微生態(tài)制劑在畜禽養(yǎng)殖業(yè)中的發(fā)展方向研究

杜云平 余國(guó)蓮 劉偉

摘 要：近年來(lái)，畜禽微生態(tài)制劑的研究與開(kāi)發(fā)如火如荼，使用量逐年增加，已經(jīng)成為畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的有效方式。我國(guó)相關(guān)部門(mén)也加快了養(yǎng)殖業(yè)抗生素使用規(guī)范的改進(jìn)與推行，自2020年1月1日起，除中藥外的所有促生長(zhǎng)類(lèi)藥物飼料添加劑品種將退出市場(chǎng)，這更是畜禽微生態(tài)制劑的一個(gè)重要發(fā)展契機(jī)。不僅如此，微生態(tài)制劑在調(diào)整腸道微生態(tài)、疾病治療、增強(qiáng)畜禽機(jī)體免疫力及提高畜禽健康狀態(tài)等方面具有十分重要的臨床意義。

關(guān)鍵詞：微生態(tài)制劑;畜禽業(yè);技術(shù)研究

文章編號(hào)：1004-7026（2019）14-0079-02? ? ? ? ?中國(guó)圖書(shū)分類(lèi)號(hào)：S816.7? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1? 微生態(tài)制劑的研發(fā)思路

前端研究以菌株的定向構(gòu)建及代謝的定向進(jìn)化為主，以低成本、高效率為研究目標(biāo)，進(jìn)一步發(fā)展高通量篩選與分子育種相結(jié)合的菌株定向構(gòu)建技術(shù)，選育多種符合當(dāng)前生產(chǎn)需求、具有不同功效的專(zhuān)門(mén)化菌株，同時(shí)提高菌株定向構(gòu)建及高通量篩選效率，建立使用范圍廣的畜禽養(yǎng)殖菌種庫(kù)[1]。中端研究著重優(yōu)化菌株發(fā)酵工藝建設(shè)體外評(píng)估體系，滿足不同的使用需求，建立各菌株的體外評(píng)估系統(tǒng)，加快產(chǎn)品熟化速度。末端研究在結(jié)合體內(nèi)評(píng)估與產(chǎn)品配套及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化，服務(wù)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展大局的同時(shí)，增強(qiáng)了行業(yè)發(fā)展的后勁，側(cè)重于研究健康養(yǎng)殖微生物技術(shù)、畜禽廢棄物減排與深度處理環(huán)保微生物技術(shù)和功能調(diào)控微生物技術(shù)[2]。

2? 微生態(tài)制劑的發(fā)展方向

2.1? 菌株定向構(gòu)建關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用

基于基因組改組及ARTP等離子誘變技術(shù)[3]，結(jié)合在連續(xù)進(jìn)化選擇壓力下高通量的微流控篩選技術(shù)，對(duì)菌株進(jìn)行定向構(gòu)建，改進(jìn)和完善菌株性能測(cè)定技術(shù)和體內(nèi)及體外評(píng)估技術(shù)，有針對(duì)性地研發(fā)菌株。

2.2? 代謝途徑定向進(jìn)化與群體感應(yīng)技術(shù)相結(jié)合的基因策略研究

在分析微生物代謝途徑的基礎(chǔ)上，構(gòu)建人工合成途徑，并通過(guò)共進(jìn)化、單進(jìn)化及組合突變實(shí)現(xiàn)代謝途徑的定向進(jìn)化[4]。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)TIGE文庫(kù)篩選技術(shù)協(xié)調(diào)基因的平衡表達(dá)，提高人工代謝途徑的效率。同時(shí)，構(gòu)建具有激活及抑制作用的群體感應(yīng)系統(tǒng)，對(duì)人工代謝途徑進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控，進(jìn)一步提高菌株生物合成效率，提高菌株的功能效價(jià)。

2.3? 腸道菌群調(diào)控技術(shù)研究

分析畜禽腸道菌群的形成與發(fā)育過(guò)程，根據(jù)發(fā)育各階段的菌群特征進(jìn)行初次調(diào)控，探索初次調(diào)控后腸道菌群的變化規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，探索腸道菌群對(duì)營(yíng)養(yǎng)和疾病的調(diào)控作用，實(shí)現(xiàn)腸道代謝途徑關(guān)鍵蛋白的定向進(jìn)化。

