趙林波 白天天 崔浩然 郭雪峰,2*

(1.塔里木大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，阿拉爾 843300；2.塔里木大學(xué)，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)塔里木畜牧科技重點實驗室，阿拉爾 843300)

馬屬動物主要是指馬、驢和騾等單胃食草動物，該類動物有強大的后腸微生物發(fā)酵系統(tǒng)，包括盲腸和結(jié)腸，特別是盲腸微生物發(fā)酵占主導(dǎo)地位，與反芻動物瘤胃同被稱為微生物菌群“發(fā)酵罐”，為馬屬動物消化和水解纖維提供場所[1]。馬屬動物盲腸微生物發(fā)酵與反芻動物瘤胃微生物發(fā)酵具有相似的功能，有提高動物免疫力、促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收和增加腸道保護(hù)屏障等作用[2]。反芻動物瘤胃研究方法同樣適合研究馬屬動物盲腸，但馬屬動物盲腸微生物活力比反芻動物瘤胃微生物活力差，消化飼糧中植物纖維能力比反芻動物弱[3]。飼糧中較高的纖維和淀粉含量會使馬屬動物腸道消化率下降，使盲腸內(nèi)環(huán)境微生物失衡，導(dǎo)致有害菌群數(shù)量增加，進(jìn)而引發(fā)腸道疾病甚至死亡[4]。國內(nèi)關(guān)于反芻動物瘤胃微生物研究較為廣泛，但有關(guān)馬屬動物盲腸微生物的研究可查文獻(xiàn)有限。了解馬屬動物盲腸微生物菌群與發(fā)酵參數(shù)相互作用、主要降解功能菌群種類及腸道疾病等，對科學(xué)飼養(yǎng)馬屬動物及預(yù)防腸道疾病具有深遠(yuǎn)的意義。

1 馬屬動物盲腸微生物菌群作用

動物腸道微生物菌群已成為許多學(xué)者研究的熱點，并證明和動物健康有密切關(guān)系。而馬屬動物盲腸功能強大，其微生物菌群對植物纖維(纖維素、半纖維素、淀粉和果膠等)的消化利用至關(guān)重要。一方面盲腸微生物可將植物纖維發(fā)酵成短鏈脂肪酸(SCFA)又叫揮發(fā)性脂肪酸(VFA)而被腸道吸收，主要是乙酸、丁酸和丙酸等，為馬屬動物提供60%～70%的能量[5]；另一方面盲腸黏膜上皮與有益微生物菌群發(fā)生特異性受體結(jié)合，形成保護(hù)馬屬動物腸道的天然生物屏障，減少有害病菌微生物的入侵[6]；另外馬屬動物盲腸又名“水腸”，盲腸內(nèi)環(huán)境發(fā)酵液的pH為6～7，呈弱酸性，為微生物繁殖提供有利條件，同時微生物發(fā)酵產(chǎn)生的VFA也使盲腸內(nèi)環(huán)境維持在平衡狀態(tài)[1]。簡而言之，盲腸微生物通過獨特而復(fù)雜結(jié)構(gòu)降解植物纖維為宿主提供能量、調(diào)節(jié)盲腸內(nèi)環(huán)境平衡、增加腸道免疫保護(hù)屏障的作用，從而到達(dá)互利共生關(guān)系。

