我國動物微生態(tài)制劑研究、開發(fā)和應(yīng)用動態(tài) 轉(zhuǎn)載

wutan · 發(fā)表于 2010-5-17 10:37:05

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　　一、動物微生態(tài)制劑起源
　　動物微生態(tài)學(xué)是研究正常微生物群之間，正常微生物群與動物體內(nèi)環(huán)境之間，動物體與外界環(huán)境之間三者相互關(guān)系的多學(xué)科相互交叉的一門新興的邊緣學(xué)科。動物體內(nèi)正常微生物群與宿主的免疫、營養(yǎng)、生物拮抗、腫瘤、急性和慢性感染都有非常密切的聯(lián)系。而動物微生態(tài)制劑是在微生態(tài)理論指導(dǎo)下采用已知有益微生物(PM)，經(jīng)培養(yǎng)、發(fā)酵、干燥、加工等特殊工藝制成的含有活菌并用于動物的生物制劑或活菌制劑。其它名稱如生物獸藥、飼用微生物添加劑、生物發(fā)酵劑、生物凈化劑、生物飼料、益生素、益生菌劑，合生素等都屬于動物微生態(tài)制劑范疇。從動物體或自然界分離、鑒定的有益微生物(PM)如大腸桿菌、乳酸桿菌、雙歧桿菌、糞鏈球菌、酵母菌、芽孢桿菌、真菌和光合菌等已制成不同類型的動物微生態(tài)制劑用于防病治病、增強免疫功能、促進(jìn)生長、提高飼料利用率、凈化環(huán)境、發(fā)酵飼料、脫毒、解毒和提高飼料的營養(yǎng)成分等。
　　我國動物微生態(tài)制劑起源于20世紀(jì)70年代，當(dāng)時為防治疾病克服抗生素的抗藥性及二重感染，四川農(nóng)大何明清等通過大量調(diào)查和研究，于1980發(fā)表的《仔豬黃痢及其生物制劑預(yù)防法研究》，闡述了采用不產(chǎn)生腸毒素但產(chǎn)生大腸菌素的大腸埃希氏菌SY30菌株(O7：K＋)的是有益微生物，經(jīng)口服預(yù)防初生仔豬黃痢354例，保護(hù)率78％，對照組152例，自然保護(hù)率16％。同年江蘇農(nóng)學(xué)院方定一教授，采用NY10(大腸桿菌)預(yù)防仔豬黃痢也取得明顯效果。1980年四川農(nóng)業(yè)大學(xué)《仔豬黃痢及生物制劑研究》獲得了四川省政府重大科研成果獎，從此，為動物微生態(tài)制劑的研究、開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)拉開了序幕。

　　二、動物微生態(tài)平衡與失調(diào)研究
　　(一)豬腸道菌群研究
　　1.豬不同日齡及不同腸段正常腸菌群研究
　　何明清等(1982)選擇1、8、22、42、180日5個日齡健康雜交豬，從空腸、回腸、盲腸和直腸定量測定了雙歧桿菌等10個菌群，發(fā)現(xiàn)這些菌群在腸內(nèi)定居有以下特性：
　　(1)年齡不同對腸道菌群影響：乳豬出生時在腸道是無菌的，不久腸道會產(chǎn)生多種微生物，經(jīng)過生長、繁殖、漸漸形成相對穩(wěn)定的微生態(tài)平衡。乳豬出生后24h，大腸桿菌等便可定居于腸道中， 8日齡在小腸和大腸定植的乳酸桿菌、雙歧桿菌、消化球菌、擬桿菌、真桿菌、大腸桿菌、腸球菌和酵母菌達(dá)高峰并形成一個相對穩(wěn)定的菌群。其中優(yōu)勢菌群為乳酸桿菌、雙歧桿菌、消化球菌和擬桿菌。隨日齡增長，8種菌群有下降趨勢，而真桿菌和酵母菌在42～180日齡均未檢出。
　　(2)腸段不同各菌群的菌數(shù)不同，如擬桿菌，空腸(2．8±0．4)、回腸(5．3±1．1)、盲腸(6．4±1．6)、直腸(6．8±1．3)。雙歧桿菌、擬桿菌、真桿菌、消化球菌和大腸桿菌、葡萄球菌、在大腸和小腸有顯著差異，且大腸多于小腸。
　　(3)豬的品種不同優(yōu)勢菌群有差異
　　北京大學(xué)汪國順等(1992)用貴州深山區(qū)小型豬F2代，定量測定了空腸、回腸、盲腸和結(jié)腸4個腸段的9種菌群。結(jié)果顯示：乳酸桿菌、韋榮氏小球菌及消化球菌為優(yōu)勢菌群。
　　2.仔豬不同日齡不同腸段腸道菌群與仔豬黃、白痢病關(guān)系的研究
