奶牛瘤胃纤维素酶基因多样性分析及寡糖对其表达诱导与调控的研究

Utilization efficiency of the forage is the key to the dairy industry which develop healthy and sustainable and environmentally friendly, and assurance of efficient rumen fermentation is the foundation to improve the utilization efficiency of coarsel feed, and which is closely related with the quality of dairy products.The fiber degrading enzymes secreted by rumen microorganisms of dairy cows are rich and varied, The research on the diversity of gene expression and regulation of enzyme induction is an important way to excavate the high efficiency fiber degradation system, Studies have found that oligosaccharides have great potential on the degradation of rumen fiber..The study revealed Gene diversity and expression profiles of rumen microbial fiber degrading enzymes in dairy cattle on the feed of different quality of coarse fodder in early lactation cows, through construction of 16SrRNA gene library of rumen bacteria and ancient bacteria and.fungal 18SrRNA gene library, using method for cloning and sequencing of transcription group through fiber degrading enzyme homology gene, and investigate the regulation and mechanism of oligosaccharide on the expression of microbial fiber degradation enzyme. The research results will help us to understand the mechanism of the degradation of rumen fiber in dairy cows and to explore high efficiency inducer of enzyme synthesisof fiber degradation , the research has important theoretical significance in the study of the deep foundation of the digestion and utilization of the thick feed of the cow and other animals.

提高粗饲料利用效率是实现奶牛产业健康可持续、环境友好型发展的关键环节，而高效的瘤胃发酵是提高反刍动物粗饲料利用效率的基础，同时与乳品质量密切相关,对瘤胃微生物分泌的纤维降解酶基因多样性及表达诱导调控的研究是挖掘这一高效纤维降解系统的重要途径，寡糖诱导纤维降解酶基因表达存在巨大潜力。.本项目以泌乳早期奶牛为研究对象，采用体内和体外相结合的方法，通过构建瘤胃细菌、古菌16SrRNA基因文库和真菌18SrRNA基因文库，应用纤维降解酶同源基因克隆与转录组测序等方法，研究揭示不同品质粗饲料条件下，奶牛瘤胃微生物纤维降解酶基因多样性与表达谱变化规律，探讨寡糖对奶牛瘤胃微生物纤维降解酶表达诱导调控作用及可能机制。研究结果有助于我们从分子水平上认识奶牛瘤胃纤维降解的机理以及探索高效纤维降解酶表达诱导物来源，对于推动奶牛和其它反刍动物粗饲料的消化利用的深层次基础研究具有重要理论意义。

奶牛养殖业是现代畜牧业和农业的重要组成部分，经过长期的积累与高速的发展，已经逐步成为一个支柱产业。粗饲料是奶牛最主要的饲料来源，在奶牛生产中占有重要地位。我国奶牛养殖业的迅猛发展与饲料资源的巨大需求之间的矛盾已经成为制约我国奶业发展的突出问题。提高饲料转化率和牛奶质量是衡量奶业质量效益发展的重要指标.提高粗饲料利用效率是实现奶牛产业健康可持续、环境友好型发展的关键环节，而保证健康、高效的瘤胃发酵是提高反刍动物粗饲料利用效率的基础，提高乳品质量是营养调控的首要目标。.项目选用稻草替代部分青贮日粮，利用16srDNA和ITS高通量测序技术，研究了不同品质粗饲料条件下，奶牛瘤胃微生物区系组成的变化，深入分析了瘤胃样品中细菌、真菌的群落结构,挖掘了纤维素等多糖降解相关微生物的信息。采用体外发酵的方法，以五种不同粗饲料来源（稻草、玉米秸秆、苜蓿干草、全株玉米青贮和燕麦草）的中性洗涤纤维（NDF）或酸性洗涤纤维（ADF）作为培养底物，研究了其对瘤胃细菌、真菌菌群结构的变化影响，通过瘤胃发酵参数、纤维素酶活性变化，研究了不同品质粗饲料纤维组分对瘤胃微生物纤维降解酶诱导表达的影响。以甘露寡糖作为寡糖来源，以哺乳期犊牛瘤胃菌群调控为研究对象，研究了甘露寡糖对哺乳期犊牛瘤胃菌群结构的调控作用。.项目揭示了不同品质粗饲料条件下，奶牛瘤胃菌群变化规律，了解了不同品质粗饲料条件下，奶牛瘤胃微生物菌群多样性及纤维降解酶基因多样性。探讨了不同品质粗饲料纤维组分对瘤胃微生物纤维降解酶诱导表达中的可能作用机制。.项目中不同品质粗饲料条件下，瘤胃菌群结构及酶基因表达多样性的研究为进一步深入研究提高低质粗饲料的反刍动物转化效率提供了数据支撑，甘露寡糖在犊牛瘤胃菌群调控及肠道健康促进方面具有一定应用潜力。项目分离纯化得到的瘤胃源地衣芽孢杆菌，在青贮制作以及调控奶牛肠道健康方面具有很大作用，在成果转化中存在很大潜力。