2 馬屬動物盲腸微生物菌群組成及功能

微生物菌群是馬屬動物盲腸消化功能的基礎(chǔ)，盲腸內(nèi)環(huán)境嚴(yán)格厭氧，pH接近中性，飼糧在前腸消化約3 h后到達(dá)盲腸，在盲腸流通速度緩慢，滯留時間平均為35 h，這為微生物提供了有利的發(fā)酵環(huán)境[7]。馬屬動物盲腸微生物菌群主要由細(xì)菌、真菌、原生動物和古生菌等組成，盲腸中總厭氧菌數(shù)量在107～1011CFU/mL，其中38%～80%的細(xì)菌菌群對氧極為敏感，數(shù)量在107～109CFU/mL，真菌游動孢子的數(shù)量在1.3×102～5.3×102CFU/mL，原生動物的數(shù)量在103～105個/mL，古細(xì)菌數(shù)量在104～106個/g[8-13]。這表明馬屬動物盲腸中棲息著數(shù)量巨大、種類繁多且嚴(yán)格厭氧的微生物菌群。然而大部分學(xué)者對馬屬動物腸道微生物的研究集中在糞便，但許多研究已證實馬屬動物糞便微生物菌群僅代表遠(yuǎn)端結(jié)腸，并不能反映盲腸微生物結(jié)構(gòu)[14]。因此，目前關(guān)于糞便微生物菌群的代表性是存在著爭議的。國內(nèi)對馬屬動物腸道微生物菌群的研究報道引起相關(guān)學(xué)者的重視[15-21]。但有關(guān)盲腸微生物菌群的信息相對匱乏，特別是盲腸微生物菌群結(jié)構(gòu)及功能方面還有待進(jìn)一步深入探究。

2.1 細(xì)菌種類及功能

在馬屬動物后腸中，盲腸是厭氧細(xì)菌在植物壁上定居的主要位點，通過顯微鏡觀察和革蘭氏染色，發(fā)現(xiàn)了革蘭氏陰性桿菌(12%～31%)、革蘭氏陽性桿菌(5%～22%)、革蘭氏陰性球菌(4%)和革蘭氏陽性球菌(2%～12%)[22-24]。利用分子特異性雜交確定屬水平有：丁酸弧菌(Butyrivibrio)、梭狀芽孢桿菌(Clostridium)、真細(xì)菌(Eubacterium)、纖維桿菌(Fibrobacter)、乳酸桿菌(Lactobacillus)、巨球型菌(Megasphaera)、光岡菌(Mitsuokella)、瘤胃球菌(Ruminococcus)[白色瘤胃球菌(Ruminococcusalbus)和黃色瘤胃球菌(Ruminococcusflavefaciens)]、鏈球菌(Streptococcus)和韋榮氏球菌(Veillonella)等[8,25-26]。利用分子生物學(xué)技術(shù)鑒定出主要降解功能的細(xì)菌，如糖酵解細(xì)菌(108個/mL)、淀粉降解細(xì)菌(108個/mL)、乳酸降解細(xì)菌(105～108個/mL)、纖維素降解細(xì)菌(104～107個/mL)、半纖維素降解細(xì)菌(107～108個/mL)、果膠降解細(xì)菌(107～108個/mL)、蛋白質(zhì)降解細(xì)菌(108個/mL)[27-28]。Julliand等[29-30]報道馬盲腸微生物菌群中厭氧細(xì)菌數(shù)量為2.1×106～15.9×106CFU/mL，其中，纖維素降解細(xì)菌數(shù)量為1.3×106～13.5×106CFU/mL，蛋白降解細(xì)菌數(shù)量為0.2×106～6.0×106CFU/mL，其平均值分別為4.6×106～9.4×106CFU/mL和0.3×106～1.0×106CFU/mL，所占百分比例分別為78%和22%。Santos等[31-32]在研究馬盲腸纖維素降解細(xì)菌代謝的產(chǎn)物組成時發(fā)現(xiàn)，纖維素降解細(xì)菌主要由特定的瘤胃球菌菌株組成，并產(chǎn)生大量異脂肪酸，黃色瘤胃球菌產(chǎn)生奇數(shù)鏈異脂肪酸，白色瘤胃球菌產(chǎn)生偶數(shù)鏈異脂肪酸，其產(chǎn)生的異脂肪酸組成VFA可為宿主提供能量，此外纖維素降解細(xì)菌相對于蛋白降解細(xì)菌相對豐度占主導(dǎo)地位。

