微生态制剂在畜禽养殖业中的发展方向研究
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摘 要：近年来，畜禽微生态制剂的研究与开发如火如荼，使用量逐年增加，已经成为畜禽养殖业发展的有效方式。我国相关部门也加快了养殖业抗生素使用规范的改进与推行，自2020年1月1日起，除中药外的所有促生长类药物饲料添加剂品种将退出市场，这更是畜禽微生态制剂的一个重要发展契机。不仅如此，微生态制剂在调整肠道微生态、疾病治疗、增强畜禽机体免疫力及提高畜禽健康状态等方面具有十分重要的临床意义。
关键词：微生态制剂;畜禽业;技术研究
文章编号：1004-7026（2019）14-0079-02 中国图书分类号：S816.7 文献标志码：A
1 微生态制剂的研发思路
前端研究以菌株的定向构建及代谢的定向进化为主，以低成本、高效率为研究目标，进一步发展高通量筛选与分子育种相結合的菌株定向构建技术，选育多种符合当前生产需求、具有不同功效的专门化菌株，同时提高菌株定向构建及高通量筛选效率，建立使用范围广的畜禽养殖菌种库[1]。中端研究着重优化菌株发酵工艺建设体外评估体系，满足不同的使用需求，建立各菌株的体外评估系统，加快产品熟化速度。末端研究在结合体内评估与产品配套及产品结构优化，服务于当前产业快速发展大局的同时，增强了行业发展的后劲，侧重于研究健康养殖微生物技术、畜禽废弃物减排与深度处理环保微生物技术和功能调控微生物技术[2]。
2 微生态制剂的发展方向
2.1 菌株定向构建关键技术研究与应用
基于基因组改组及ARTP等离子诱变技术[3]，结合在连续进化选择压力下高通量的微流控筛选技术，对菌株进行定向构建，改进和完善菌株性能测定技术和体内及体外评估技术，有针对性地研发菌株。
2.2 代谢途径定向进化与群体感应技术相结合的基因策略研究
在分析微生物代谢途径的基础上，构建人工合成途径，并通过共进化、单进化及组合突变实现代谢途径的定向进化[4]。在此基础上，通过TIGE文库筛选技术协调基因的平衡表达，提高人工代谢途径的效率。同时，构建具有激活及抑制作用的群体感应系统，对人工代谢途径进行自动调控，进一步提高菌株生物合成效率，提高菌株的功能效价。
2.3 肠道菌群调控技术研究
分析畜禽肠道菌群的形成与发育过程，根据发育各阶段的菌群特征进行初次调控，探索初次调控后肠道菌群的变化规律。在此基础上，探索肠道菌群对营养和疾病的调控作用，实现肠道代谢途径关键蛋白的定向进化。
2.4 基于有益细菌的疾病防控技术的研究与应用
将具有优良生物学性能的有益细菌作为抗原载体[5]，构建重组细菌。高效表达能有效刺激免疫应答，有效防控肠道疾病的抗原蛋白，如PEDV S蛋白、球虫表面抗原蛋白家族。配合抗原递呈佐剂，研发PEDV黏膜免疫疫苗及鸡球虫基因工程疫苗，完善无药残、无污染的畜禽健康养殖技术。
2.5 基于有益细菌及其代谢产物的肉质改善策略研究
利用代谢工程原理及微生物降解技术，开发富硒微生物（主要是乳酸菌及酵母菌），高效提取酵母细胞壁多糖和因降解而获得的复合微生物的多肽及特殊氨基酸，在畜禽肠道中激活肠道菌群群体感应并调节畜禽代谢，从而提高肌内脂肪及多不饱和脂肪酸，获得特殊风味并改善肉质[6-8]。
2.6 利用有益细菌代替畜禽抗生素等药物的研究与应用
筛选对胃肠液环境和肠道免疫系统具有良好耐受性的有益细菌，利用有益细菌抑制肠道有害细菌并分泌多种消化酶的特点，研发能够代替畜禽抗生素的微生态制剂，提高畜禽上市率和生产性能，减少肠道细菌性疾病[9]。
2.7 养殖固体废弃物降解及资源化利用的微生物技术研究
利用微生物降解及转化作用，对养殖固体废弃物（动物残体、死胚、羽毛等）进行降解和转化[10]，利用定向进化的菌株转化固体废弃物，以获得酵母蛋白和有机微量钙等。