　　何明清等(1983)選用1、7、14、21、28 5個日齡的雜交豬30頭，健、病各15頭，在小腸和大腸定量測定6種需氧菌(大腸桿菌、腸球菌、葡萄球菌、酵母菌、沙門氏菌和芽孢桿菌)和6種厭氧菌(擬桿菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌、小梭菌、真桿菌和消化球菌)。結(jié)果：1健豬直腸，6種需氧菌(4．98±1．1)：6種厭氧菌(7．7±1．1)=1：1000，即厭氧菌的總菌數(shù)為99％。在空腸6種需氧菌群(3．9±1．4)：6種厭氧菌(5．7±1．2)=1：100，即厭氧菌的總菌數(shù)為90％；2下痢仔豬的空腸，6種需氧菌(4．4±1．1)： 6個厭氧菌群(4．9±1．4)，兩者菌數(shù)由健康時的1：100更替為1：1。在直腸，兩者菌數(shù)由健康時的1： 1000更替為1：100；3下痢仔豬部分腸道菌群的顯著更替：大腸桿菌在空腸從5．0±1．5上升為6．4±0．9(p< 0．05)，由健康時的第6位，下痢時上升為第1位。而擬桿菌從健康時5．0±1．1下降為3．4±1．4(p< 0．05)，雙歧桿菌和乳酸桿菌等菌數(shù)仍出現(xiàn)顯著降低，需氧菌群與厭氧菌群出現(xiàn)更替，綜上所述，說明仔豬發(fā)生黃、白痢時腸內(nèi)菌群出現(xiàn)嚴(yán)重比例失調(diào)。
　　(二)家禽腸道正常菌群研究
　　1.雞腸道菌群研究
　　(1)嗉囊及肌胃微生物群
　　嗉囊和肌胃中的優(yōu)勢菌群為乳酸桿菌，而腸球菌，大腸桿菌及酵母菌在嗉囊的數(shù)量少，在肌胃有少量的腸球菌。
　　(2)雞不同日齡腸道菌群研究
　　何明清等(1986)分別定量測定了50、100和360日齡雞的11個正常腸菌群，結(jié)果：在空腸和直腸占優(yōu)勢的菌群為雙歧桿菌、乳酸桿菌及擬桿菌；其次為消化球菌及彎曲桿菌等厭氧菌。需氧菌(大腸桿菌、葡萄球菌、芽孢桿菌及腸球菌)(4．8±1．4)：厭氧菌(6．7±1.7)=1：100即90％以上為厭氧菌，它們之間處于相對穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，未檢出沙門氏菌及腸結(jié)腸炎耶氏菌。
　　(3)健雞與雞白痢病雞腸道菌群研究
　　何明清等(1986)用中雞(100日齡)和成年雞(360日齡)，病、健雞各10只，定量測定了11個腸道菌群。結(jié)果：1在空腸，大腸桿菌由健康時的3．6±1．1居第7位，發(fā)病時上升為4．7±1．3居第5位，在直腸也相似。擬桿菌在直腸由健康時的8．2±1．5居第2位，發(fā)病時下降為7．0±0．7居第4位，其余7個菌群無顯著變化。雞白痢沙門氏菌及腸結(jié)腸類耶爾辛氏菌在健雞和病雞均未發(fā)現(xiàn)；210例病雞與10例健雞的腸道菌群分析，4種需氧菌：4種厭氧菌，在空腸由健康時的3．8±1．3：5．8±1．3=1：100，發(fā)病時更替為4．2±1．4：5．5±1．0=1：10即厭氧菌在空腸的菌數(shù)下降10倍。表明無臨床癥呈隱性或慢性感染的中雞和成雞白痢的腸內(nèi)出現(xiàn)明顯的菌群比例失調(diào)。
　　2.麻鴨不同腸段厭氧菌群研究
　　何明清等(1990)采用氣相、液相色譜分析細(xì)菌代謝產(chǎn)物等方法，定量測定了麻鴨小腸、大腸中擬桿菌、乳酸桿菌、雙歧桿菌和彎曲桿菌4種厭氧菌。結(jié)果：1細(xì)菌總數(shù)：小腸為9．74±1．28，大腸為10．3±1．42；24種菌群的種，在小腸有卵形擬桿菌，發(fā)酵乳桿菌，兩歧雙歧桿菌，空腸彎曲桿菌4個種。在大腸有卵形擬桿菌、多形擬桿菌、解脲擬桿菌、發(fā)酵乳桿菌、干酪乳桿菌、植物乳桿菌、短雙歧桿菌、空腸彎曲桿菌和糞彎曲桿菌9個種。
　　(三)魚腸道菌群研究
　　1.鯉魚腸道菌群研究
　　王紅寧等(1992)，3次從淡水養(yǎng)殖池中(水溫14～21℃，含氧量3．9～4．05mg／L，pH7．6～8．43)，定量測定了18尾成年鯉魚腸道及水池中10種菌群，結(jié)果：1水池中的需氧菌有酵母菌、氣單孢菌、大腸桿菌、芽孢桿菌和葡萄球菌，其中酵母菌(4．38±1．24)和氣單孢菌(4．19±1．50)的菌數(shù)高于大腸桿菌、芽孢桿菌及葡萄球菌。但未檢出假單孢菌及厭氧的乳酸桿菌、雙歧桿菌、擬桿菌和厭氧芽孢桿菌；210種菌群中有8種菌群：擬桿菌、氣單孢菌、酵母菌、乳酸桿菌、雙歧桿菌、大腸桿菌、厭氧芽孢桿菌和需氧芽孢桿菌在不同水溫，不同時間條件下在魚體內(nèi)處于相對穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，其中占優(yōu)勢的菌群：厭氧菌為擬桿菌(8．66±0．77)，需氧菌為氣單孢菌(8．02±1．01)和酵母菌(7．67±0．83)；3鯉魚腸道厭氧菌群與池水關(guān)系，即在池水中未檢出厭氧菌。
