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反刍动物瘤胃真菌在饲料开发上的应用            【字体：小 大】
反刍动物瘤胃真菌在饲料开发上的应用
作者：佚名    文章来源：中国牛羊网    点击数：    更新时间：2007-9-3


文章摘要：目前，很多酶制剂已广泛地用于提高猪、禽类等单胃动物的生产水平，但在反刍动物中的使用效果却并不理想，国内外学者研究认为，原因可能在于反刍动物自身微生物区系产生的酶有着良好作用，远比常规添加的单一酶制剂和人为组合的复合酶制剂效果好；另外，由于瘤胃微生物产生大量蛋白酶和多糖酶，使得外源......


率，同时其在发酵过程中产生的大量真菌也可满足家畜的部分蛋白质需要，并可消除秸秆中原有的许多抗营养物质。
2．2 作为新式酶源
　　瘤胃真菌产生的纤维素酶不仅可以作为常规酶源，而且还有望作为新式酶源。1998年，梁如玉等利用纤维素酶水解经硫酸和高温、高压预处理的啤酒糟，在适宜条件下100g干啤酒糟可水解得到10．8g还原糖。　　
高效降解植物细胞壁及纤维的瘤胃真菌产生的各种酶有序地相互协同作用于植物细胞壁，因此如果通过大规模的厌氧发酵，将高效菌的发酵液通过浓缩处理，把这一套复合酶系添加到饲料中，其效果可能比常规的单一酶制剂和人为组合的复合酶制剂更好。
2.3酶的生物工程
　　科学家对瘤胃厌氧真菌进行了遗传学研究，已分离纤维水解酶基因至少30多种，并彻底分析了它的序列，储存在基因库中，以备在生物工程中进行运用。国内外的研究者已开始应用重组DNA技术改造或创造新的纤维素酶产生菌，再经一定方法筛选，便可为畜牧业提供更多酶类产品。许多多糖水解酶的基因已被克隆，用于提高瘤胃微生物水解多糖能力，用噬λ菌体作载体对真菌的基因重组，其进展良好。也可用定向进化技术创造具有超常特性的酶变种，这些特性包括特定的最适温度、酸碱度及底物专一性。
　　目前，酶活最高的超级酶来自瘤胃厌氧真菌。加拿大学者已从瘤胃真菌中分离到超高活性的木聚糖酶，并已经通过分子克隆的手段使之酶活达到目前市场所有酶酶活的7倍。工业上所用木酶菌C-30是经过遗传突变改良成的，如果现有的厌氧真菌经过类似的筛选和基因克隆，它们产生的酶将来很可能成为饲用酶制剂的主力军。这表明运用现代生物技术将瘤胃微生物酶类应用于市场、饲料工业行业中并不是梦想。
　　许多真菌能合成大量的纤维素酶，但真菌发酵周期长，不易扩大生产；而细菌生产速度虽然快，但产酶水平低。因此提高纤维素酶活力和产量比较理想的方法是将真菌纤维素酶的基因克隆到细菌中表达。目前，许多已报道的真菌纤维素酶基因都已在大肠杆菌中表达，但表达水平低，酶蛋白不能分泌”，离工业化应用的目标还有一定的距离。
2．4转基因植物和转基因动物
　　如果在植物和动物体内直接转入能表达植物细胞壁降解酶的基因，这种生物反应器可以产生大量的降解酶，而且可大大降低对后处理、包装运输的要求，在饲料中添加酶也将变得更加经济。
2．4．1转基因植物
　　已有木聚糖酶在烟草中被表达成功的报道，这种植物种子中的酶在室温下可以保持一年。水稻的胚经特定的启动子的驱使，一些纤维类水解酶可以表达并在胚中积累，在饲料混合时随米糠添加到饲料中，用不与人类食物相竞争的作物部分生产酶应是特别适合发展中国家的好办法。用发芽的大麦种子生产酶代表着另一种经济的饲料添加酶生产方法。种子的胚乳和子叶中贮存着淀粉、油脂、植酸等物质，在发芽过程中会被水解，在这一过程中，子叶和胚乳细胞壁多糖(如葡聚糖)需首先被纤维类水解酶降解，因此，种子发芽时产生的酶可以被直接加入动物饲料而无需处理。如能把外源高活力酶的基因引入植物种子中，并利用特殊的种子发芽期启动子来引导基因的表达，将会进一步提高酶产量。通过选择不同的纤维水解酶，我们可以开发理想的复合酶制品，用于特殊的饲料和不同的动物(如猪、家禽、牛)。
2．4．2 转基因动物
　　生物技术的发展使人们有能力将纤维水解酶(如葡聚糖酶和木聚糖酶等)的基因转入动物体内表达，以替代向饲料中添加这些酶。要使这些酶制剂在动物中表达后达到最佳效果，这些酶基因需在适当的组织或器官中表达，然后将酶分泌到消化道中，且在消化道环境中表现稳定，能抵抗蛋白酶的水解，在体内的条件下(如酸度、温度、糖度)发挥活力。
　　转基因植物和动物的研究工作相当复杂，但我们预计这将会是最经济最有效的饲料添加酶的生产和使用方法之一。

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