Su等[33]研究蒙古馬不同腸道之間細(xì)菌的組成發(fā)現(xiàn)，纖維桿菌是盲腸纖維降解的主要菌屬，盲腸細(xì)菌以厚壁菌門(Firmicutes)和擬桿菌門(Bacteroidetes)占主導(dǎo)地位，其比例有利于能量的吸收和促進(jìn)脂肪積累，還表明微生物菌群的動態(tài)變化與肥胖密切相關(guān)，同時比例影響著腸道代謝能力。Liu等[34]研究德州毛驢消化道微生物菌群多樣性發(fā)現(xiàn)盲腸和結(jié)腸以厚壁菌門和擬桿菌門為主，屬水平上以鏈球菌為主，并表明后腸微生物在氨基酸代謝方面比較活躍。劉宇等[20]利用高通量測序分析德州驢盲腸菌群分布特點，發(fā)現(xiàn)相對豐度占優(yōu)勢的細(xì)菌門水平有厚壁菌門、擬桿菌門、疣微菌門(Verrucomicrobia)和螺旋體門(Spirochaetes)等，還表明驢盲腸微生物菌群參與多種代謝活動，其中以碳水化合物代謝、氨基酸代謝、能量代謝的菌群豐度相對較高。Reed等[35]通過高通量測序技術(shù)擴(kuò)增樣本細(xì)菌16S rRNA的V4區(qū)，證實了盲腸、結(jié)腸和糞便樣本的細(xì)菌微生物菌群相似性較高，還觀察到不同微生物菌群結(jié)構(gòu)與骨盆彎曲區(qū)有關(guān)。綜上所述，大部分報道馬屬動物盲腸微生物菌群的研究主要集中在細(xì)菌方面，并且被認(rèn)為細(xì)菌是維持馬屬動物盲腸內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)最重要的因素，同時也認(rèn)為在飼糧的降解過程中細(xì)菌降解占主導(dǎo)地位。

2.2 真菌種類及功能

厭氧真菌屬于新壺菌門，由6個屬水平組成，通過傳統(tǒng)的顯微鏡觀察法對馬屬動物后腸真菌進(jìn)行研究，如菌體根狀形態(tài)(單中心和多中心)、游動孢子鞭毛(單鞭毛和多鞭毛)、分離培養(yǎng)法和形態(tài)學(xué)分類法等[36]。Julliand等[37]從小馬和驢的盲腸與綿羊和奶牛瘤胃分離梨囊鞭菌(Piromyces)對纖維素的降解和代謝的效果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)盲腸真菌與瘤胃真菌之間存在差異，其中驢盲腸降解纖維素的速度最快，馬盲腸其次，瘤胃最慢，瘤胃主要生產(chǎn)甲酸、乙酸、乳酸和乙醇，馬盲腸只生產(chǎn)甲酸、乙酸和乙醇。分子生物學(xué)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于馬糞便研究，但很少應(yīng)用于馬后腸真菌。Dougal等[14]通過定量PCR技術(shù)擴(kuò)增真菌5.8S rRNA基因發(fā)現(xiàn)小馬盲腸、結(jié)腸和馬糞便樣品中均檢測到厭氧真菌，還發(fā)現(xiàn)不同腸道區(qū)域厭氧真菌和動物之間無顯著差異。Mura等[38]采用克隆文庫的方法研究馬后腸厭氧真菌的多樣性，研究顯示，在647個ITS1序列克隆體中，發(fā)現(xiàn)61.7%是未注釋的真菌屬水平，另外的38.0%真菌菌群包括35.1%新美鞭菌屬(Neocallimastix)、2.3%根囊鞭菌屬(Orpinomyces)和0.6%厭氧鞭菌屬(Anaeromyces)，說明馬后腸主要由新穎的、尚未培養(yǎng)的厭氧真菌占據(jù)。邪振存[15]通過變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)技術(shù)，同樣證明馬屬動物腸道真菌微生物大部分是未知厭氧真菌，還發(fā)現(xiàn)厭氧真菌在馬后腸數(shù)量很低，并表明厭氧真菌有可能在飼糧纖維降解過程中發(fā)揮重要作用。國內(nèi)外厭氧真菌在反芻動物腸道已被大量研究，關(guān)于馬屬動物腸道真菌的文獻(xiàn)報道有限，其消化機制和其他微生物關(guān)系尚不清楚。