　　2.鰻鱺正常菌群研究
　　上海復(fù)旦大學(xué)洪黎民(1994)研究淡水養(yǎng)殖的鰻鱺，鰻鱺的體表常見菌群與水環(huán)境中的菌群基本一致，體表的優(yōu)勢菌群為假單胞菌，無色桿菌，氣單孢菌；而海水養(yǎng)殖的鰻鱺，體表的優(yōu)勢菌群為五色桿菌、弧菌、假單胞菌，黃桿菌和微球菌等；鰻鱺腸道優(yōu)勢菌群為腸微球菌、貝內(nèi)克菌和弧菌，其次為假單胞菌和氣單胞菌。
　　3.石班魚體表菌群研究
　　廈門大學(xué)楊淑專(1992)對海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖的石班魚，分別定量測定海水、健、病魚體表的菌群，結(jié)果，當(dāng)海水比重降低和水溫升高時海水總菌數(shù)增加(16℃ 2．2×102／mL,23℃ 8.6×102／mL)，魚體表單位面積的含菌量也增加(16℃ 1．3×106／cm2,23℃ 1．4×107／cm2)，海水、健康魚和病魚體表的優(yōu)勢菌群均為假單胞菌和氣單胞菌，其次為金色葡萄球菌。
　　(四)牛羊胃腸菌群研究
　　1.瘤胃正常菌群
　　南京農(nóng)大薛恒平(1994)報道，瘤胃內(nèi)正常微生物群種類很多，主要為細(xì)菌、纖毛蟲和厭氧真菌。
　　(1)細(xì)菌：瘤胃內(nèi)細(xì)菌種類很多，但多為厭氧菌。在每克瘤胃內(nèi)容物中，細(xì)菌總數(shù)約為107～1012，占瘤胃內(nèi)容物的3％～4％。瘤胃內(nèi)飼料營養(yǎng)成分的分解和合成主要靠細(xì)菌，其次是纖毛蟲及厭氧真菌。瘤胃正常菌群按其作用包括:1纖維素分解菌有產(chǎn)琥珀酸擬桿菌等6個種，其菌數(shù)為106～1010；2半纖維素分解菌有丁酸弧菌等4個種；3淀粉分解菌有反芻新月單孢菌等4個種；4蛋白分解菌有琥珀酸弧菌等6個種；5氨基酸分解菌，有瘤胃擬桿菌等6個種；6脂肪分解菌有梭形梭桿菌等6個種；7利用有機酸的細(xì)菌有產(chǎn)堿費氏球菌等8個種；8產(chǎn)甲烷菌有反芻甲烷桿菌等7個種；9合成維生素的細(xì)菌：合成B族維生素的菌有丙酸桿菌等5個種，合成胡蘿卜素的細(xì)菌有微球菌等6個種。
　　(2)纖毛蟲：瘤胃中的纖毛蟲，目前所知，有120多種，其數(shù)量每毫升內(nèi)容物含105～106個。纖毛蟲嚴(yán)格厭氧。纖毛蟲可分為全毛蟲目包括3個屬和貧毛蟲目包括4個屬。
　　(3)厭氧真菌：主要是瘤胃真菌。細(xì)菌、纖毛蟲和瘤胃真菌三者之間關(guān)系密切，纖毛蟲所需蛋白質(zhì)主要靠吞噬細(xì)菌，細(xì)菌繁殖有賴于纖毛蟲。當(dāng)纖毛蟲和細(xì)菌單獨存在時，纖毛蟲對纖維素的分解率為6．9％，細(xì)菌為38．1％，當(dāng)兩者共存時，纖維素的分解率提高至65．2％，瘤胃真菌與細(xì)菌在纖維素的降解過程中起協(xié)同作用。
　　2.腸道正常菌群
　　犢牛的腸道菌群主要有擬桿菌、雙歧桿菌、乳桿菌、大腸桿菌和鏈球菌等，其中占優(yōu)勢的菌群為擬桿菌。羔羊的腸道菌群，新疆石河子農(nóng)學(xué)院王良娟(1992)定量測定1、3、5、7四個日齡綿羊羔羊糞內(nèi)的7種正常菌群及各菌群隨日齡變化的演替過程，結(jié)果：1～3日齡羔羊糞便內(nèi)菌群以乳桿菌和大腸桿菌占優(yōu)勢，5～7日齡已形成一個比較穩(wěn)定的菌群，其優(yōu)勢菌群為擬桿菌。
　　(五)兔腸道菌群研究
　　1.健兔不同日齡腸道菌群研究
　　山東農(nóng)大牛鐘相等(2000)選擇未哺乳兔、哺乳兔和斷奶兔，定量測定10種常見腸道菌群，結(jié)果：哺乳前仔兔空腸和回腸是無菌的。哺乳兔：乳桿菌、擬桿菌及酵母菌等為優(yōu)勢菌群。斷奶兔：擬桿菌、雙歧桿菌、消化球菌、乳桿菌、梭桿菌、大腸桿菌及酵母菌等為優(yōu)勢菌群，表明斷奶兔的腸道菌群已形成比較穩(wěn)定的微生態(tài)平衡。
　　2.健康兔與腹瀉病兔不同腸段菌群的研究
　　牛鐘相等(2000)選擇斷奶的健兔與腹瀉病兔定量測定10種腸道菌群。結(jié)果：腹瀉兔大、小腸中厭氧菌的總菌數(shù)為(1．30±1．31)較健康兔厭氧菌的總菌數(shù)(4．47±1．53)少1000倍，而病兔的需氧菌總數(shù)較健康兔多100倍，即腹瀉兔的厭氧菌總數(shù)顯著減少，而需氧菌總數(shù)明顯增加。其中未檢出類桿菌、消化球菌和雙歧桿菌，酵母菌、真桿菌等顯著減少，而腸球菌、大腸桿菌等顯著增加。通過掃描電鏡觀察，發(fā)現(xiàn)健康兔黏膜表面有較多的乳桿菌、球菌、酵母菌及霉菌孢子，而腹瀉兔的空腸、結(jié)腸及盲腸黏膜處的正常微生物群的種類和數(shù)量都明顯減少。試驗表明，健康兔和腹瀉病兔腸內(nèi)厭氧菌與需氧菌之間出現(xiàn)顯著的菌群比例失調(diào)。
