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1、2018/9/27,1,动物微生态知识,动物微生态知识讲座,山东宝来利来生物工程股份有限公司单宝龙,2018/9/27,2,动物微生态知识讲座,第一章 各种动物的微生态研究,第一节 猪微生态学,一、微生态分布1、皮肤微生态：猪的皮肤因受土壤、空气及动物排泄物的污染，而栖生 多种细菌、放线菌和霉菌。如葡萄球菌、链球菌、枯草杆菌、肠杆菌、八 叠球菌、绿脓杆菌、双球菌等，可检测出170多个。2、消化道微生态：成年猪的消化道内菌群总数在10 ，总重量达到1.27 KG，其中乳杆菌是猪肠道的最优势菌群，其次是拟杆菌、消化球菌、厌氧 弯曲杆菌、真杆菌、螺旋体、双歧杆菌、粪链球菌、酵母菌和大肠杆菌。 其中在
2、空场、回肠、盲肠、直肠数量最多。正常情况下猪粪便菌群总数在10 个/克。 3、呼吸道微生态：猪的鼻腔粘膜定居的正常微生物群最多，从中可以分离 出链球菌、支原体和肺炎链球菌等，其次是气管上部。气管的中下部微生物 越来越少，而健康猪的支气管末梢和肺泡是无菌的。但发生支气管炎和肺炎 时可分离出细菌，而且主要是化脓性链球菌。,14,10,2018/9/27,3,动物微生态知识讲座,4、泌尿、生殖道微生态：猪的阴道及尿道粘膜栖居有正常微生物群，如 葡萄球菌、链球菌、大肠杆菌、如杆菌和抗酸性细菌等。而卵巢、子宫和睾 丸是无菌的。 二、猪肠道微生态的建立和演替猪出生时，肠道是无菌的，不久就有数种微生物浸入肠
3、道，经过生长、繁 殖，逐渐形成一个微生物群体。仔猪出生24小时内在空肠、回肠、盲肠和直 肠就定植了双歧杆菌、大肠杆菌、乳杆菌、消化球菌、肠球菌、小梭菌、拟 杆菌和酵母菌。到8-22日龄达最高峰并形成一个定型的菌群，以双歧杆菌、 拟杆菌、乳杆菌、大肠杆菌和消化球菌占优势。42日龄后随着年龄增长各个 菌群的数量略有下降，其原因可能与猪的营养与饲料结构的变化有关，如粗 纤维等成分的增多。 三、猪正常微生物群的生理作用正常微生物群对猪的细胞免疫、体液免疫、粘膜免疫均有影响，尤其是 粘膜免疫。猪的肠道、呼吸道、生殖道等粘膜广泛分布淋巴组织，这些淋巴 细胞在微生物群的刺激下产生分泌型IgA，是粘膜表面抗感
4、染的主要物质。,14,2018/9/27,4,动物微生态知识讲座,正常微生物群对外袭菌（致病菌）有一定程度的拮抗作用。正常微生物群对猪的营养有密切的关系，它们在帮助消化、合成蛋白质、 维生素等方面具有重要作用。四、猪的微生态平衡与失调正常情况下猪的微生态菌群保持在一种合理的动态平衡中，需氧菌与厌氧 菌、阳性菌和阴性菌，微生物的种群与数量都保持一定的比例。如健康仔猪 小肠的需氧菌与厌氧菌之比为1：100，即99%以上是厌氧菌；在大场内两 者的比例为1：1000。当仔猪出现腹泻时，它们的比例发生严重失调，在仔 猪小肠表现为1：1，在大肠表现为1：100。环境变化、动物生病、应激、 饲料改变、抗生素
