摘要：為研究枯草芽孢桿菌(BS) 和木聚糖酶(XYL) 對瘤胃發酵、微生物酶活性和數量的影響。將20頭體重為(540+6.2) kg荷斯坦公牛按2x2因子設計隨機分為4組:對照組(基礎日糧)、XYL+組 (基礎日糧+2 g/d XYL)、BS+組(基礎日糧+5 g/d BS)與XYL+BS組(基礎日糧+2 g/d XYL+5 g/d BS)。結果顯示:添加XYL，瘤胃pH不變;總揮發性脂肪酸濃度、乙酸摩爾比、乙酸/丙酸值增加(P<0.05) ;氨態氮濃度降低(P<0.05) ;纖維分解酶活性、總細菌和主要纖維分解菌數量提高(P<0.05) 。添加BS，瘤胃pH不變;總揮發性脂肪酸濃度和丙酸摩爾比增加(P<0.05) ;氨態氮濃度、纖維分解酶活性與菌數量不受影響。對瘤胃a-淀粉酶和蛋白酶活性以及嗜淀粉瘤胃桿菌與原蟲數量，XYL與BS互作效應顯著(P<0.05) 。綜上可知，XYL和BS均能改善瘤胃發酵，且二者共同添加對淀粉和蛋白分解菌的生長與酶活性的提高更有效植物細胞壁約占飼草干物質的40%~70%，由纖維素、半纖維素和木質素等組成，其中由β-1,4葡萄糖聚合而成的纖維素約占細胞壁干物質的30%以上，研究表明，即使在良好的飼喂條件下，反芻動物對其消化率也低于65%，成為限制飼料利用率的主要因素。木聚糖酶(XYL) 是-種主要的纖維分解酶，通過水解β-1,4糖苷鍵， 破壞植物細胞壁。研究表明，外源纖維素酶能加快瘤胃纖維降解速度，使細胞壁結構疏松，釋放還原糖，從而增加微生物與飼料顆粒的結合位點，并為微生物的生長提供營養。奶牛日糧中添加復合纖維素酶，瘤胃總細菌數量增加;添加XYL，奶牛干物質采食量、瘤胃總短鏈脂肪酸、乙酸、丙酸和丁酸產量增加，中性洗滌纖維瘤胃降解率提高。枯草芽孢桿菌(BS) 能形成對冷、熱、酸與堿具有強抵抗力的孢子，在日糧中具有很高的穩定性，可以通過改善消化道的厭氧狀況而促進厭氧菌的生長。研究表明，在動物消化道中BS的孢子能分泌具有活性的蛋白酶與淀粉酶;體外添加納豆芽孢桿菌(BS屬) 可促進短鏈揮發性脂肪酸與丙酸的產生。此外，添加納豆芽孢桿菌可增加奶牛瘤胃總揮發性脂肪酸濃度、丙酸摩爾比、蛋白分解菌與淀粉分解菌數量，提高乳與乳成分產量。現有研究表明，XYL與BS均有利于營養物質在瘤胃的降解，但關于二者對瘤胃微生物數量與酶活性影響的研究還未見報道。基于XYL與BS在消化道的作用機制，二者共同添加比單獨添加對促進反芻動物瘤胃發酵與微生物的生長應該更有效。本試驗通過在奶公牛日糧中添加XYL和BS，研究其對瘤胃發酵、微生物酶活性和數量的影響，以期為酶制劑與菌制劑在反芻動物養殖中的應用提供理論依據。

1、材料與方法

1.1試驗動物與試驗設計

選擇體重(540士6.2) kg的荷斯坦奶公牛20頭，按照2x 2因子試驗設計,將試驗動物隨機分為4組:對照組(基礎日糧)、XYL+組 (基礎日糧+2 g/dXYL)、BS+組(基礎日糧+5 g/d BS)與XYL+BS組(基礎日糧+2 g/dXYL+5 g/d BS)。基礎日糧依據NRC (2001)配制，精粗比為50:50 (見表1)。試驗用XYL (活性5x104 U/g)和BS (1.6x109 CFU/g)由山西某生物工程股份有限公司提供。試驗期為70 d,包括10 d預試期和60 d正試期。試驗期間所有試驗牛單槽飼養，每日飼喂兩次，自由采食與飲水。