　　(六)大熊貓腸道菌群研究
　　何明清等(1992)定量測定了5只大熊貓糞便中的10種腸道菌群，結(jié)果：腸球菌(7．9±0．5)、乳桿菌(7．0±0．5)、雙歧桿菌(6．5±1．2)、和腸桿菌(5．8±2．3)4種腸菌群是大熊貓常見的優(yōu)勢菌群，這幾種菌群的檢出率均達(dá)100％，而酵母菌和鏈球菌檢出率均為60％，厭氧彎曲桿菌為40％，葡萄球菌和需氧芽孢桿菌為20％。但需氧的腸球菌占絕對優(yōu)勢與其它動物不同。
　　
　　三、生產(chǎn)工藝流程
　　微生態(tài)制劑從小試?中試?產(chǎn)業(yè)化3個環(huán)節(jié)，其生產(chǎn)工藝都有不同，2000年我國動物微生態(tài)制劑產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)工藝流程概括為5個系統(tǒng)：
　　1.能源系統(tǒng)：主要提供蒸汽，其次為電。蒸汽來自燃煤鍋爐，為避免污染環(huán)境，2000年有的燃煤鍋爐已改為燃油鍋爐。
　　2.空氣壓縮凈化系統(tǒng)：好氧菌在大罐內(nèi)生長繁殖過程中需要提供無菌空氣，以保證該菌正常生長，該系統(tǒng)工藝流程為空氣?空壓機?貯氣罐?滅菌罐?總過濾器?分過濾器?無菌空氣?培養(yǎng)罐。若生產(chǎn)厭氧菌則不需用該系統(tǒng)。
　　3.大罐發(fā)酵培養(yǎng)控制系統(tǒng)：大罐液體發(fā)酵的流程為玻瓶搖振培養(yǎng)?一級種子罐培養(yǎng)?二級種子罐培養(yǎng)?生產(chǎn)罐培養(yǎng)，在罐內(nèi)培養(yǎng)過程中：培養(yǎng)溫度、pH、空氣流量等參數(shù)，主要采用人工調(diào)控，有的采用自動控制。
　　4.干燥系統(tǒng)：干燥系統(tǒng)是指將發(fā)酵液中的水分去掉的過程。2000年采用的方法：1通過連續(xù)離心去掉水分保留菌泥，將菌泥與載體按比例混合均勻，進(jìn)行室溫干燥；2通過板框過濾去掉水分保留菌泥，進(jìn)行室溫干燥;3通過低溫真空濃縮去掉水分，使發(fā)酵液的水分去掉70％～80％，余下的20％～30％與載體混合進(jìn)行室溫干燥;4發(fā)酵液加載體直接進(jìn)行氣流，或噴霧干燥。
　　5.檢驗系統(tǒng)：該系統(tǒng)是5個系統(tǒng)中的中樞機構(gòu)：1承擔(dān)種子培養(yǎng)，保證菌種純凈無雜菌生長;2按時檢測發(fā)酵液中已知有益菌的生長狀況;3半成品和成品檢驗主要測定每克菌粉所含的活菌數(shù)及水分等。

　　四、作用機理
　　動物微生態(tài)制劑作用機理尚不成熟，據(jù)目前所知概況為以下幾個方面：
　　1.生物奪氧及競爭性排斥：好氧芽孢桿菌等進(jìn)入動物胃腸道在生長繁殖過程中消耗腸內(nèi)過量的氣體，造成厭氧環(huán)境，利于厭氧菌繁殖，恢復(fù)微生態(tài)平衡，達(dá)到防治疾病目的，何明清等(1993)給下痢仔豬連續(xù)3天口服蠟樣芽孢桿菌后，腸內(nèi)需氧菌與厭氧菌之間由下痢時的1：1恢復(fù)到健康時的1：1000：即99％以上為厭氧菌。厭氧菌中雙歧桿菌、乳酸桿菌顯著增加，而大腸桿菌，沙門氏菌顯著減少。陳惠等(1994)在給生長育肥豬飼喂地衣芽孢桿菌后，腸道菌群中厭氧菌(雙歧桿菌、乳酸桿菌等)增多，而需氧菌及兼性厭氧菌特別是大腸桿菌顯著減少(p< 0．05)。
　　競爭性排斥(CE)是指孵出的雛雞，口服厭氧微生物使小雞早期建立一層正常的微生物屏障、以抵抗外襲菌感染。廣西農(nóng)大李康然等(2000)從健雞盲腸內(nèi)容物中分離出乳酸桿菌等厭氧菌，并制成微生態(tài)制劑，采用沙門氏菌強毒攻擊后再用微生態(tài)制劑治療的試驗結(jié)果：15日齡時試驗組成活率95．2％，土霉素對照組為90％，空白對照0％。