2.3 原生動物

原生動物又叫原蟲，在馬屬動物消化系統(tǒng)中僅出現(xiàn)在盲腸和結(jié)腸區(qū)域，到目前為止，大約鑒定出30類屬水平的50種纖毛蟲，其綱主要包括根足亞綱(Rhizopoda)、鞭毛綱(Mastigophora)和纖毛綱(Ciliata)等，以纖毛綱在豐度和種類上占主導(dǎo)地位，體外培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)馬屬動物盲腸纖毛蟲作用是通過迅速定植植物組織而攝取葉綠體，部分纖毛蟲還可以降解纖維素、半纖維素和果膠，并能夠吞噬淀粉顆粒以防止淀粉迅速發(fā)酵[39-40]。然而，一些學(xué)者認(rèn)為原蟲在馬屬動物盲腸降解纖維過程中作用很小，趙紅艷[19]研究飼糧對驢盲腸微生物影響時，發(fā)現(xiàn)纖毛蟲對纖維降解作用最小。Moore等[41]也通過將原生生物從馬后腸中驅(qū)除，發(fā)現(xiàn)驅(qū)蟲對纖維素降解細(xì)菌和真菌總數(shù)量沒有造成影響，只有總營養(yǎng)物質(zhì)消化率和干物質(zhì)消化率略有下降，表明原生動物似乎在馬后腸飼糧降解過程中不起重要作用。以上研究說明原生動物在纖維的降解過程中可能不會發(fā)揮重要作用，為了更好地確定原生動物在馬屬動物消化過程中的重要性，還需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

2.4 古細(xì)菌

古細(xì)菌又叫古菌和古生菌，約占微生物菌群總數(shù)的3.5%，馬屬動物盲腸中代表性古細(xì)菌是產(chǎn)甲烷菌，其作用是利用二氧化碳(CO2)使氫氣(H2)氧化，生成甲烷和釋放能量，以促進(jìn)細(xì)菌發(fā)酵繁殖，同時增強盲腸纖維素降解菌的活性以促進(jìn)碳水化合物降解[42-44]。Fernandes等[45]分析了馬糞便的古細(xì)菌菌群，表明古細(xì)菌菌群結(jié)構(gòu)在飼喂飼糧前后保持不變，并檢測出甲烷粒菌(Methanocorpusculumlabreanum)和瘤胃甲烷短桿菌(Methanobrevibacterruminantium)為優(yōu)勢菌群。Fliegerova等[46]通過DGGE指紋圖譜技術(shù)研究馬腸道不同解剖區(qū)域(包括盲腸)樣本中細(xì)菌和古細(xì)菌的多樣性，發(fā)現(xiàn)DGGE條帶與未培養(yǎng)細(xì)菌和產(chǎn)甲烷菌有關(guān)，盲腸和糞便古生菌條帶Methanocorpusculumsp.有關(guān)，并表明細(xì)菌的多樣性高于古細(xì)菌，部分產(chǎn)甲烷菌多樣性占優(yōu)勢。對于馬腸道古細(xì)菌的文獻(xiàn)報道在可查找范圍內(nèi)，分類鑒定都是基于糞便古細(xì)菌研究，而盲腸古細(xì)菌研究報道較少。

3 影響馬屬動物盲腸微生物及微生態(tài)發(fā)酵參數(shù)的因素

馬屬動物盲腸微生物群是一個復(fù)雜多樣的微生態(tài)系統(tǒng)，對內(nèi)環(huán)境依賴變化非常敏感，其內(nèi)環(huán)境的破壞可引起胃腸道疾病發(fā)生，如酸中毒、絞痛和結(jié)腸炎等，影響馬屬動物盲腸微生物菌群的因素，主要包括飼糧組成、環(huán)境條件、年齡、炎癥和自身遺傳背景等，另外添加益生元、益生菌和抗生素也可導(dǎo)致盲腸微生物發(fā)生變化，對于患有腸道疾病的馬屬動物來說，微生態(tài)失調(diào)可能引起馬屬動物盲腸致病菌的過度生長、細(xì)菌毒素的產(chǎn)生、黏膜炎癥、膽汁酸代謝和發(fā)酵參數(shù)的改變[47]。