5、等都可能带来微生态失调。,14,2018/9/27,5,动物微生态知识讲座,第二节 家禽微生态学,一、家禽消化道的特点家禽消化道的特点与其他动物有显著不同，如家禽无牙齿和结肠，但有发 达的嗉囊、肌胃和两条盲肠。这类特殊消化道结构，各部位存活着不同的微 生物群。如鸡嗉囊内乳杆菌构成最优势菌群（10 个/g ），还有链球菌和肠 杆菌。腺胃、肌胃与嗉囊菌群相似，仅总菌数有异。小肠为兼性厌氧菌，如 链球菌、大肠杆菌、葡萄球菌、芽孢杆菌，前段少后段多。盲肠内各种厌氧 菌显著增加，总数达到10 个/g，拟杆菌、真杆菌、双歧杆菌、消化球菌、 梭状芽孢杆菌是最优势菌群，其次是乳杆菌、链球菌、肠杆菌、葡萄球菌、
6、 产期荚膜梭菌、酵母菌。而鸭的肠道正常菌群与鸡有所不同，拟杆菌、乳杆 菌、弯曲杆菌和双歧杆菌为主。 二、家禽微生态的建立与作用鸡在胚胎期一般是无菌的，但在出壳时，雏鸡受到外界环境细菌的污染， 在消化道内很快就有大量细菌生长繁殖，逐渐适应定植下来，形成一个微生 物群体。,9,11,2018/9/27,6,动物微生态知识讲座,研究雏鸡、育成鸡和成年鸡肠道后段菌群的变化，发现雏鸡随日龄增长， 双岐杆菌与大肠杆菌明显增加，肠球菌与厌氧弯曲杆菌逐渐减少，而乳杆菌、 消化球菌、类杆菌、葡萄球菌、芽孢杆菌的变化不大。肠道菌群对肠粘膜上皮细胞有显著影响，普通鸡与无菌鸡的小肠长度相当 但普通鸡小肠重量大大超过无
7、菌鸡。实验表明，肠道菌群可使肠壁增厚，肠 粘膜上皮细胞腺窝深度增加，丝状分裂活动增强，代谢功能旺盛。正常菌群具有屏障功能。嗉囊中的优势菌是乳酸杆菌，由于它产生的乳 酸和少量的短链挥发性脂肪酸，使嗉囊内的酸度下降到PH4.5，有效的控制 了嗉囊内微生物的种类。一些研究者用乳酸杆菌活菌制剂饲喂雏鸡和成年鸡 可减少沙门氏菌感染，从而达到预防沙门氏菌感染的目的。而给鸡饲喂大量 的粪链球菌后，则造成鸡的生长缓慢，解剖发现鸡的十二指肠存在过量的粪 链球菌，引起鸡的营养吸收障碍。肠道内细菌具有分解几乎所有氮化物的能力，同时也能合成多种氮化物。 普通鸡比无菌鸡能更好的消化饲料中的蛋白质。尤其注意到，排泄于肠道
8、末 端和泄殖腔中的尿素氮，通过肠管逆蠕动，转移到盲肠，盲肠含有的大量尿 酸分解菌，对这些内源性氮的再循环利用起到重要作用。,14,2018/9/27,7,动物微生态知识讲座,第三节 反刍动物微生态学,一、反刍动物消化道的特点反刍动物消化道结构的主要特点是复胃，如牛羊的复胃有瘤胃、网胃、 瓣胃、皱胃组成。前三个胃没有胃腺，主要靠微生物的发酵作用消化饲料， 其中瘤胃最大，占复胃的85%，占动物总重量的20-30%，瘤胃微生物区系 极为复杂。只有皱胃有分泌胃液的胃腺。牛羊采食粗料后，先进行咀嚼，形成食团后吞咽入瘤胃浸泡，隔一段时 间反刍时逆吐至口腔再反复咀嚼，然后再吞入瘤胃由微生物发酵分解。饲料 中
9、70-85%的可消化的干物质和粗纤维在瘤胃被微生物分解。 二、反刍动物胃肠菌群构成及功能瘤胃内微生物种类繁多，数量巨大。主要是细菌和纤毛虫，微生物的体 积约占瘤胃液的10%，其中细菌和纤毛虫各占50%，除此还有各种酵母、 螺旋体、放线菌、噬菌体等。瘤胃微生物在反刍动物的糖类、蛋白质和脂肪 的代谢中起着极为重要的作用。反刍动物需要的能量主要靠瘤胃内发酵形成 的挥发性脂肪酸，饲料中蛋白质则被微生物分解先合成菌体蛋白，再被动物 消化吸收。反刍动物需要的维生素B族和维生素K，亦主要由微生物合成。,9,11,2018/9/27,8,动物微生态知识讲座,在1克瘤胃内容物中，细菌数约为10 -10 ，大多数
