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有关瘤胃酸中毒的机制研究表明,过量采食富含谷物淀粉易发酵碳水化合物的饲粮是诱发反刍动物瘤胃酸中毒发生的直接诱因,而瘤胃中乳酸产生菌与乳酸利用菌的菌群失衡是导致瘤胃酸中毒发生的根本原因。本论文主要研究瘤胃中主要乳酸利用菌的代谢机制,以期为反刍动物瘤胃酸中毒的调控提供理论参考。试验1不同pH对纯培养瘤胃埃氏巨型球菌和反刍兽新月形单胞菌的乳酸代谢影响。试验以L-乳酸钠(30 mM)作为碳源,分别研究了不同发酵环境pH(6.5和5.5)下M elsdeni与S.ruminantium纯培养乳酸分解通路的变化。结果表明:1)pH为6.5时M elsdeni主要产乙酸,其次是丙酸和丁酸;pH为5.5时M elsdeni主要产丙酸,其次是乙酸和丁酸;S.ruminantium在pH为6.5和5.5时均主要产丙酸,其次是乙酸。2)在pH为6.5时M.elsdeni各时间点乳酸浓度始终显著高于pH为5.5;pH为5.5时S.ruminantium的乳酸浓度始终显著高于pH为6.5。3)pH为5.5时,M elsdenii的非依赖NAD型D-乳酸脱氢酶(D-iLDH)和乙酸激酶(ACK)酶活均显著低于pH为6.5(P<0.05)。而在S ruminantium中,pH为6.5时D-iLDH酶活显著高于pH为5.5(P<0.05);pH 为 6.5 时,ACK 酶活显著低于 pH 为 5.5(P<0.05)。pH 对 M elsdenii与 S.ruminantium中乳酸消旋酶(LR)酶活无显著影响(P>0.05)。4)涉及乳酸分解相关关键酶编码基因随pH变化出现不同程度的显著差异表达(P<0.05)。本试验研究结果表明,发酵环境pH能够通过调控乳酸代谢关键酶的酶活及其编码基因进而改变M.elsdenii与S.ruminantium分解乳酸产生有机酸通路。试验2不同pH对瘤胃埃氏巨型球菌和反刍兽新月形单胞菌共培养的乳酸代谢影响。试验以L-乳酸钠(30 mM)作为碳源,分别研究了不同发酵环境pH(6.5和5.5)对M elsdeni与S.ruminantium共培养对乳酸分解通路的影响。结果表明:1)共培养细菌在pH为6.5与5.5时均主要产生丙酸,其次是乙酸和丁酸。2)pH为6.5时通过丙烯酸途径转化为丙酸的百分比显著低于pH为5.5(P<0.05),而通过琥珀酸途径转化为丙酸的百分比显著高于pH为5.5(P<0.05);pH为6.5时乳酸发酵成丁酸的百分比显著高于pH为5.5(P<0.05);M elsdenii对乳酸利用的百分比在6.5时显著高于pH为5.5(P<0.05),S.ruminantium对乳酸利用的百分比在5.5时显著高于pH为6.5。3)在M elsdenii中,pH为6.5时乙酰辅酶A酰基转移酶编码基因的相对表达量均显著高于pH为5.5(P<0.05),而磷酸转乙酰酶和乙酸激酶编码基因的相对表达量无显著差异(P>0.05):在S.ruminantium中,pH为6.5时苹果酸脱氢酶编码基因的相对表达量均显著高于pH为5.5(P<0.05),乳酸脱氢酶编码基因的相对表达量显著低于pH为5.5(P<0.05),酰基磷酸酶编码基因的相对表达量无显著差异(P>0.05)。本试验研究表明,环境pH能够改变从转录水平调控M elsdenii与S.ruminantium在发酵乳酸中的参与。试验3外源添加埃氏巨型球菌和反刍兽新月形单胞菌对体外诱导人工瘤胃酸中毒的调控作用研究。通过在体外人工瘤胃建立瘤胃酸中毒模型,将2种主要的乳酸代谢菌(M elsdenii与S.ruminantium)单独和混合接种于体外瘤胃液进行培养。结果表明,1)单独或混合接种M elsdeni与S.ruminantiumi组的pH均显著高于对照组(P<0.05)2)单独M elsdeni和接种混合菌液组组的乙酸比例在发酵的各个阶段均显著高于对照组和S组(P<0.05);在发酵第6 h和9 h,单独接种M elsdeni组产生丙酸比例显著高于对照组(P<0.05);发酵6h各组的异丁酸比例均差异显著(P<0.05),且混合接种M elsdeni与S.ruminantiumi组的异丁酸比例最高;在发酵6 h和9 h M组产生的丁酸比例显著高于其他各组(P<0.05)。3)单独和混合接种M elsdeni与S.ruminantiumi组在发酵各时间段乳酸浓度均显著低于对照组(P<0.05)。4)发酵3 h时,单独和混合接种M elsdeni与S.ruminantiumi组NH3-N浓度显著高于对照组(P<0.05),而S组浓度与对照组差异不显著(P>0.05);发酵6 h时,各处理组NH3-N浓度显著低于对照组(P<0.05)。5)发酵6h时,各处理组LPS浓度均显著低于对照组(P<0.05)。6)M组与M+S组的S.bovis相对含量显著低于S组与对照组(P<0.05),M组与M+S组的B.fibrisolvens、L.fibrisolvens和M elsdenii相对含量显著高于S组与对照组(P<0.05)。S组与M+S组的S.ruminantium相对含量显著高于M组与对照组(P<0.05)。本试验研究结果表明单独接种M elsdeni和混合接种M elsdeni与S.ruminantium能一定程度上缓解由高丰度易发酵碳水化合物组成饲粮诱导的人工瘤胃酸中毒,改善瘤胃pH、菌群结构和有机酸发酵模式。