3.1 飼糧對馬屬動物盲腸微生物菌群及內(nèi)環(huán)境發(fā)酵參數(shù)影響

馬屬動物通過攝食飼糧獲取能量完成各項生理活動，而飼糧的變化是影響馬屬動物盲腸微生物菌群及其發(fā)酵參數(shù)最主要因素。淀粉到達(dá)后腸時，增加結(jié)腸中總厭氧細(xì)菌、鏈球菌和乳酸降解細(xì)菌的數(shù)量，但對盲腸微生物數(shù)量影響不大[56]。其他報道則認(rèn)為淀粉攝食增加了盲腸中的微生物菌群數(shù)量，而鏈球菌將過量淀粉轉(zhuǎn)化為乳酸，導(dǎo)致pH下降[4]。因此，富含淀粉的飼糧可增加馬屬動物腸道患病機率。飼糧影響因素主要包括組成、加工方法、投喂順序、投喂頻率、食糜的通過率等，其中以飼糧組成對馬屬動物盲腸微生物菌群及內(nèi)環(huán)境發(fā)酵參數(shù)影響最大[57]。了解飼糧如何影響馬屬動物盲腸微生物菌群及微生態(tài)發(fā)酵參數(shù)具有重要意義。

3.1.1 飼糧組成對盲腸內(nèi)環(huán)境發(fā)酵參數(shù)及微生物菌群影響

馬屬動物盲腸微生物菌群生長和植物纖維降解依賴于能量和有效氮的利用率，而有效氮是由到達(dá)盲腸的飼糧蛋白質(zhì)、非蛋白氮(NPN)和內(nèi)源性蛋白質(zhì)提供，并被降解為氨基酸、多肽和氨[31]。如Santos等[58]研究了不同氮源(酪蛋白、尿素)和碳水化合物混合物(葡萄糖、木糖和淀粉)對馬盲腸內(nèi)容物體外發(fā)酵參數(shù)的影響，通過體外產(chǎn)氣法對盲腸內(nèi)容物進(jìn)行以下處理：碳水化合物、25 mg酪蛋白、25 mg尿素、碳水化合物+25 mg酪蛋白、碳水化合物+25 mg尿素、無底物，培養(yǎng)24 h后，發(fā)現(xiàn)氮和碳水化合物共同處理后的發(fā)酵效果較好，其中添加尿素的盲腸微生物數(shù)量、VFA含量和產(chǎn)氣量顯著增加，說明該菌群主要利用非蛋白氮生長。Halpin等[59]從4匹馬獲得的盲腸內(nèi)容物用于體外發(fā)酵，以草原干草為底物，添加酪蛋白、魚粉、豆粕、乳清、血漿和賴氨酸，為發(fā)酵底物提供2%的外源蛋白質(zhì)，培養(yǎng)48 h后評估不同蛋白質(zhì)來源對盲腸培養(yǎng)物中草原干草發(fā)酵的影響，與對照相比，所有蛋白質(zhì)來源均導(dǎo)致pH降低，而干物質(zhì)體外消化率(IVDMD)、中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)含量增加，其中酪蛋白、賴氨酸和乳清引起的影響最大，可以增加丙酸和丁酸含量，降低乙酸與丙酸的比例，VFA含量隨著賴氨酸、乳清、酪蛋白、豆粕和魚粉含量的增加而增加，產(chǎn)氣量隨著酪蛋白含量的增加而增加，表明補充蛋白質(zhì)可以影響盲腸微生物培養(yǎng)的草原干草的發(fā)酵參數(shù)，影響最顯著的是可溶性酪蛋白、乳清和賴氨酸含量。