2.4? 基于有益細(xì)菌的疾病防控技術(shù)的研究與應(yīng)用

將具有優(yōu)良生物學(xué)性能的有益細(xì)菌作為抗原載體[5]，構(gòu)建重組細(xì)菌。高效表達(dá)能有效刺激免疫應(yīng)答，有效防控腸道疾病的抗原蛋白，如PEDV S蛋白、球蟲(chóng)表面抗原蛋白家族。配合抗原遞呈佐劑，研發(fā)PEDV黏膜免疫疫苗及雞球蟲(chóng)基因工程疫苗，完善無(wú)藥殘、無(wú)污染的畜禽健康養(yǎng)殖技術(shù)。

2.5? 基于有益細(xì)菌及其代謝產(chǎn)物的肉質(zhì)改善策略研究

利用代謝工程原理及微生物降解技術(shù)，開(kāi)發(fā)富硒微生物（主要是乳酸菌及酵母菌），高效提取酵母細(xì)胞壁多糖和因降解而獲得的復(fù)合微生物的多肽及特殊氨基酸，在畜禽腸道中激活腸道菌群群體感應(yīng)并調(diào)節(jié)畜禽代謝，從而提高肌內(nèi)脂肪及多不飽和脂肪酸，獲得特殊風(fēng)味并改善肉質(zhì)[6-8]。

2.6? 利用有益細(xì)菌代替畜禽抗生素等藥物的研究與應(yīng)用

篩選對(duì)胃腸液環(huán)境和腸道免疫系統(tǒng)具有良好耐受性的有益細(xì)菌，利用有益細(xì)菌抑制腸道有害細(xì)菌并分泌多種消化酶的特點(diǎn)，研發(fā)能夠代替畜禽抗生素的微生態(tài)制劑，提高畜禽上市率和生產(chǎn)性能，減少腸道細(xì)菌性疾病[9]。

2.7? 養(yǎng)殖固體廢棄物降解及資源化利用的微生物技術(shù)研究

利用微生物降解及轉(zhuǎn)化作用，對(duì)養(yǎng)殖固體廢棄物（動(dòng)物殘?bào)w、死胚、羽毛等）進(jìn)行降解和轉(zhuǎn)化[10]，利用定向進(jìn)化的菌株轉(zhuǎn)化固體廢棄物，以獲得酵母蛋白和有機(jī)微量鈣等。

2.8? 養(yǎng)殖廢氣減排的綜合技術(shù)研究與應(yīng)用

利用腸道菌群技術(shù)改善動(dòng)物腸道菌群，進(jìn)而調(diào)控腸道廢氣關(guān)鍵酶基因，減少糞中氨和二硫化碳等廢氣物的含量[11]，在腸道中達(dá)到減排廢氣的目的。利用物理吸附及微生物發(fā)酵速度快、降氨除臭效果持久的特點(diǎn)，降低養(yǎng)殖舍內(nèi)的臭氣濃度。在養(yǎng)殖末端，靈活采用雙層吸附網(wǎng)或塔式生物填料等體外除臭方法，減少養(yǎng)殖廢氣在環(huán)境中的排放。

2.9? 畜禽養(yǎng)殖廢水的深度處理與資源化利用研究

利用分子生物學(xué)、基因工程及微生物學(xué)技術(shù)，尋找具有污水處理功能的微生物[12]，提升污染物質(zhì)降解效率與不同運(yùn)行環(huán)境下降解的穩(wěn)定性。通過(guò)研究影響污水處理系統(tǒng)的重要理化因素，確定影響污水處理的重要因素，如溫度、生化時(shí)間、碳氮比、回流比等[13-14]。

利用DNA指紋圖譜技術(shù)能夠有效預(yù)判污水系統(tǒng)的菌群，并據(jù)此補(bǔ)充合適菌種，提高污水系統(tǒng)的降解效率。探索功能微生物對(duì)調(diào)試時(shí)間、調(diào)試污泥活性、污水系統(tǒng)的運(yùn)行效率和排放指標(biāo)的影響。

3? 結(jié)束語(yǔ)

在未來(lái)的3～5年，微生態(tài)制劑可以有效服務(wù)于畜禽養(yǎng)殖。建立畜禽養(yǎng)殖環(huán)保處理綜合體系，覆蓋固體廢棄物、液體廢棄物和廢氣環(huán)保處理，以實(shí)現(xiàn)高效、低成本的目標(biāo)，使養(yǎng)殖業(yè)不斷壯大。

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