　　2.生物拮抗致病性微生物：有益微生物對致病菌有抑制性的生物拮抗作用表現(xiàn)為：南京農(nóng)大(2000年)乳酸桿菌對致病菌的生物拮抗作用是由于這些細(xì)菌產(chǎn)生細(xì)菌素和有機酸等。細(xì)菌素是一種具有生物活性蛋白成分和殺菌活性的化合物。淳澤等(1993)從健康動物腸道分離的兩株芽孢桿菌，在固體和液體培養(yǎng)基中對豬大腸桿菌、豬霍亂沙門菌、雞大腸桿菌、雞白痢沙門氏菌有拮抗作用，并證明拮抗作用主要是芽孢桿菌產(chǎn)生了細(xì)菌素，其次為有機酸。胡東興等(1996)給鯉魚飼喂地衣芽孢桿菌后對氣單胞菌有顯著生物拮抗作用。
　　3.改善體內(nèi)外生態(tài)環(huán)境，減少氨、胺等有害物質(zhì)產(chǎn)生
　　茍曉金、江朝元(1989)給母豬飼喂蠟樣芽孢桿菌制劑后，使母豬腸道內(nèi)的有益微生物增加而潛在的致病微生物減少，因而糞便中的有益微生物數(shù)量增多，致病性微生物減少，當(dāng)仔豬接觸母豬奶頭、糞便及場地、用具等獲得的有益菌多，有害菌少，因而，預(yù)防仔豬下痢的有效率達(dá)85％以上。
　　氨、胺、吲哚、硫化氫、靛基質(zhì)等物質(zhì)對動物腸道黏膜細(xì)胞有明顯的毒害作用。乳酸菌等在腸道生長繁殖能產(chǎn)生有機酸，細(xì)菌素等抑制物質(zhì)，可抑制腸內(nèi)大腸桿菌等腐敗細(xì)菌的生長，降低脲酶的活性，進(jìn)而減少蛋白質(zhì)向氨、胺等有害物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，使腸內(nèi)氨的濃度降低，并減少向外界排泄，改善了畜禽的生活環(huán)境。李淑敏(2000)酵母細(xì)胞可吸附毒素、致病菌和降解黃曲霉毒素等。
　　4.增強動物體的免疫功能，抵御感染
　　有益微生物是一種非特異免疫增強劑。劉克琳等(1994)，用地衣芽孢桿菌制劑飼喂肉雞，采集1、3、6周齡雞的胸腺、法氏囊、脾臟及盲腸扁桃體等，進(jìn)行光鏡和電鏡觀察，結(jié)果：試驗組免疫器官較對照組生長迅速和成熟快。6周齡時，胸腺、法氏囊、脾臟的重量較對照組提高了83．15％、4．46％和74．82％，盲腸扁桃體面積較對照組增大了1．17％。在胸腺、脾臟、法氏囊和盲腸扁桃體黏膜固有層、黏膜下層分布著大量的淋巴細(xì)胞和一些漿細(xì)胞，它們受抗原刺激后，分化、繁殖、發(fā)揮免疫功能的作用。聶志武等(1997)，在生長肥育豬的日糧中添加0．1％的益生素(主要成分為芽孢桿菌)，可使豬體血液中的巨噬細(xì)胞吞噬的細(xì)菌由74％上升到91％；淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化由66．0％上升為79．5％；脾及頜下淋巴的重量分別增加13．75％、11．3％。
　　牛鐘相(2000年)，用雙歧桿菌等制成的制劑飼喂雞的結(jié)果：試驗組的胸腺、脾臟和法氏囊免疫器官的指數(shù)分別為12％、12．3％和8％，T淋巴細(xì)胞陽性率提高10．8％，紅細(xì)胞C3b，、受體花環(huán)形成率提高25．8％。潘康成(1996)利用地衣芽孢桿菌飼喂仔兔，提高了血液中白細(xì)胞數(shù)和T淋巴細(xì)胞ANAE陽性率。用兔瘟組織滅活疫苗與芽孢桿菌制劑結(jié)合使用，較單獨使用疫苗的效果更佳。
　　5.促進(jìn)動物生理機能成熟。四川農(nóng)大余成瑤等(1994)，用地衣芽孢桿菌飼喂肉仔雞后，試驗組雞小腸粘膜皺裂增多，絨毛加長，粘膜陷窩加深，表明小腸吸收面積增大；同時對肝、腎、大腸、小腸、肺、脾作了細(xì)胞多糖和細(xì)胞堿性磷酸酶(AKP)的定性定位測定。結(jié)果，試驗組雞小腸、大腸、腎、脾、肺的PAS(高碘酸－Schiff反應(yīng))陽性率高于對照組，細(xì)胞多糖增加，肝的PAS陽性低于對照組，表明機體對糖源利用加速，多糖代謝水平增高；試驗組各內(nèi)臟細(xì)胞AKP陽性率明顯高于對照組，試驗組雞細(xì)胞RNA、DNA及蛋白質(zhì)合成水平均有提高。研究結(jié)果闡明了芽孢桿菌制劑提高肉雞生產(chǎn)性能的生理學(xué)理論依據(jù)。
　　6.產(chǎn)生多種酶類，提高消化酶活性
　　芽孢桿菌等能產(chǎn)生蛋白酶、淀粉酶和脂肪分解酶等活性消化酶，幫助動物對營養(yǎng)物的消化吸收，枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌除具有較強的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性外，同時還具有降解植物飼料中某些復(fù)雜碳水化合物的酶，如果膠酶、葡聚糖酶、纖維素酶等，其中很多酶是哺乳動物和禽類不具有的酶。陳惠等(1994)，在給育肥豬飼喂芽孢桿菌后豬腸道α－淀粉酶活性比對照組提高6．9個糊精活力單位。胡東興等(1996)利用地衣芽孢桿菌，飼喂生長鯉魚40天后，鯉魚腸道中蛋白酶、淀粉酶的活力分別高于對照組50．5％和69．9％。
