比随底物中NSC/SC的升高而降低。1.17组丙酸摩尔浓度最低,2.18组最高;丙酸的摩尔百分比从0.63组开始随底物中NSC/SC的升高而升高,0.63组、2.18组间丁酸的摩尔浓度差异显著;乙丙比接近3:1。随着NSC/SC比例的增加,微生物产量降低;P/B从0.63组开始随NSC/SC升高而下降;原虫中AA-N占总N的比例随NSC/SC的增加而增加。不同碳源,瘤胃微生物AA-N含量不同。3.饲喂山羊不同NSC/SC比例的日粮,随着NSC/SC的升高,瘤胃pH值降低,NH3-N浓度升高,乙酸的摩尔百分比和乙酸/丙酸的比值随日粮中NSC/SC的升高而降低,0.33组的乙酸摩尔浓度极显著高于1.17组和2.18组（P<0.01）;丙酸的摩尔百分比随日粮中NSC/SC的升高而升高,0.33组极显著低于1.17组和2.18组（P<0.01）;丁酸摩尔浓度从0.33组到1.17组呈上升趋势,在2.18组有所下降。不同NSC/SC的日粮下的细菌氨基酸含量中,天冬氨酸、丝氨酸、甘氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、精氨酸、脯氨酸含量都存在显著或极显著差异。NSC/SC的变化对原虫氨基酸中天冬氨酸、丙氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、组氨酸、脯氨酸产生了显著影响,对其余的氨基酸组成变化影响不显著。不同碳源,瘤胃微生物AA组成不同。4.采用PCR-SSCP方法,从分子生物学角度分析不同碳源对瘤胃微生物种群区系变化,各组SSCP图谱不同,相似性指数各有差异,且各组优势条带和特有条带不同。乙酸/丙酸为30:70组和50:50组的细菌SSCP图谱相似。不同NSC/SC日粮下的SSCP图谱也不同,细菌图谱的0.33组条带数最少,随着NSC/SC比例的升高,NSC/SC比为0.63组、1.17组条带数明显增加,0.63组条带数最多。不同碳源,瘤胃微生物种群区系变化不同。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 文献综述
• 1 碳水化合物对瘤胃微生物的重要作用
• 1.1 碳水化合物的分类
• 1.2 碳水化合物结构对瘤胃微生物的重要作用
• 1.2.1 非结构性碳水化合物对的瘤胃微生物的作用
• 1.2.2 结构性碳水化合物对的瘤胃微生物的作用
• 1.3 瘤胃微生物对挥发性脂肪酸（VFA）的利用
• 2 瘤胃微生物的氨基酸代谢
• 2.1 蛋白质的降解
• 2.2 肽的降解
• 2.3 氨基酸的降解
• 2.4 尿素的降解
• 3 瘤胃微生物的氨基酸需要
• 3.1 瘤胃细菌
• 3.2 瘤胃原虫
• 3.3 瘤胃真菌
• 4 瘤胃微生物的氨基酸组成
• 5 16S rRNA/DNA序列和PCR-SSCP分析技术在微生物研究中的应用
• 5.1 基于16S rRNA/DNA 序列的研究
• 5.2 基于rRNA 序列间隔区的研究
• 5.3 DNA 指纹技术与瘤胃微生物多样性分析
• 试验部分
• 第一章 不同碳源对瘤胃微生物体外发酵的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验动物与饲养管理
• 1.2 体外发酵装置
• 1.3 人工唾液
• 1.4 试验设计
• 1.5 试验方法
• 1.6 计算方法
• 1.7 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 体外培养不同乙酸/丙酸底物对培养液的影响
• 2.1.1 体外培养不同乙酸/丙酸底物对培养液pH 值的影响
• 2.1.2 体外培养不同乙酸/丙酸底物对培养液 NH3-N 浓度的影响
• 2.1.3 体外培养不同乙酸/丙酸底物对培养液中微生物真蛋白产量、区系比例、微生物 N 素组成的影响
• 2.2 体外培养不同 NSC/SC 底物对培养液的影响
• 2.2.1 体外培养不同 NSC/SC 底物对培养液pH 值的影响
• 2.2.2 体外培养不同 NSC/SC 底物对培养液 NH3-N 浓度的影响
• 2.2.3 体外培养不同 NSC/SC 底物对培养液 VFA 摩尔浓度的影响
• 2.2.4 体外培养不同 NSC/SC 底物对培养液 VFA 百分含量的影响
• 2.2.5 体外培养不同NSC/SC 底物对培养液中微生物真蛋白产量、区系比例、微生物 N 素组成的影响
• 3 讨论
• 3.1 体外培养不同乙酸/丙酸底物对培养液的影响
• 3.1.1 体外培养不同乙酸/丙酸底物对培养液pH 值的影响
• 3.1.2 体外培养不同乙酸/丙酸底物对培养液 NH3-N 浓度的影响
• 3.1.3 体外培养不同乙酸/丙酸底物对培养液中微生物真蛋白产量、区系比例、微生物 N 素组成的影响
• 3.2 体外培养不同 NSC/SC 底物对培养液的影响
• 3.2.1 体外培养不同 NSC/SC 底物对培养液pH 值的影响
• 3.2.2 体外培养不同 NSC/SC 底物对培养液 NH3-N 浓度的影响
• 3.2.3 体外培养不同 NSC/SC 底物对培养液 VFA 浓度的影响
• 3.2.4 体外培养不同 NSC/SC 底物对培养液中微生物真蛋白产量、微生物 N素组成、区系比例的影响
• 4 小结
• 第二章 不同碳水化合物结构的日粮对山羊瘤胃微生物氨基酸组成的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验动物
• 1.2 试验日粮与饲养管理
• 1.3 试验与取样设计
• 1.4 微生物的分离
• 1.5 测定指标及测定方法
• 2 结果与分析
• 2.1 不同NSC/SC 日粮对山羊瘤胃内环境参数的影响
• 2.1.1 不同NSC/SC 日粮对山羊瘤胃pH 值的影响
• 2.1.2 不同NSC/SC 日粮对山羊瘤胃NH3-N 浓度的影响
• 2.1.3 不同NSC/SC 日粮对山羊瘤胃VFA 浓度的影响
• 2.1.4 不同NSC/SC 日粮对山羊瘤胃VFA 百分含量的影响
• 2.2 不同NSC/SC 日粮对山羊瘤胃微生物氨基酸组成的影响
• 3 讨论
• 3.1 不同NSC/SC 日粮对山羊瘤胃内环境参数的影响
• 3.1.1 不同NSC/SC 日粮对瘤胃液pH 值的影响
• 3.1.2 不同NSC/SC 日粮对瘤胃液NH3-N 浓度的影响
• 3.1.3 不同NSC/SC 日粮对瘤胃液VFA 浓度的影响
• 3.2 不同NSC/SC 日粮对瘤胃微生物氨基酸组成的影响
• 4 小结
• 第三章 不同碳源对山羊瘤胃微生物多样性的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 主要试剂
• 1.3 主要仪器设备
• 1.4 有关试剂和溶液的配制
• 1.5 试验方法
• 1.6 Jaccard 相似性指数计算
• 2 结果与分析
• 2.1 基因组 DNA 的提取结果
• 2.2 PCR 扩增结果
• 2.3 扩增片段SSCP 多态性分析
• 3 讨论
• 3.1 DNA 提取方法
• 3.2 PCR-SSCP 分析
• 4 小结
• 总体讨论和研究展望
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录