飼糧經(jīng)盲腸發(fā)酵所產(chǎn)生的VFA是馬屬動物主要能量來源，而葡萄糖和VFA含量隨著飼糧精料比例的增加而增加，Vermorel等[60]報道不同牧草單獨飼喂或與濃縮顆粒飼料(大麥、玉米、配合飼料和脫水甜菜粕)聯(lián)合飼喂對運動馬腸道消化率和能量利用狀況研究，發(fā)現(xiàn)干草有機物消化率為45.0%～59.0%，混合飼糧的有機物消化率為61.5%～75.3%，甲烷產(chǎn)量平均分別占能量攝入(EI)和消化能(DE)的2.0%和3.5%，代謝能(ME)在DE的84.6%～90.5%，VFA和葡萄糖分別提供了馬吸收能量的65%～78%和11%～14%。Sorensen等[61]研究不同類型干草(苜?；蛉耕湶?對成年馬盲腸和糞便微生物菌群的影響，發(fā)現(xiàn)無論干草類型如何，馬糞便pH大于盲腸，盲腸VFA含量均高于糞便，盲腸中擬桿菌門和普氏菌屬(Prevotella)數(shù)量比糞便多，而瘤胃球菌數(shù)量不受干草類型的影響，每個采樣點和干草類型的微生物菌群結(jié)構(gòu)各不相同，表明糞便微生物菌群不能代表盲腸微生物菌群結(jié)構(gòu)，且發(fā)酵參數(shù)和細(xì)菌數(shù)量受干草類型和取樣位置的影響。Ade等[9]利用2種不同的飼糧D1(富含纖維秸稈)和D2(富含谷類干草)對馬腸道微生物菌群和發(fā)酵參數(shù)的影響，研究發(fā)現(xiàn)喂食2種飼糧均影響馬不同腸道微生物菌群數(shù)量和豐度，前腸微生物菌群濃度低于后腸，腸道pH均在6.1～6.6，盲腸和結(jié)腸總?cè)樗岷糠秶鸀?.2～0.9 mmol/L，D1組的乳酸含量高于D2組，在整個消化道中2種飼糧VFA含量在馬后腸最高，D2組的VFA含量高于D1組，另外盲腸中丙酸和丁酸含量較高，表明不同腸道部位的微生物菌群種類和豐度存在顯著差異。Grimm等[62]通過飼喂高纖維(100%干草)和高淀粉(57%干草+43%大麥)2種等能飼糧研究馬盲腸、結(jié)腸和糞便微生物菌群在高纖維飼糧類型向高淀粉飼糧類型轉(zhuǎn)變期間的變化，研究表明，干草+大麥飼糧會影響盲腸和結(jié)腸細(xì)菌組成(淀粉降解細(xì)菌和乳酸降解細(xì)菌數(shù)量的增加以及纖維降解菌數(shù)量的降低)和微生物代謝活性(VFA含量的變化和乳酸含量的增加)，并提高糞便中脂多糖的含量，盲腸和糞便之間以及結(jié)腸和糞便之間的纖維素降解細(xì)菌、淀粉降解細(xì)菌和乳酸降解細(xì)菌數(shù)量顯著相關(guān)，盲腸中的戊酸和丙酸的含量與糞便中的含量顯著相關(guān)，表明糞便樣本及其細(xì)菌分析可在飼糧類型轉(zhuǎn)變時，作為診斷盲腸和結(jié)腸微生物紊亂的標(biāo)記。

Hansen等[63]以干草(低營養(yǎng)飼糧)或干草和全燕麥的混合物(高營養(yǎng)飼糧)作為試驗飼糧，探討2種飼糧對馬盲腸微生物菌群穩(wěn)定性、多樣性和功能性的影響，研究顯示試驗中的2種飼糧對盲腸發(fā)酵參數(shù)和細(xì)菌微生物菌群具有顯著影響，低營養(yǎng)飼糧更利于盲腸微生物群的多樣性和穩(wěn)定性，這與微生物多樣性具有穩(wěn)定作用有關(guān)，而高營養(yǎng)則會改變盲腸微生物群的組成。Bergman[53]報道飼喂全粗飼糧的馬后腸中VFA的摩爾百分比為75%乙酸、15%丙酸和10%丁酸，并報道乙酸、丙酸和丁酸含量會因飼糧類型的改變而不同，富含纖維的飼糧往往會增加乙酸含量，而富含非結(jié)構(gòu)性碳水化合物(單糖)或淀粉的飼糧則會增加丙酸的生成。綜上所述，馬屬動物盲腸微生物菌群因攝食飼糧的組成不同，進(jìn)而影響盲腸微生物組成，飼喂含高淀粉和高濃縮精料的飼糧在盲腸發(fā)酵能導(dǎo)致微生物活性和發(fā)酵參數(shù)發(fā)生變化。