1.2瘤胃液的采集與測定

正式試驗期的第32 d和第60 d于晨飼后2 h通過胃管采集瘤胃液，為避免唾液的污染，最先采集的約200 mL要倒掉，收集接下來采集的約200mL,用PHS- 2C型酸度計測定pH后，四層紗布過濾，分裝，用于測定揮發性脂肪酸和氨態氮的樣品于-20 °C保存，用于測定微生物酶活性和數量的樣品保存于-80。C，各指標具體測定及目標微生物引物設計均依據Du等所用方法。

1.3數據處理與統計分析

試驗依據2x 2因子試驗設計，數據采用SAS 9.0統計軟件中的混合模型進行統計分析。

2、結果與分析

2.1 XYL和BS對瘤胃發酵的影響(見表2)

由表2可知，日糧添加XYL或BS對瘤胃pH無顯著影響(P>0.05) ;總揮發性脂肪酸濃度顯著增加(P<0.05) 。日糧添加XYL，乙酸摩爾比與乙酸/丙酸顯著提高(P<0.05) ;丙酸摩爾比與氨態氮濃度顯著降低(P

2.2 XYL和BS對瘤胃微生物酶活性的影響(見表3)由表3可知，日糧添加XYL， 瘤胃羧甲基纖維素酶和漆酶活性無顯著變化(P>0.05) ;纖維二糖酶、木聚糖酶和果膠酶活性顯著提高(P<0.05) 。日糧添加BS，瘤胃羧甲基纖維素酶、纖維二糖酶、 木聚糖酶、果膠酶和漆酶活性均無顯著變化。對a-淀粉酶和蛋白酶活性，XYL和BS互作效應顯著(P<0.05) :在添加XYL的日糧中添加BS，a- 淀粉酶和蛋白酶活性提高幅度顯著高于在無XYL日糧中添加BS ( P<0.05)。

2.3 XYL和BS對瘤胃菌群數量的影響(見表4)

由表4可知，日糧添加XYL，瘤胃總細菌、黃色瘤胃球菌、產琥珀酸絲狀桿菌、溶纖維J酸弧菌和棲瘤胃普雷沃氏菌數量顯著增加(P<0.05) ;總真菌、總甲烷菌和白色瘤胃球菌數量無顯著變化。日糧添加BS, 瘤胃總細菌、總真菌、白色瘤胃球菌、產琥珀酸絲狀桿菌、溶纖維J酸弧菌和棲瘤胃普雷沃氏菌數量無顯著變化;總甲烷菌數量顯著降低(P<0.05) ;黃色瘤胃球菌數量顯著增加(P<0.05) 。對瘤胃總原蟲和嗜淀粉瘤胃桿菌數量，XYL和BS互作效應顯著(P<0.05) :在XYL日糧中添加BS，原蟲數量降低的幅度和嗜淀粉瘤胃桿菌數量增加的幅度顯著高于(P<0.05) 在無XYL日糧中添加BS。

3、討論

日糧中添加XYL，奶公牛瘤胃液pH的變化范圍為6.72~6.54，對瘤胃微生物的生長無負面影響，而且瘤胃總揮發性脂肪酸濃度的增加，表明添加XYL促進了營養物質在瘤胃的降解。日糧添加XYL，提高了乙酸摩爾比，降低了丙酸摩爾比，致使乙酸/丙酸升高，奶公牛瘤胃發酵類型轉變為乙酸發酵型，與瘤胃纖維二糖酶、 木聚糖酶和果膠酶活性提高，總原蟲、黃色瘤胃球菌、產琥珀酸絲狀桿菌和溶纖維丁酸弧菌數量增加的結果相一致。黃色瘤胃球菌、產琥珀酸絲狀桿菌和溶纖維J酸弧菌為反芻動物瘤胃中主要的纖維分解菌，他們與原蟲和真菌相互配合，通過分泌纖維分解酶，將日糧結構性碳水化合物降解為乙酸，其中在瘤胃中降解的約20%的纖維是由原蟲完成的。