　　
　　五、菌種與應(yīng)用
　　(一)微生態(tài)制劑生產(chǎn)菌種：
　　1.1996年我國農(nóng)業(yè)部正式批準(zhǔn)生產(chǎn)生物獸藥的菌種有：蠟樣芽孢桿菌(Bacillus cereus)，枯草芽孢桿菌(Bacillus Subtilis)、乳酸桿菌(Lactobacillus)、糞鏈球菌(Streptococcus faecium)、酵母(Candida)、噬菌蛭弧菌(Bolellovibrio bacfiriovors)。
　　2.1989年美國食品藥物管理局與美國飼料協(xié)會發(fā)布了可以直接飼喂動物的有益微生物菌種有42種。
　　3.1999年我國農(nóng)業(yè)部公布了可以直接飼喂動物的飼料級微生物添加劑菌種12個：干酪乳桿菌(Lactobacillus casei)、植物乳桿菌(L.planetarium)、嗜酸性乳桿菌(L.acidophilus)、
糞鏈球菌(Streptococcus faecium)、乳鏈球菌(S．lactis)、枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)、納豆芽孢桿菌(B．natto)、乳酸片球菌(Pediococcus acidilacticii)、啤酒酵母(Saccharo cerevisiae)、產(chǎn)朊假絲酵母(Candida utilis)、沼澤紅假單胞菌、曲霉(Aspergillus)。
　　(二)生產(chǎn)現(xiàn)狀
　　2000年我國生產(chǎn)動物微生態(tài)制劑的企業(yè)、單位約400家，如北京百林康源和北京好友巡天公司，北京東方聯(lián)鳴和巴氏公司，山東寶來利來和六和農(nóng)牧科技園，廣東農(nóng)科院畜牧所和廣州希普公司，福建博大和上海創(chuàng)博公司，新疆天康集團(tuán)和湖北安琪公司，四川平大和成都明智公司，沈陽升泰和河北金龍公司等等，都有一定的生產(chǎn)規(guī)模。
　　1.生產(chǎn)的生物獸藥及飼用微生物添加劑約1．2萬～1．5萬t。
　　2.生產(chǎn)的生物飼料(用已知微生物發(fā)酵有毒有害飼料或具有活性蛋白飼料)約2萬t。
　　3.飼用微生物添加劑應(yīng)用效果：潘康成(2000年)對31篇綜述或研究資料進(jìn)行了統(tǒng)計學(xué)處理所得結(jié)果均為平均數(shù)，見下表：
飼用生物添加劑應(yīng)用效果平均數(shù)(2000年)
動物類型提高增  提高飼料轉(zhuǎn)  降低發(fā)  降低死提高產(chǎn)蛋量
         重(％)  化率(％)  病率(％) 亡率(％)  或產(chǎn)奶量(％)
豬       14.28    7.86    22.9    7.5       ／
家禽       7.1    9.05    21.10 3.88       6.3
反芻動物 10.89    4.2    15.8                7.3
家兔    10.89 11.78    14.13 8.54       ／
魚蝦    12.5    11.86             14.63       ／
　　(三)應(yīng)用
　　1.豬
　　何明清、喬紹權(quán)、陳代文、羅安治、胡未一等(1989－1994)，芽孢桿菌添加劑8701A通過1357頭哺乳仔豬試驗，添加0．15％的用量效果最佳，日增重較對照組提高19．2％～22．8％，飼料利用率提高6．3％～23．5％；添加0．1％8701B(育肥豬用)，消化能3．16～3.17Mcal／kg，粗蛋白在15．78％～13．1％，全程日增重?zé)o明顯差異，而飼料利用率提高7．7％；在用量和菌劑相同的情況下，消化能3．2Mcal／kg，日增重提高6．7％，飼料利用率提高11．7％；在營養(yǎng)水平較低時，消化能2．9～3．0Mcal／kg，粗蛋白12．2％～14．1％，全程日增重提高16．5％，飼料利用率提高6．1％；當(dāng)在農(nóng)村條件下試驗時，日增重提高15．1％～25．8％。
