反刍动物半原虫状态作用机制研究

Abstract: The nutritional effect of rumen protozoan on the ruminants has been controversial, but the defaunation shows no significant affect on the host performance. However, when the number of rumen protozoan was artificially controlled to about 50%, the voluntary intake, absorbed nutrients in the rumen and small intestine, digestion, metabolism and performance of the sheep were significantly improved, and this sheep was called as “Semi-fauna” Sheep which status of the digestion, metabolism and performance of production were best. This study will continue the research in “Semi-fauna” phenomenon, which includes: the classic characteristics of molecular biology of microbial flora of semi-fauna rumen; the active change of digestive enzymes (endocellulase, exocellulase, cellobiose, xylanase, pectinase, amylase, protease) in rumen fluid; the effect of novel control substance on semi-fauna ruminants, especially that toxic-free and residue-free such as polyacrylamide, on the digestion, metabolism and the nutrition on host; the toxicity or inhibition of semi-fauna controller on the protozoan and bacteria of rumen; the semi-fauna” phenomenon of cattle and its affect on host and production performance; especially the explanation why only the semi-fauna status rather than completely fauna-free is best for the digestion and performance? Finally the concept of semi-fauna ruminant would be completed and its characteristics and mechanism could be illustrated.

摘要：瘤胃原虫对牛羊的营养作用一直存有争议，但将原虫全部祛除并不影响宿主的生产性能。然而，人为地将瘤胃原虫数量调控在约50%时，绵羊的自由采食量、瘤胃和小肠营养物质消化吸收量、整体消化代谢和生产性能都有显著改善，称为“半原虫”绵羊，其具有最好的消化代谢和生产性能。本研究将继续研究半原虫现象，内容包括：半原虫状态下瘤胃微生物群落的分子生物学分类特征；瘤胃消化酶（内纤维素酶、外纤维素酶、纤维二糖酶、木聚糖酶、果胶酶、淀粉酶、蛋白酶）活性变化的特点；新的（特别是无毒、无残留）半原虫牛羊调控物（如聚丙烯酰胺）对瘤胃消化代谢和宿主营养的作用；半原虫调控物对瘤胃原虫和细菌的毒性或抑制作用；牛的瘤胃半原虫现象及对宿主和生产性能的影响等；解读为什么只有在半原虫状态而不是完全祛原虫状态，动物的消化和生产性能最好的现象，最终形成半原虫牛羊概念并阐明其特征和机制。

瘤胃原虫对牛羊的营养作用一直存有争议，然而，人为地将瘤胃原虫数量调控在约50%时，称为“半原虫”绵羊，其具有最好的消化代谢和生产性能。.(1)选取4只装置了永久性瘤胃瘘管、约2岁、体重283.5±5.4 kg的新疆褐牛×西门塔尔F1空怀母牛，采用4×4拉丁方设计，分别给每牛添喂0、150、300和600 mg多聚甲醛/kg日粮，结果表明，牛的自由采食量随多聚甲醛添喂量呈上抛物线形，在300 mg多聚甲醛/kg日粮时效果最好，增加25.6% （P＜0.01）;牛瘤胃液细菌总数随多聚甲醛添喂量呈上抛物线形，在300 mg/kg时最多，增加31.0% （P＜0.01）。牛瘤胃液内纤维素酶、外纤维素酶、纤维二糖酶和木聚糖酶活性均随多聚甲醛添喂量呈上抛物线形，在300 mg/kg时最高。(2)选取4头装置了永久性瘤胃瘘管、约2岁、体重248.9±9.4 kg的新疆褐牛×西门塔尔杂交一代空怀母牛，采用4×4拉丁方设计，在自由采食精粗比为4:6的相同日粮条件下，每期分别给每牛添喂0、0.8、1.2和1.6 g气溶胶OT /kg日粮.结果表明，牛自由采食量与气溶胶OT添喂剂量呈上抛物线形关系，添喂量为1.2g /kg日粮时效果最好，提高39.5%（P<0.01）;牛日粮表观消化率和消化量随气溶胶OT添加剂量分别呈下抛物线和上抛物线形变化，在1.2g/kg日粮气溶胶OT时表观消化率最低（P＜0.01），但消化量增加最多（P＜0.01）。（3）选取5只2～3岁、体重为51.5±4.1 kg的小尾寒羊公羊，在精粗比4：6的日粮下，采用5×5拉丁方设计，添喂聚丙烯酰胺0，1.0，2.0，3.0和6.0 g/kg日粮。结果表明，添喂0、1.0、2.0、3.0和6.0 g聚丙烯酰胺/kg日粮，绵羊的干物质自由采食量分别为1090.8、1187.1、1285.6、1180.0和1031.1 g/羊/天；总细菌和总原虫的Real- Time PCR拷贝数分别为4.69、5.57、6.07、6.04、5.26×1010 copies/mL和7.69、5.88、5.29、5.10和4.87×108 copies/mL，内纤维素酶活性分别为1.26、1.35、1.49、1.45和1.23（mmoL/（mL·min）。因此，反刍动物的自由采食量、瘤胃营养物质消化吸收量、整体消化代谢和生产性能都有显著改善。