試驗結果表明，XYL的添加不僅補充了奶公牛內源酶的不足，還剌激了瘤胃纖維分解菌的生長，提高了纖維分解酶的活性，進而促進了日糧纖維在瘤胃的降解。外源添加的XYL與瘤胃纖維素酶相互配合，水解β-1,4糖苷鍵,破壞植物細胞壁，釋放還原糖，為微生物的生長提供了營養，同時增加了微生物與飼料顆粒的結合位點。已有的研究表明，奶牛日糧中添加纖維索酶，瘤胃總細菌與淀粉分解菌數量增加;添加XYL，奶牛瘤胃短鏈脂肪酸濃度與乙酸摩爾比增加，體外發酵總產氣量增加。然而，Phakachoed等 在以稻草為粗飼料的奶牛日糧中添加XYL，瘤胃總揮發性脂肪酸濃度、乙酸、丙酸摩爾比以及乙酸/丙酸均未改變。日糧組成是決定反芻動物瘤胃微生物生長的最主要因素，因此，試驗結果的差異與不同的日糧組成有關。本試驗日糧添加XYL，奶公牛瘤胃丙酸摩爾比與氨態氮濃度均降低，與a淀粉酶和蛋白酶活性提高，溶纖維J酸弧菌、棲瘤胃普雷沃氏菌與嗜淀粉瘤胃桿菌數量增加的結果不一致。溶纖維J酸弧菌、棲瘤胃普雷沃氏菌與嗜淀粉瘤胃桿菌為反芻動物瘤胃主要的淀粉與蛋白質分解菌，能同時分泌淀粉酶與蛋白酶，將日糧非結構性碳水化合物與蛋白質分別降解為丙酸與氨態氮。但瘤胃原蟲能吞噬淀粉顆粒，降低日糧淀粉在瘤胃中的降解速度，因此，丙酸摩爾比的降低與添加XYL后瘤胃原蟲數量增加有關。蛋白質在瘤胃中降解產生氨態氮、微生物，尤其是纖維分解菌，將其作為氮源，可發酵碳水化合物作為能源和碳架，合成微生物蛋白。木聚糖酶的添加使瘤胃總揮發性脂肪酸濃度提高，總細菌與纖維分解菌數量增加，因此，氨態氨濃度的降低可能是由于更多的氮被轉化為微生物蛋白。

日糧添加BS，瘤胃總揮發性脂肪酸濃度增加，表明飼料養分瘤胃降解率提高。添加BS后，乙酸摩爾比降低，但由總揮發性脂肪酸濃度乘以Z酸摩爾比計算可知，瘤胃乙酸濃度不變(BS-組和BS +組分別為61.8 mmol/L和59.1mmol/L)， 表明BS的添加對飼料纖維物質在瘤胃的降解無影響。這一結果與沒有改變的羧甲基纖維索酶、纖維二糖酶、木聚糖酶、果膠酶和漆酶活性以及白色瘤胃球菌、產琥珀酸絲狀桿菌和溶纖維J酸弧菌數量相一致。丙酸摩爾比的增加可歸因于a-淀粉酶活性與嗜淀粉瘤胃桿菌數量的增加。支鏈脂肪酸由支鏈氨基酸在瘤胃中降解產生，因此，異丁酸和異戊酸摩爾比的增加主要是由于蛋白酶活性與嗜淀粉瘤胃桿菌數量的增加。試驗結果表明BS的添加促進了非結構性碳水化合物與蛋白質在瘤胃的降解。另據報道，BS的孢子也可以產生淀粉酶和蛋白酶;納豆芽孢桿菌( BS屬)的添加促進了瘤胃揮發性脂肪酸的產生，提高了丙酸摩爾比，增加了奶牛瘤胃蛋白分解菌與淀粉分解菌數量。本試驗發現，日糧添加BS,瘤胃甲烷菌數量減少，這一結果與丙酸摩爾比的增加和原蟲數量的減少有關。瘤胃甲烷菌利用氫和二氧化碳合成甲烷，丙酸的生成會消耗瘤胃中的氫，而原蟲為甲烷菌的生長提供棲息場所。Sun等研究發現，奶牛日糧中添加納豆芽孢桿菌，瘤胃原蟲數量減少，但關于BS對瘤胃甲烷菌數量的研究還未見報道。對瘤胃a淀粉酶和蛋白酶活性，XYL 與BS互作效應顯著，這一結果與觀察到的嗜淀粉瘤胃桿菌數量，XYL與BS互作效應顯著相一致，表明XYL和BS共同添加比單獨添加更有助于反芻動物瘤胃淀粉與蛋白分解菌的生長，有利于淀粉與蛋白質在瘤胃的降解，但出現該結果的機制還有待于進一步研究。

4、小結

日糧添加XYL能促進瘤胃纖維分解菌的生長，提高纖維分解酶的活力，使瘤胃發酵類型轉變為乙酸發酵型;日糧添加BS，瘤胃總揮發性脂肪酸濃度與丙酸摩爾比增加;日糧同時添加XYL與BS較二者單獨添加更有助于瘤胃淀粉與蛋白分解菌的生長以及酶活性的提高。

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