一種藏豬源解淀粉芽孢桿菌及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于微生物領(lǐng)域，具體涉及一種藏豬源解淀粉芽孢桿菌及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 1、纖維素分解菌的來(lái)源及分離：
[0003] 在畜牧業(yè)和飼料工業(yè)中，為了緩解目前能量飼料短缺的局面，纖維素酶應(yīng)用以及 產(chǎn)纖維素酶的纖維素分解菌的分離篩選一直被人們重視。從纖維素酶的來(lái)源來(lái)看，微生物 是纖維素酶最主要的來(lái)源。目前，自然界中能夠?qū)Y(jié)構(gòu)復(fù)雜的纖維素進(jìn)行有效降解的微生 物包括真菌、細(xì)菌、放線菌，其中真菌的降解能力最強(qiáng)，主要包括木霉屬、曲霉屬、青霉屬和 枝頂孢霉屬、漆斑霉屬等的菌株。在這些真菌中，木霉屬真菌因產(chǎn)所形成和分泌纖維素酶系 成分最全面、酶量大、活性高而被廣泛應(yīng)用酶制劑生產(chǎn)中，其中活性較高的代表菌種有:康 氏木霉、黑曲霉、里氏木霉等 [14。而相對(duì)真菌，細(xì)菌具有培養(yǎng)簡(jiǎn)單、生長(zhǎng)速度快、發(fā)酵周期短 等優(yōu)點(diǎn)，因此，從自然界中篩選出能夠高效降解纖維素的纖維素分解細(xì)菌也引起了人們的 廣泛關(guān)注 [4]。目前，在纖維素分解菌的分離篩選方面，通常采用羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)平 板初篩法和測(cè)定纖維素酶活性的復(fù)篩法相結(jié)合，其中芽孢桿菌屬、瘤胃球菌屬、擬桿菌屬、 梭菌屬、纖維桿菌屬等的纖維素分解菌均已從牛的瘤胃 [5]、藏豬[6]以及大熊貓的糞便[7]、草 魚(yú)腸道[8]、土壤 [9]、鵝的胃腸道[1()]以及海洋細(xì)菌[11]等中分離了出來(lái)。
[0004] 2、纖維素酶制劑的應(yīng)用：
[0005] 纖維素是廣泛存在于自然界的多糖類物質(zhì)，纖維素酶能有效地將纖維素物質(zhì)水解 成單糖進(jìn)而發(fā)酵生產(chǎn)乙醇、氫氣以及微生物油脂等，因此對(duì)其合理利用可以緩解全球能源 壓力 [12]。在動(dòng)物生產(chǎn)中，纖維素酶作為一種微生物制劑，主要以直接添加到日糧中的方式 使用。如呂東海(2002)研究指出，在肉鴨的日糧中添加纖維素酶，不僅能夠提高肉鴨早期的 平均日增重、對(duì)粗脂肪利用率、對(duì)干物質(zhì)和粗纖維消化率，而且能夠不同程度地降低肉鴨消 化器官的相對(duì)大小、增加肉鴨生長(zhǎng)后期十二指腸的相對(duì)長(zhǎng)度，并且使肉鴨腸壁粘膜下層、肌 層和總厚度變薄的趨勢(shì) [13]。高陽(yáng)等(2014)研究指出，在生長(zhǎng)豬的日糧中添加非淀粉多糖酶 (木聚糖酶、葡聚糖酶、纖維素酶)能有效提高生長(zhǎng)育肥豬生長(zhǎng)性能，并在一定程度上改善 肉品質(zhì) [14]。此外，在單胃動(dòng)物中，添加纖維素酶可有效的減少糞便和尿液中氨態(tài)氮的損 失[15]，因此，很多研究者將纖維素酶也用于了動(dòng)物糞便、垃圾等堆肥處理過(guò)程中，以減小臭 氣的來(lái)源，大大改善養(yǎng)殖場(chǎng)飼養(yǎng)環(huán)境，提高動(dòng)物福利。另外，在造紙業(yè)和食品工業(yè)以及紡織 業(yè)等生產(chǎn)中，纖維素酶也具有很廣泛的用途和應(yīng)用前景 [12]。
[0006] 3、微生態(tài)制劑-益生菌的研究開(kāi)發(fā)及應(yīng)用：
[0007] 抗生素是20世紀(jì)最重要的醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)，在治療人類和動(dòng)物疾病中發(fā)揮了重大的作 用[16]。隨著集約化養(yǎng)殖業(yè)的大力發(fā)展，在家畜和家禽生產(chǎn)中，幾乎90%的抗生素以亞治療 水平添加在飼料中用于動(dòng)物疾病的預(yù)防和控制、促進(jìn)畜禽生長(zhǎng)、提高飼料轉(zhuǎn)化率等 [17,18]。 由于抗生素的不恰當(dāng)使用和長(zhǎng)期濫用，不可避免地抑制和損傷了部分有益菌群，導(dǎo)致動(dòng)物 消化道的功能紊亂，引發(fā)疾?。煌瑫r(shí)也導(dǎo)致了動(dòng)物機(jī)體耐藥性菌株的增加，這些耐藥性菌株 在人和動(dòng)物之間通過(guò)直接[19,2()]和間接[21,22]的形式進(jìn)行傳播。此外，抗生素在食用動(dòng)物體內(nèi) 的殘留對(duì)人類的健康和肉制品安全也造成了嚴(yán)重的威脅[18,23]。因此，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外不少科 學(xué)工作者在極力尋求和開(kāi)發(fā)無(wú)毒副作用、無(wú)殘留、既能促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)、又能防治疾病的抗生 素替代品。
