为调控瘤胃尿素代谢和提高尿素氮利用率提供了新的调控靶标

责任编辑:佚名     发表时间:2021-06-12 00:48     直接咨询专家 预约专家

据悉,他们刚刚完成了一次动物实验,分析瘤胃中溶尿菌的固相,小生境分布在液相和上皮中。这样的微生物称为尿液分解细菌。 “这项研究明确了瘤胃中哪些细菌以及尿素如何分解。帮助我们制定控制策略,提高尿素使用的有效性和安全性。“最近,博士 赵胜国 该论文的第一作者和中国农业科学院北京畜牧兽医学院的乳品创新团队, 在接受《中国科学日报》记者采访时说。

。“赵生国告诉《中国科学日报》记者,在发达国家的乳制品行业,尿素通常用于饮食配方中,添加量为干物质的约1%。然而,许久,受研究方法和技术的限制,瘤胃尿素分解菌群仍不清楚。氨还是大多数微生物的氮源。

乳制品创新团队的研究人员意识到,想要认识到分解尿素的菌群,必须采用不依赖纯文化的方法。

通过制定尿素分解菌的筛选条件,那是, 尿素引起增加,脲酶抑制剂诱导还原,并含有脲酶基因和脲酶活性,乳制品行业创新团队的研究人员终于在瘤胃中发现了占主导地位的溶尿细菌:假单胞菌,链球菌(streptococcus),嗜血杆菌(haemophilus),芽孢杆菌奈瑟氏菌(neisseria),放线菌和琥珀弧菌科。

改进的揭开面纱的方法

效率提高和成本降低对微生物至关重要

新的研究方法实验设计和研究成果,它为鉴定胃肠道的重要功能区域提供了新的研究思路。

然而,每时每刻,证明瘤胃中尿素分解细菌的研究受到方法学限制。进展相对缓慢。

尿素是一种非蛋白质的含氮物质,与豆粕相比,氮含量为4667%。 豆粕中的氮含量 动物的主要蛋白质饲料 是6。赵胜国介绍,在反刍动物的瘤胃中摄入的尿素被微生物分泌的尿素酶催化,分解成氨。

赵胜国透露,未来五年,对尿素分解菌群的了解将是该团队工作的重点。

自1980年代以来,北京畜牧兽医学院的研究人员 中国农业科学院一直坚持研究溶尿细菌及其脲酶。并继续取得突破。在2016年,该研究所的乳业创新团队在乳牛瘤胃中优良的尿素分解细菌的鉴定和分析方面取得了新的进展。

“蛋白质的氮含量通常为16%,如果微生物充分利用100克尿素,可以合成292克蛋白质, 节省697克大豆粉并保存2。分解尿素的细菌在此过程中起着重要作用。赵兆国说。4元。建立了合成脲酶抑制剂的创新方法,研究和解决肉牛,反刍动物如奶牛中尿素利用率低的问题。

“但,瘤胃中的溶尿细菌很快分解尿素,产生的氨还没有时间完全合成微生物蛋白,出院了尿素利用率低。所以,许多研究人员希望减少数量, 溶菌细菌的活性或脲酶活性,减慢尿素的分解,好的。“他解释说。

“研究的困难在于如何找到能分解尿素的菌群。并确认。

但,这些细菌只能称为“准尿素分解细菌”,研究中的另一个重要步骤:确认

同时,研究小组对发现的尿素分解细菌采用了一种新型的细菌分离方法。“一些技术,例如流式细胞仪和磁性纳米分离,开拓新的溶尿细菌及其基因组信息。

“由于某些细菌可能是由次生代谢产物的变化引起的,这些细菌不一定是尿素分解细菌,所以,我们需要确认。赵兆国说。在确保动物福利的同时,避免在动物实验中出现许多干扰因素的问题,最大限度地体现治疗效果; 此外,操作也更容易且节省时间,实验效率得到提高。7%尿素的氮含量约为7倍。赵兆国说。 每年使用约100万吨尿素饲料,这相当于节省豆粕中的600万吨至700万吨氮。你的。但是胃肠道中有很多微生物,瘤胃中有成千上万种,科学家对这种增长的了解非常有限, 营养, 环境, 和这些微生物的生理学。无法设计完美的训练条件,因此, 尚未分离和培养超过90%的微生物。微生物蛋白是奶牛的优质氮源。

该研究成果获得了1999年国家科学技术进步奖二等奖。微生物蛋白占小肠总蛋白的60%-85%,它是合成牛奶蛋白的重要原料。“由赵胜国介绍,研究小组首先进行了实验设计,利用尿素(溶尿细菌的活化剂)和乙酰氧基乙酸(抑制剂)结合高通量入射技术,研究细菌的16rrna基因变化,要在激活剂组中寻找升高的,但是在抑制剂组中 细菌同时滴下。随着第二代的飞速发展,高吞吐量首次成为可能,反而, 他们积极采用高通量输入(元经济学)方法,并且该方法也已经在实验中得到证明,可以大大扩展研究中获得的信息。 实际上,我国也推广了尿素饲料,但没有规模应用。赵胜国告诉记者,不大量使用尿素饲料的主要原因是农民在饲喂过程中没有掌握尿素的添加量以及与其他养分的关系。有时,奶牛会发生氨中毒。

值得注意的是,在尿素原料的利用和转化过程中,微生物在瘤胃中的作用至关重要。

据估计,我国目前反刍动物尿素饲料的需求量超过100万吨。“然而,瘤胃中溶尿细菌的类型仍不清楚。所以, 很明显,尿素是由瘤胃中的哪些细菌分解以及如何分解而分解的。帮助我们制定控制策略,提高尿素的有效性和安全性。 尿素是一种非蛋白质的氮饲料,它通常用于反刍动物的饮食准备中,减少膳食蛋白质的量,节省进食成本。在反刍动物的瘤胃中,尿素被分解成氨,氨用于合成高质量的微生物蛋白。在国际同行评审中,相信“人工瘤胃模拟系统正在研究瘤胃微生物积累在营养代谢中的作用。这是一个非常好的平台”。

赵胜国说。被微生物用来合成微生物蛋白。此外,鉴定奶牛瘤胃中分解尿素的细菌,它为调节瘤胃尿素代谢和提高尿素氮利用率提供了新的调控目标。

继承过去开辟未来,揭示瘤胃微生物的世界

实际上,自1990年以来,北京畜牧兽医研究所, 中国农业科学院一直坚持对尿素分解细菌和脲酶的研究。研究人员的目标是我国蛋白质饲料资源的严重短缺。这是世界上首次使用人工瘤胃技术来获得高纯度瘤胃微生物脲酶。在国际同行评审中,可以相信,“分解尿素的细菌菌群对于调节尿素的分解具有重要的指导意义。“”只有具有脲酶活性和脲酶基因的细菌,它是真正的尿素分解细菌。

当前通过高通量测序方法通过人工瘤胃模拟系统揭示奶牛瘤胃中主要溶尿细菌结构的研究也处于世界领先水平

赵胜国告诉记者,很久以前微生物学研究基本上依赖于分离培养技术。赵兆国说。所以, 使用尿素代替一些大豆有助于降低奶牛的成本。 “大豆的价格比尿素的价格高得多。

同时,研究小组还根据物理, 瘤胃的化学和环境条件。

然后,研究人员筛选了准尿素分解细菌,与已发表的文献相比,看看这些细菌是否具有脲酶活性,同时, 将其与脲酶基因数据库进行比较,看看这些细菌是否具有脲酶基因

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