　　薛恒平等先后對10余批510頭哺乳仔豬進(jìn)行試驗，使用乳酸桿菌和芽孢桿菌復(fù)合制劑平均提高增重21．5％，飼料利用率提高9％。
　　朱萬寶等(1999)利用蠟狀芽孢桿菌、糞鏈球菌等4株菌制成復(fù)合微生態(tài)制劑飼喂35日齡的斷奶仔豬，飼喂20天，與對照組相比，仔豬腹瀉減少，增重提高19．6％，節(jié)約飼料15．22％，每頭仔豬增加經(jīng)濟(jì)效益5．96元。
　　2.家禽
　　(1)肉雞
　　何明清、向貴友、謝侯清等(1994)，芽孢桿菌8901添加劑經(jīng)1993－1994年3次試驗結(jié)果統(tǒng)計分析，在營養(yǎng)水平相同的情況下，分別用0．1％、0．15％和0．2％的8901添加劑，飼喂時間分別為5、6、7三個周齡的肉雞，結(jié)果顯示日增重較對照組分別提高8．9％、14．5％、21．6％，飼料利用率分別提高19．1％、17．9％、10．1％，發(fā)病率分別降低20％、20．7％、22．4％。
　　光合細(xì)菌添加劑經(jīng)5200羽紅寶雜交雞飼喂63天，結(jié)果在營養(yǎng)水平相同條件下，光合細(xì)菌添加劑(培養(yǎng)液)用量為28日齡前平均每日每羽0．4mL，28日齡后平均每羽0．6mL，日增重試驗組較對照組提高12．3％，飼料利用率提高21．0％，成活率提高3．1％。
　　(2)蛋雞
　　聶志武等(1997)產(chǎn)蛋母雞誤飼生長育肥豬飼料而受應(yīng)激，致使產(chǎn)蛋量下降，用四川農(nóng)大生產(chǎn)的芽孢桿菌制劑按0．1％的量添加在基礎(chǔ)日糧中飼喂產(chǎn)蛋雞，產(chǎn)蛋重由27．4g/枚，上升為46．5g／枚，上升了19．1g／枚，產(chǎn)蛋率由44．3％提高到74．3％；空白對照組產(chǎn)蛋重由33．8g/枚，上升為37．8g/枚，僅上升4．0g/枚，產(chǎn)蛋率由54．4％提高到60．5％；抗生素組產(chǎn)蛋重由27．4g／枚上升為37．4g／枚，上升了10．0g/枚，產(chǎn)蛋率由44．2％提高到59．8％。牛鐘相(2000年)用雙歧桿菌等飼喂蛋雞，產(chǎn)蛋率提高12．2％，飼料轉(zhuǎn)化率提高10．4％。
　　3.奶牛
　　張力軍等(1995)利用四川農(nóng)大生產(chǎn)的豬用8701微生物添加劑飼喂奶牛，按千克體重50mg計算，每天飼喂一次，連續(xù)30天。結(jié)果：試驗組比對照組日均產(chǎn)奶量增加5．17kg，提高16．81％。李義海等(1998)，在奶牛中應(yīng)用微生態(tài)制劑，可使奶牛產(chǎn)奶量提高7％～10％，乳蛋白含量提高0.1～0．2個單位，乳脂率提高0．1～0．3個單位。
　　4.家兔
　　家兔為草食動物，對粗纖維消化率一般在8％～28％之間，飼用微生物添加劑的引入可增強家兔對較難消化的粗纖維的消化利用。安繼升等(1989)用乳酸桿菌添加劑對德系長毛仔兔進(jìn)行腹瀉病防治和增重效果觀察，結(jié)果從21日齡到52日齡斷奶，試驗組仔兔增重低于對照組4．94％；而斷奶后10天，試驗組比對照組多增重7．89％；斷奶前試驗組發(fā)病率低于對照組10．7％，斷奶后10天，試驗組發(fā)病率較對照組低4．23％。
　　張玉笙等(1993)在家兔日糧中按1．0％、1．5％、2％的量添加微生物添加劑，日增重分別比對照組提高2．38g、3．61g、4．62g，飼料轉(zhuǎn)化分別提高4．86％、6．29％、8．86％，屠宰率分別提高1．79％、1．21％、3．70％，發(fā)病率和死亡率均極顯著地低于對照組。
　　5.魚、蝦
　　張道南等(1988)，在蝦苗中使用光合細(xì)菌，每槽4000尾，每天投喂140mL菌液，試驗組蝦苗變態(tài)率為94．1％，成活率為63．7％；投喂100mL菌液組，變態(tài)率為91．4％，成活率為53．9％；而對照組變態(tài)率為77％，成活率44．4％。李勤生等(1990)，用DlL1光合細(xì)菌進(jìn)行團(tuán)頭魴和草魚試驗，在團(tuán)頭魴魚種中無論是添加0．5％或1．0％的菌體還是菌液均表現(xiàn)明顯的促生長作用，第1批水缸中試驗，日增重為對照組的4．71倍，總重率是對照組的5．1倍，第2、3批也得到相似的結(jié)論；在草魚試驗中，水缸流水試驗20天，添加0．4％菌體的試驗組魚種，生長速度大大超過對照組，總增重率和日增重分別是對照組的3．2倍和2．5倍，在網(wǎng)箱生產(chǎn)中，經(jīng)95天飼養(yǎng)，成活率提高7．0％，餌料系數(shù)下降0．43。浙江省慈溪市(1995)應(yīng)用光合細(xì)菌拌料較對照組畝產(chǎn)增加3．4％，餌料系數(shù)下降0．3，降低17．5％；用菌液潑灑方式使用，畝產(chǎn)增加12．4％，餌料系數(shù)下降0．22，降低12．9％。