[0008] 微生態(tài)制劑因具有其他藥物不可替代的優(yōu)點(diǎn)，sr患病治病，未病防病，無(wú)病保健" 的效果，而被作為綠色飼料添加劑在動(dòng)物養(yǎng)殖中的應(yīng)用越來(lái)越受到歡迎 [24]。其中益生菌是 一類通過(guò)促進(jìn)腸道微生物平衡而對(duì)宿主動(dòng)物產(chǎn)生有益影響的活的微生物飼料添加劑，是 抗生素的一個(gè)潛在替代品。已經(jīng)研究表明，益生菌在提高動(dòng)物生產(chǎn)性能、改善動(dòng)物腸道菌群 以及減少疾病發(fā)生等方面發(fā)揮了重要的作用 [25%]。日本在1960年開(kāi)始使用益生菌，中國(guó)在 1980年開(kāi)始使用益生菌，美國(guó)食品藥物管理局(US-ΠΜ))于1989年公布了42種可直接飼喂 的安全有效的微生物菌種 [26]。截止2013年6月30日，F(xiàn)DA"公認(rèn)為安全的物質(zhì)"（generally recognized as safe，GRAS)清單中，涉及微生物菌種及微生物菌種來(lái)源的有108條記錄，涵 蓋1個(gè)目40個(gè)屬66個(gè)種5個(gè)亞種[28\而我們國(guó)家在農(nóng)業(yè)部頒發(fā)的2008版（公告號(hào)1126)所公 布的16種飼料微生物添加劑的基礎(chǔ)上，2013年新頒布的農(nóng)業(yè)部(公告號(hào)2045號(hào)）的飼料微生 物目錄中新增了 19種微生物添加劑，并對(duì)試驗(yàn)對(duì)象做了規(guī)定[29]。由此可見(jiàn)，益生菌作為一 種新型的綠色飼料添加劑成為研究的熱點(diǎn)，并在動(dòng)物生產(chǎn)中逐漸被廣泛應(yīng)用。在歐盟，被廣 泛用作飼料添加劑的益生菌主要包括芽孢桿菌屬(蠟狀芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌和枯草芽 孢桿菌）、腸球菌屬(屎腸球菌）、乳酸桿菌屬(干酪乳酸菌、嗜酸乳酸菌、香腸乳桿菌、植物乳 桿菌、鼠李糖乳桿菌）、小球菌屬(嗜酸小球菌）、鏈球菌屬和一些真菌如釀酒酵母和克魯維 酵母等 [3()]，并且對(duì)動(dòng)物的生長(zhǎng)和疾病的預(yù)防大都有積極的作用。其中芽孢桿菌因其抗逆性 強(qiáng)、耐高溫高壓、易貯存等優(yōu)良特性，且具有調(diào)節(jié)腸道菌群平衡、增強(qiáng)動(dòng)物免疫力、提高生產(chǎn) 性能等諸多功能，被認(rèn)為是最理想的微生物添加劑。如Lee等(2014)研究指出，豬飲食中增 補(bǔ)不同量的益生菌枯草芽孢桿菌LS1-2發(fā)酵菌體，均能夠增加不同階段斷奶豬的平均日增 重、平均日采食量以及對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率；同時(shí)，血液中的IgG和IgA的濃度變化、小腸絨 毛高度和隱窩深度與飲食中的菌體濃度的變化呈線性關(guān)系，盲腸中的梭狀芽孢桿菌和大腸 桿菌群數(shù)目則隨著飲食中菌體量濃度增大而減少 [25]。此外，微生態(tài)制劑對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的惡 臭也具有一定的去除作用且效果明顯。如葉芬霞等將由芽孢桿菌、灰色鏈霉菌和熱帶假絲 酵母菌組成的復(fù)合微生物制劑用于養(yǎng)豬場(chǎng)豬舍和堆肥場(chǎng)的除臭試驗(yàn)，結(jié)果表明，豬舍內(nèi) NH3、H2S和惡臭濃度分別降低了 78.4%、66.7 %和83.3% ;豬糞堆肥場(chǎng)內(nèi)NH3、H2S和惡臭濃度 分別降低了84.4%、62.1 %和88.5%[31]。李萬(wàn)軍（2011)研究指出，在蛋雞日糧中添加微生 態(tài)制劑(主要成分為芽孢桿菌、乳酸菌和酵母菌)可以顯著提高蛋雞的生產(chǎn)性能，降低糞中 氨氣產(chǎn)生量，改善雞舍空氣環(huán)境 [32]。由此可見(jiàn)，微生態(tài)制劑益生菌對(duì)動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育以及養(yǎng) 殖場(chǎng)環(huán)境改善均具有一定的意義。然而，一種新型益生菌的研究，首先要面對(duì)的問(wèn)題是菌株 的篩選及其功能活性的測(cè)定。在篩選過(guò)程中，不僅要求這些菌株生長(zhǎng)速度快、能夠耐受動(dòng)物 自身的胃腸道環(huán)境因素、具有功能特異性，而且菌種來(lái)源要和使用對(duì)象一致，這是提高菌種 特異性的有效途徑 [m]。
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