10、数菌种为厌氧菌，也 存在一些兼性厌氧菌。主要包括纤维素分解菌、半纤维素分解菌、淀粉分解 菌、蛋白分解菌、氨基酸分解菌、脂肪分解菌、利用有机酸的瘤胃细菌、产 甲烷菌、合成维生素的细菌等。反刍动物瘤胃中微生物区系、数量受动物的 种类、年龄、饲养条件、抗生素、疾病、应激等多种因素的影响。纤毛虫同样参与瘤胃内纤维素、半纤维素、果胶、淀粉、氮化合物、脂肪 的分解作用。种类多达120多种，每毫升瘤胃液可达200万个，严格厌氧。反刍动物肠道微生物有乳酸菌、双歧杆菌、肠杆菌等，其中乳酸菌产生抑 菌物质，可抑制溶血链球菌、肺炎球菌、沙门氏菌、结核杆菌、葡萄球菌等， 双歧杆菌除具有抑菌作用外，还可促进肠蠕动，促进
11、钙、维生素D的吸收。 三、瘤胃微生态平衡瘤胃内各种细菌的数量和比例，随日粮的组成不同而发生变化，在日粮中 纤维素为17%时，细菌对纤维素的消化最好，纤维素低于13%或高于22%时， 微生物群对纤维素的消化能力降低。细菌之间的相互关系主要表现为协同作用。 如纤维素分解菌与半纤维素分解菌之间的协同作用，瘤胃内糖类、蛋白质、脂 肪的消化代谢均存在菌群之间的协同作用。,12,7,2018/9/27,9,动物微生态知识讲座,而细菌和纤毛虫之间，既存在协同作用也存在拮抗作用。纤毛虫既可以竞争 细菌的事物，也大量捕食细菌，纤毛虫每分钟捕食1%的瘤胃细菌。另一方面 纤毛虫也具有刺激细菌繁殖的功能，例如，当纤毛
12、虫和细菌单独存在的情况下 ，纤毛虫对纤维素的消化率为6.9%，细菌为38.1%，两者共存时，纤维素的 消化率提高至65.2%，远远高于两者之和45%。研究发现纤毛虫体内有促进细 菌生产繁殖的刺激素。犊牛在哺乳期的最初阶段（3周龄左右），瘤胃中多半是乳酸杆菌和一定种 类的蛋白水解菌，以后其他菌群逐步建立。给犊牛喂奶至9周龄，10周龄开始 饲喂苜蓿干草及谷物，9-13周龄的瘤胃菌群与成年牛相似。如果人工提前饲喂 微生态制剂，可帮助犊牛提早建立瘤胃微生物区系，提前断乳，且促进生长。 而纤毛虫在犊牛瘤胃定居起于2-3月龄。反刍动物要尽量避免使用抗生素，抗生素容易导致瘤胃微生物菌群平衡的 打破，发生微生
13、态失调，造成消化不良和代谢紊乱，甚至造成更为严重的后果。,2018/9/27,10,动物微生态知识讲座,第四节 水生动物微生态学,一、鱼类微生态学鱼类体表和肠道等处定居着各种各样的微生物。据研究鱼体表面每平方里 米的粘质层中含有千万到上亿个细菌。淡水鱼类以假单胞菌、无色杆菌、气 单胞菌等占绝对优势，而海水鱼类则以无色杆菌、弧菌、假单胞菌、黄色杆 菌、微球菌占优势。鱼类胃肠道较短，结构相对简单，微生物种类和数量相 对较少，受环境和食物链影响差异较大。微生物种群主要有拟杆菌、气单胞 菌、酵母菌、乳酸杆菌、双歧杆菌、大肠杆菌、梭状芽孢杆菌、假单胞菌、 葡萄球菌、需氧芽孢杆菌等。动物食性的鱼类还含有较