3.1.2 食糜的通過率對盲腸微生物菌群及內(nèi)環(huán)境發(fā)酵參數(shù)影響

飼糧到達(dá)馬屬動物盲腸的速度取決于前腸消化率，食糜在盲腸中的滯留時間會對消化率、微生物活性和水分吸收產(chǎn)生影響，而消化率又與通過率有關(guān)，體重、懷孕和哺乳期都會影響食糜通過率，另外小顆粒和高水分飼糧通過腸道的速率較慢，此外提高飼糧投喂頻率可能會加快食糜通過率[7]。Earing[64]研究以苜?；A(chǔ)飼糧比較斷奶馬和成年馬(試驗1)、1歲馬和成年馬(試驗2)的體內(nèi)消化率和食糜通過率，發(fā)現(xiàn)在試驗1中消化率和食糜平均滯留時間(MRT)無年齡差異，表明斷奶馬能夠像成熟馬一樣有效地消化相對高質(zhì)量的飼料，在試驗2中1歲馬的消化率大于成年馬，表明1歲馬消化能力的提高可能是由于MRT較長。以上都是基于馬糞便上研究，對馬屬動物盲腸微生物菌群的影響研究尚未報道。

3.1.3 飼糧投喂順序、投喂頻率和加工方法對盲腸微生物菌群及內(nèi)環(huán)境發(fā)酵參數(shù)影響

大量飼糧精料可以滿足馬運動能量需求，但可能會導(dǎo)致盲腸微生物菌群及發(fā)酵參數(shù)失調(diào)，從而增加馬腸道疾病的風(fēng)險，為了消除這種潛在的負(fù)面影響，改變飼糧精料和干草的投喂順序是一種有效方法，Sadet-Bourgeteau等[65]通過在晨飼時先飼喂精料、后飼喂精料以及同時飼喂精料和干草，研究精料投喂順序?qū)γつc、結(jié)腸內(nèi)容物和糞便的發(fā)酵參數(shù)和飼后變化的影響，發(fā)現(xiàn)精料投喂順序與盲腸pH和糞便丙酸鹽含量的變化顯著相關(guān)，同時投喂精粗料可以顯著降低盲腸、結(jié)腸和糞便中的pH，顯著提高糞便中的VFA含量，因此，干草和精料可以同時投喂馬匹。而另一種有效方法是調(diào)整飼糧的投喂頻率。Venable等[66]通過調(diào)整飼糧的投喂頻率和投喂量，研究其對馬盲腸微生物菌群的影響，試驗分為A組：投喂1餐(2.72 kg/餐)，B組：投喂2餐(1.36 kg/餐)，C組：投喂3餐(0.91 kg/餐)，發(fā)現(xiàn)A組的微生物菌群豐度與C組相比差異顯著，C組的YRC22相對豐度最高，而普雷沃氏菌(Prevotella)、乳酸菌、鏈球菌、糞球菌(Coprococcus)和Phascolarctobacterium的相對豐度最低，表明投喂頻率會影響盲腸微生物菌群的豐度和結(jié)構(gòu)組成。因此，有必要進(jìn)行進(jìn)一步研究飼糧投喂頻率和投喂量，以了解馬盲腸微生物菌群變化相關(guān)的代謝和健康影響。Thorringer等[67]使用干草和加工谷物配制飼糧：微粉大麥(MB)、烘烤大麥(TB)、微粉玉米(MM)和烘烤玉米(TM)，探討不同加工方法(烘烤和微粉)對馬盲腸淀粉消化代謝的影響，研究發(fā)現(xiàn)，與MB、TB和TM相比MM干物質(zhì)消失率和淀粉消失率最高，大麥的血漿葡萄糖含量峰值出現(xiàn)的比玉米早，飼喂后總VFA含量增加，其中大麥的總VFA含量高于玉米，表明微粉化更能有效提高盲腸淀粉消化率，因此，大麥和玉米的優(yōu)選加工方法都是微粉化。為了探討馬屬動物對飼糧營養(yǎng)物質(zhì)充分的利用，合理選擇飼糧投喂順序、投喂頻率和加工方法對維持馬屬動物盲腸穩(wěn)態(tài)極其重要。