2.8 养殖废气减排的综合技术研究与应用
利用肠道菌群技术改善动物肠道菌群，进而调控肠道废气关键酶基因，减少粪中氨和二硫化碳等废气物的含量[11]，在肠道中达到减排废气的目的。利用物理吸附及微生物发酵速度快、降氨除臭效果持久的特点，降低养殖舍内的臭气浓度。在养殖末端，灵活采用双层吸附网或塔式生物填料等体外除臭方法，减少养殖废气在环境中的排放。
2.9 畜禽养殖废水的深度处理与资源化利用研究
利用分子生物学、基因工程及微生物学技术，寻找具有污水处理功能的微生物[12]，提升污染物质降解效率与不同运行环境下降解的稳定性。通过研究影响污水处理系统的重要理化因素，确定影响污水处理的重要因素，如温度、生化时间、碳氮比、回流比等[13-14]。
利用DNA指纹图谱技术能够有效预判污水系统的菌群，并据此补充合适菌种，提高污水系统的降解效率。探索功能微生物对调试时间、调试污泥活性、污水系统的运行效率和排放指标的影响。
3 结束语
在未来的3～5年，微生态制剂可以有效服务于畜禽养殖。建立畜禽养殖环保处理综合体系，覆盖固体废弃物、液体废弃物和废气环保处理，以实现高效、低成本的目标，使养殖业不断壮大。
参考文献：
[1]方廷松.着眼现在，守护未来，礼来动保启动中国大数据战略[J].中国动物保健，2019，21（6）：7-8.
[2]张日俊.动物微生态制剂（益生菌）的标准、评价规程、功能和发展趋势[J].饲料工业，2015，36（4）：1-7. [3]张雪，張晓菲，王立言，等.常压室温等离子体生物诱变育种及其应用研究进展[J].化工学报，2014，65（7）：2676-2684.
[4]关翔宇.定向进化提高Klebsiella pneumoniae木糖耐性及调控机理[D].天津：天津科技大学，2016.
[5]Du Yunping，Xu Zhichao，Yu Guolian，etai.A Newly Isolated Bacillus subtilis Strain Named WS-1 Inhibited Diarrhea and Death Caused by Pathogenic Escherichia coli in Newborn Piglets.[J].Frontiers in microbiology，2019（10）.
[6]宋文辉，沈伟良，丁明义，等.微生态制剂在畜禽养殖业中的应用[J].当代畜牧，2017（2）：31.
[7]蔡东东.微生态制剂在畜禽养殖业中的应用[J].安徽农学通报，2016，22（18）：97-98.
[8]张颖.微生态制剂在畜禽养殖业中的应用[J].养殖技术顾问，2011（12）：65.
[9]何京.微生态制剂在水产养殖业中的发展前景[J].北京水产，2003（6）：16-17.
[10]傅春泉，郭栋，陈龙.奶牛场生物降解养殖技术应用探讨[J].中国奶牛，2019（1）：52-54.
[11]刘建伟，栾昕荣.规模化养殖场氨排放控制技术研究进展[J].中国畜牧杂志，2016，52（10）：49-55.
[12]高艳峰，王红禹.污水微生物治理技术研究[J].科技致富向导，2010（12）：141-142.
[13]陈凤祥.UASB/两级AO工艺处理养猪废水的应用研究[J].广东化工，2016，43（4）：89-90.
[14]梁海涛，岳丹丹.回流比对两级AO组合工艺处理垃圾渗滤液的影响[J].山西建筑，2016，42（27）：173-174.
[15]杨成良.微生态制剂在养殖业中的应用[A].河北省畜牧兽医学会.河北省畜牧兽医学会2004年学术年会论文集[C].河北省畜牧兽医学会：河北省畜牧兽医学会，2004：2.
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