14、多的链球菌和厌氧芽 孢杆菌；植物性的鱼类则有较多的噬酸乳杆菌和双岐杆菌；杂食性的鱼类如 罗非鱼则弧菌和气单胞菌占绝对优势。当水环境恶化、鱼的密度过大或滥用抗生素时，鱼类的体表或肠道微生 态平衡受到破坏，其相对简单的微生物菌群发生更替，而失去微生态平衡， 各种病害随之发生。如鳗鲡容易发生溯河性微生态失调和寒冷性微生态失调，通过服用微生 态制剂可以显著缓解以上症状。,2018/9/27,11,动物微生态知识讲座,二、对虾微生态学虾类在水中有昼伏夜出的生活习性，大部分时间以底栖生活，杂食性， 因而肠道菌群反映了沉淀物的菌群并以假单胞菌、气单胞菌、芽孢杆菌属 占优势。对虾发育到蚤状幼体期主要吞噬细菌和
15、一些单细胞藻类，在水中 的优势菌（弧菌）成为虾肠道中的优势菌，也是含菌数最多的时期。对虾 经过120天达到成体期后，假单胞菌占优势，如果气单胞菌和弧菌占优势， 生长不良。弧菌是一种机会性或条件性致病菌，当虾体抵抗力衰弱、受伤 或别的疾病发生，容易引起弧菌的二重感染。10 个/ml弧菌是对虾弧菌发 病的临界值。对虾腮及肠道的正常微生物群与水环境、食物形成相对平衡的微生态系， 正常虾池条件下是稳定的。但当水温变化、水质污浊、有机物含量过高、池 底恶化、融氧量低、虾池菌数超过临界值、对虾发病、滥用化学药物和抗生 素时，生态平衡遭到破坏，一些正常菌群受到抑制，而一些有害菌或机会性 致病菌大量繁殖，就会
16、引起对虾大规模爆发疫病。,5,2018/9/27,12,动物微生态知识讲座,第二章 动物微生态学的基本概念,第一节 微生态学发展史,1977年，德国人鲁西最早提出微生态学概念并在德国建立起第一个微 生态学研究室，该所的主要研究工作为活菌制剂，如大肠杆菌、双岐杆 菌、乳杆菌等的活菌制剂，用作生态调整或生态疗法。1981年由魏曦教授提议召开了第一届中国微生态学术会议。此后康白 教授定义微生态为：“研究正常微生物结构和功能，以及与其宿主相互 关系的学科”。1989年何明清教授参加第九届国际悉生生物学会议（巴黎 召开）后，又进一步提出动物微生态学的概念，1992年中国畜牧兽医学 会微生态学分会在四川雅
17、安成立，1994年8月何明清教授出版中国第一 部动物微生态书籍。1996年，宝来利来公司成立，成为中国首家获得动物微生态制剂生产 许可证的企业，开启了中国动物微生态产业化的新篇章。,2018/9/27,13,动物微生态知识讲座,第二节 微生态学的几个重要概念,一、原籍菌群、外籍菌群和定植、粘附美国哈佛大学杜鲍教授率先提出了这两个概念。原籍菌群是在长期历史 进化过程中形成的，与宿主的共生关系极为密切，对宿主是有益菌，因而 也称为固有菌群。而外籍菌群在其非特异性宿主体内，必须要适应环境， 耐受免疫屏障和生物拮抗等才能生存和发展，否则将被排除。原籍菌群都具有定植能力，具有在宿主生长、繁殖和延续后代的能力。 动物出生后几个小时至几天，就会出现各部位的特异性微生物定植，哪个 部位定植哪种微生物都是一定的，是微生物与宿主两方面共同的遗传学机 制决定的。定植则依靠微生物对宿主的粘附，而这种粘附是有特异性的。 如大肠杆菌的I型菌毛末端的蛋白质配体仅特异性的与上皮细胞、真皮细胞 和红细胞等表面的D-甘露糖受体相结合。微生物定植后就是繁殖与尽快形成一定的优势种群地位，还要抵抗其他 微生物的竞争，以及耐受宿主的免疫屏障作用。,
