反芻動(dòng)物消化道降解纖維的效率相對(duì)較慢,不能滿(mǎn)足奶牛的高能量和氨基酸的需求,需要在日糧中加以補(bǔ)充精飼料。但是淀粉精料容易引起瘤胃代謝的紊亂,并抑制了纖維消化;而日糧蛋白質(zhì)在瘤胃中很快被微生物降解,大部分被排出,引起經(jīng)濟(jì)與環(huán)境問(wèn)題。廣義的生物技術(shù),尤其是重組DNA技術(shù)有可能控制這種不良影響,提高集約化飼養(yǎng)中反芻動(dòng)物的瘤胃發(fā)酵效率。
1瘤胃發(fā)酵的營(yíng)養(yǎng)限制因素
1.1纖維消化 影響纖維營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的因素主要有2點(diǎn):消化道的纖維消化程度(消化率)和瘤胃纖維消化率。有2種方式能提高纖維消化率:①增加微生物對(duì)木質(zhì)素的水解;②飼喂前對(duì)飼料進(jìn)行預(yù)處理或經(jīng)育種改變細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)。
1.2氨基酸營(yíng)養(yǎng) 對(duì)任何動(dòng)物,蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值僅等同于所能提供的主要限制性氨基酸的數(shù)量。目前有2種方法提供單一氨基酸以補(bǔ)償氨基酸的不平衡,提高蛋白補(bǔ)充效率:①采取蛋白質(zhì)和氨基酸的過(guò)瘤胃保護(hù)措施;②利用生物技術(shù)增加瘤胃微生物某一氨基酸產(chǎn)量以改善微生物蛋白的氨基酸組成。
1.3能量損失 瘤胃中生成的甲烷會(huì)造成能量損失。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)鹵族化合物、抗生素和脂類(lèi)可能抑制甲烷產(chǎn)生,但鹵族化合物的結(jié)果不持久,脂類(lèi)和抗生素會(huì)對(duì)發(fā)酵或動(dòng)物本身產(chǎn)生不好的影響。
1.4代謝紊亂和中毒 瘤胃脹氣可致使瘤胃擴(kuò)張,繼而會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)致動(dòng)物死亡的內(nèi)壓。選擇不會(huì)引起脹氣的植物品種和降低動(dòng)物對(duì)脹氣的敏感性是比較可行的方法,使用能水解生泡物質(zhì)的微生物飼料添加劑或酶制劑還有待斟酌。
飼喂高精料日糧或含淀粉精料過(guò)渡太快有可能引起動(dòng)物酸中毒,治療只能通過(guò)提升pH值和向瘤胃重新接種健康胃液實(shí)現(xiàn)。離子載體也可有效抑制牛鏈球菌和乳酸桿菌,可發(fā)酵乳酸的微生物飼料添加劑對(duì)乳酸中毒也有幫助.
2 瘤胃發(fā)酵調(diào)控
2.1離子載體和抗生素 莫能菌素和其它幾種離子載體(包括拉沙菌素、鹽霉素、溶胞菌素、奈良菌素和特窗菌素,肽類(lèi)抗生素和阿沃菌素)可以改變瘤胃發(fā)酵的化學(xué)量,并且主要通過(guò)增加丙酸產(chǎn)量降低甲烷產(chǎn)量,抑制肽降解和氨基酸脫氨菌來(lái)提高瘤胃的蛋白量。
2.2.微生物飼料添加劑 直接飼喂的微生物可提高瘤胃液中的厭氧菌活菌數(shù),一般可達(dá)50%~100%。酵母培養(yǎng)物可能是通過(guò)“除氧”作用保護(hù)了瘤胃厭氧菌,而米曲霉抽提物則是依賴(lài)于其纖維水解活。
2.3 DNA重組技術(shù) 許多研究成功地將內(nèi)切葡聚糖苷酶和木聚糖酶等瘤胃微生物基因克隆到其它表達(dá)系統(tǒng)中,為將來(lái)這些基因插入瘤胃原生的微生物種類(lèi)中發(fā)揮效作了準(zhǔn)備。選擇高效的外源基因轉(zhuǎn)化方法和構(gòu)建良好的表達(dá)載體系統(tǒng),就可能使許多人工設(shè)計(jì)的基因能插入瘤胃微生物中并得到表達(dá)。然而更困難的是要弄清到底那個(gè)基因?qū)Πl(fā)酵有利并在高度復(fù)雜和充滿(mǎn)競(jìng)爭(zhēng)的瘤胃生態(tài)系統(tǒng)中能夠存留下來(lái),要改善發(fā)酵應(yīng)涉及那個(gè)基因?此外還應(yīng)當(dāng)考慮定植問(wèn)題。
重組微生物的產(chǎn)物可作為動(dòng)物原有效應(yīng)的有益補(bǔ)充,但很難預(yù)測(cè)官方會(huì)怎樣看待活的重組微生物進(jìn)入反芻動(dòng)物食物鏈這個(gè)問(wèn)題。到目前為止,澳大利亞還未許可使用重組的氟乙酸利用菌,因?yàn)樗锌赡軘U(kuò)散結(jié)野生菌株。利用重組DNA技術(shù)能插入1個(gè)或少量基因,此項(xiàng)技術(shù)可用發(fā)酵罐生產(chǎn)重組酶,制成酶制劑用于飼喂,這樣釋放的是基因產(chǎn)物而不是基因,可能就不存在生態(tài)學(xué)或安全性問(wèn)題。 |
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