　　姚鍵(1994)報道將蠟樣芽孢桿菌用于對蝦的生產(chǎn)上，用量為1mg/kg，出苗量比對照組提高10％～15％。何明清、王子彥、方尚文、倪學(xué)勤等(1989－1994)用微生物添加劑(8801)飼喂鯉魚苗和成魚，增重分別提高12．9％和8．0％～11．6％，餌料利用率分別降低18．2％和8．7％；林志新等(1994)用四川農(nóng)大生產(chǎn)的8801飼喂蝦，畝產(chǎn)提高31．2％，飼料利用率提高22．2％，成活率提高21．2％。
　　薛恒平等(1997)，用芽孢桿菌、光合細(xì)菌、蛭弧菌等制成的復(fù)合菌劑(微生態(tài)制劑王)，按1mg/kg用量投入蝦池中，在蝦苗放養(yǎng)1月后投入，每星期投入1次，共3次，結(jié)果試驗組對蝦病毒病發(fā)生較對照組延遲10天，產(chǎn)量增加40％；用于文蛤，試驗組3個池塘均未發(fā)病，而對照組3個池塘發(fā)病率為30％～50％。
　　6.德國、法國、瑞土、美國和臺灣等國和地區(qū)進(jìn)入我國的進(jìn)口同類產(chǎn)品，其菌種主要是蠟樣芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、酵母菌、乳酸桿菌等，由于售價高，在我國應(yīng)用受限。

　　六、轉(zhuǎn)基因工程菌研究
　　用于動物微生態(tài)制劑的遺傳工程微生物(工程菌)的研究，四川農(nóng)大倪學(xué)勤等(1993－2000)將益生菌作為基因工程的受體菌，使之表達(dá)一些有用的外源基因，擴大其生物學(xué)特殊功能，從而達(dá)到一種制劑發(fā)揮多種功能的目的。
　　在大量的有益微生物中選擇報道甚少的有益芽孢桿菌作為基因工程的研究對象，進(jìn)行遺傳學(xué)研究和生物技術(shù)改造，并克隆表達(dá)有用的氨基酸合成酶基因、抗原基因等，研制成為工程菌。其
意義既保持受體菌株(益生芽孢桿菌)的安全性和在腸內(nèi)定植、繁殖功能，發(fā)揮其調(diào)整菌群和促生長的有益特性；又能在動物體內(nèi)直接合成有用的特殊營養(yǎng)成分。以減少飼料消耗，大幅度降低生產(chǎn)成本，提高養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
　　本研究的重點必須對益生芽孢桿菌進(jìn)行遺傳背景分析，質(zhì)粒檢測和克隆載體系統(tǒng)的構(gòu)建等工作:(1)有益芽孢桿菌質(zhì)粒的提取，應(yīng)用改良堿裂解法，在30余株有益芽孢桿菌中發(fā)現(xiàn)一株有質(zhì)粒存在，分子量為3．7kb。該質(zhì)粒中有大量的單酶切位點，并且傳代穩(wěn)定；(2)在益生芽孢桿菌中表達(dá)賴氨酸合成酶基因，選擇賴氨酸產(chǎn)率高的菌株作為受體菌，且外源質(zhì)粒轉(zhuǎn)化頻率高，能在其中長期保持高水平表達(dá)的外源基因。并采用經(jīng)典
遺傳學(xué)方法使之對賴氨酸積累反饋脫敏；(3)結(jié)果B.licheniformis 6104誘變菌株61040t能積累賴氨酸2．91g／L，比出發(fā)菌株提高了17倍，轉(zhuǎn)化率提高了一個數(shù)量級。通過質(zhì)粒的再轉(zhuǎn)化試驗及傳代穩(wěn)定性試驗，進(jìn)一步證實B.licheniformis 6104及其突變菌株610401是較好的受體菌，尤其用于賴氨酸合成酶基因的表達(dá)。同時，建立起的益生芽孢桿菌受體系統(tǒng)也可用于其它外源基因的表達(dá)。
　　呂道俊等(1999)采用PCR方法擴增得到了1．85kb的地衣芽孢桿菌天門冬氨酸激酶基因，并進(jìn)行了測定序列。
　　
　　七、結(jié)語
　　我國已加入WTO。面向世界，我國的動物微生態(tài)制劑在替代飼用抗生素、激素、化學(xué)合成藥和砷制劑等危害人類健康的添加劑中將產(chǎn)生重大的經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)效益。