优势乳酸利用菌对瘤胃酸中毒时菌群结构、功能及代谢的调控作用

瘤胃酸中毒是泌乳奶牛群发性常见多发病，饲料突然转换、日粮配比失衡和饲喂模式变更是其发生的主要原因。目前该病已成为高精料集约化饲养条件下亟待解决的问题，而建立有效的防治新技术和新方法是重点研究领域。本项目以瘤胃酸中毒时瘤胃菌群失调致使乳酸和/或挥发性脂肪酸蓄积，而乳酸利用优势菌株能够高效分解乳酸，进而恢复和重建正常瘤胃菌群结构为理论假设。运用瘤胃微生态理论和分子生物学技术，通过动物在体实验和体外连续培养两个途径，观测急性和亚急性瘤胃酸中毒时瘤胃微生物区系的变化和菌群的代谢特征；明确瘤胃乳酸利用优势菌株和耐酸性优势乳酸利用基因工程菌在急性和亚急性瘤胃酸中毒条件下对瘤胃菌群结构、菌群功能和菌群代谢的调控作用，从而为阐明亚急性瘤胃酸中毒的发生机制和研制用于防治瘤胃酸中毒的新型微生态制剂奠定理论基础和实验依据。

本项目运用瘤胃微生态理论与分子生物学技术，重点研究优势乳酸利用菌与酵母复合的新型微生态制剂对瘤胃酸中毒时瘤胃菌群结构、功能及代谢的调控作用。获得如下研究新成果：⑴成功分离鉴定了埃氏巨型球菌、反刍月形单胞菌和干酪乳酸杆菌，并构建了瘤胃耐酸性优势乳酸利用基因工程菌株。(2)揭示了酸中毒肉牛、山羊与围产期奶牛的瘤胃微生物群落结构的动态变化与代谢情况。(3)证实发生酸中毒时瘤胃内大部分细菌数量增长，牛链球菌和乳酸杆菌数量增长明显。(4)明确酸中毒引起瘤胃内内毒素与组胺浓度增加，与胃内酸性环境产生协同作用，破坏瘤胃上皮细胞结构及其屏障机能。(5)成功筛选出酵母与优势瘤胃乳酸利用菌的最佳组合，研制出新型复合微生态制剂。(6)确证了微生态制剂的安全性及其对酸中毒的调控效果，为防治此病开辟了一条新的途径。以上研究发现，不仅从基因水平分析了围产期与瘤胃酸中毒时瘤胃微生物区系变化及瘤胃的代谢特征，同时也为揭示反刍动物急性与亚急性瘤胃酸中毒的发病机理和研制出防治亚急性瘤胃酸中毒的新方法奠定了理论基础。