塔里木马鹿瘤胃微生物对荒漠饲草适应机制的研究

Tarim Wapiti is the focus of the economic characteristics of farmed animals in Xinjiang, is by far the largest scale breeding domesticated a wild animal,and is also the only subspecies of Wapiti habitat in the desert environment . Tarim Wapiti has strong digestion and adaptability to poor quality, high desert plant crude fiber content (such as reed, Tamarix chinensis, camel thorn etc.), which may be related to the microbial flora structure and enzymatic characteristics of ruminal fiber degradation. The project intends to produce the rumen fistula model of the Tarim Wapiti, and then through PCR amplification, high-throughput 454 sequencing technology to analyze rumen microbial diversity and strengths flora (bacteria, archaea, fungi). In the clear advantages of Tarim Wapiti rumen bacteria, to studies effects on rumen microbial flora advantage by RT-PCR technology based on changes in the amount of added dietary forage desert, simultaneous detection of rumen environmental indicators ,and fiber degradation activity and feed digestibility, looking sensitive to changes or stable microbial community on diet composition , and then combined feed and ruminant regular pattern to study and reveal Tarim Wapiti rumen microbial adaptation mechanisms of desert forage. The study can be composed and efficient use of forages provide important theoretical basis, but also provide a basis to explore the theory of rumen microbial genetic resources in Tarim red deer rumen micro-ecosystem.

塔里木马鹿是新疆重点养殖的特色经济动物，是迄今为止驯养和繁殖规模最大的一种野生动物，也是唯一栖息在荒漠生境中的马鹿亚种。塔里木马鹿对品质较差，粗纤维含量高的荒漠植物（如芦苇、柽柳、骆驼刺等）有很强的消化和适应能力，这可能与其瘤胃菌群结构和瘤胃纤维降解酶特性有关。本项目拟通过制作马鹿瘤胃瘘管模型，利用PCR扩增、高通量454测序等技术对瘤胃微生物多样性与优势菌群进行分析（细菌、古细菌、真菌）；在明晰其瘤胃优势菌群基础上，改变饲粮中荒漠饲草添加量，采用RT-PCR 技术研究不同荒漠饲草添加量对瘤胃优势菌群的影响，同时检测瘤胃内环境指标、纤维降解酶活性和饲料消化率，寻找对饲粮组成变化敏感的或稳定的微生物菌群，再结合采食、反刍规律，研究揭示塔里木马鹿瘤胃微生物对荒漠饲草的适应机制。该研究可为塔里木马鹿瘤胃微生态系统组成及粗饲料高效利用提供重要理论依据，也可为发掘瘤胃微生物基因资源提供基础理论。

塔里木马鹿是新疆迄今为止驯养和繁殖规模最大的一种野生动物，也是唯一在荒漠生境中栖息的马鹿亚种。在干旱少雨的塔里木盆地，长期生态逆境自然选择压力下，形成了其抗病，耐粗饲等优良特性。经过漫长驯化后由野生转为了舍饲，虽然生活环境变化很大，但由于其在长期生态逆境中形成的消化代谢特点，对品质较差、粗纤维含量高的荒漠饲草消化利用率一直很高。为了揭示塔里木马鹿对低质粗饲料的适应机制，本论文通过“塔里木马鹿、新疆褐牛和卡拉尔库尔羊消化特性比较研究”和“饲粮不同NDF水平对塔里木马鹿瘤胃内环境及瘤胃微生物区系的影响研究”两个试验从瘤胃内环境、反刍规律及瘤胃微生物菌群特点等几方面来研究塔里木马鹿对低质粗饲料的适应机制，希望为塔里木马鹿对高粗饲料的高效利用提供理论依据。论文主要研究结论如下：.(1)塔里木马鹿与新疆褐牛、卡拉库尔羊相比较，对低质（高纤维）粗饲料有更好的消化能力，瘤胃MCP和TVFA产量相对较高，而瘤胃NH3-N和血清尿素氮（BUN）含量相对较低，塔里木马鹿表现出对低质粗饲料更强的适应能力，其原因可能与塔里木马鹿对单位重量饲料的反刍时间、食团咀嚼次数和咀嚼时间相对较长有关，可能也与其瘤胃食糜外流速度相对较慢（0.0361%/h）有关；同时，各种纤维降解酶活性和浓度，尤其羧甲基纤维素酶和木聚糖酶活性塔里木马鹿显著高于新疆褐牛和卡拉库尔羊，这也是其对粗饲料适应的重要原因。.(2)通过对塔里木马鹿饲喂不同NDF水平试验饲粮，随着饲粮NDF水平增加，瘤胃内环境、瘤胃食糜外流速度、反刍规律和血液生化指标等，除在47%NDF组与27%组部分试验指标有显著差异外，饲粮NDF水平变化并未显著影响到塔里木马鹿饲粮对的消化利用，塔里木马鹿表现出了对低质粗饲料很强的适应能力，各种纤维降解菌，如纤维菌属（Fibrobacter）、黄色瘤胃球菌(Ruminococcus ,flavefaciens )、白色瘤胃球菌( Ruminococcus albus)和溶纤维丁酸弧菌(Butyriuihrio fibrisoluens)丰度均随着饲粮NDF水平增加显著或极显著增上升，尤其是纤维菌属（Fibrobacter）丰度由27%NDF组的1.06%增加到42%NDF组的29.91%。