3.2 環(huán)境條件和年齡對馬屬動物盲腸微生物菌群及發(fā)酵參數(shù)的影響

周圍環(huán)境條件對馬屬動物盲腸微生物菌群及發(fā)酵參數(shù)的影響因素較多，如季節(jié)、禁食和運動等。腸道微生物種群的變化與季節(jié)性變化相一致，Koike等[68]報道在夏季和冬季對馬糞便微生物菌群數(shù)量進(jìn)行了評估，研究發(fā)現(xiàn)冬季糞樣中細(xì)菌總數(shù)有所減少，冬季糞樣中的革蘭氏陰性球菌、革蘭氏陽性桿菌和革蘭氏陽性球菌的數(shù)量及比例低于夏季，表明夏季的細(xì)菌豐度比冬季高。Kobayashi等[69]同樣比較馬糞便微生物與發(fā)酵參數(shù)隨季節(jié)變化，研究顯示糞便細(xì)菌豐度出現(xiàn)季節(jié)性差異，其中以夏季細(xì)菌豐度最高，而冬季以革蘭氏陰性菌豐度最高，原蟲豐度和VFA含量也在夏季高于冬季，另外冬季糞便VFA中的乙酸含量增加，丙酸含量減少。因此，季節(jié)會影響馬體內(nèi)腸道微生物豐度。Schoster等[70]研究禁食、運輸和麻醉對健康成年馬糞便微生物菌群的影響，發(fā)現(xiàn)在禁食、運輸和麻醉后，糞便微生物菌群相對豐度發(fā)生明顯變化。Górniak等[71]探討劇烈運動對純種賽馬糞便厚壁菌門和擬桿菌門數(shù)量的影響，研究發(fā)現(xiàn)劇烈運動后馬糞便厚壁菌門和擬桿菌門數(shù)量均有顯著提高，而乳酸桿菌科(Lactobacillaceae)數(shù)量在運動后有下降的趨勢。Morrison等[72]以干草為基礎(chǔ)飼糧向高淀粉飼糧過渡時，研究年齡對小馬糞便菌群的影響，利用16S rRNA擴(kuò)增V1～V2高變區(qū)測序確定細(xì)菌群落，研究顯示年齡對細(xì)菌影響很小，飼糧的轉(zhuǎn)變增加了厚壁菌門的豐度，降低了纖維桿菌門的豐度，此外還改變了糞便pH和VFA含量。上述研究都是基于馬屬動物糞便微生物菌群的影響，然而對盲腸微生物菌群的影響尚未報道，另外年齡對馬屬動物腸道微生物菌群影響存在著爭議。

3.3 抗生素、益生菌和益生元對馬屬動物盲腸微生物菌群及發(fā)酵參數(shù)的影響

馬屬動物腸道疾病抗生素的使用對微生物菌群有不利影響，而益生菌和益生元已被廣泛應(yīng)用于動物腸道疾病治療和預(yù)防，因此臨床上將三者結(jié)合使用治療馬屬動物腸道疾病效果顯著[47]。

3.3.1 抗生素類藥物對馬屬動物盲腸微生物菌群及發(fā)酵參數(shù)的影響

盡管抗生素類藥物是馬屬動物腸道疾病治療最有效的方法之一，但在馬屬動物腸道微生物菌群變化的所有外部因素中，抗生素類藥物的使用產(chǎn)生最為深遠(yuǎn)的影響。如Arnold等[73]使用抗生素甲硝唑探討給藥前后對馬盲腸和糞便微生物菌群影響，研究發(fā)現(xiàn)甲硝唑可顯著降低盲腸和糞便樣本微生物菌群豐度和均勻度指數(shù)，在糞便樣本中，放線菌門(Actinobacteria)、螺旋體門、黏膠球形菌門(Lentisphaerae)和疣微菌門的數(shù)量在給藥第3天發(fā)生顯著變化，此外甲硝唑顯著影響糞便微生物代謝物，但不影響盲腸微生物代謝物，表明甲硝唑給藥會改變馬盲腸和糞便中的細(xì)菌組成，以及糞便樣本微生物代謝。Harlow等[74]為了評估普通抗生素對健康馬糞便中纖維素降解細(xì)菌、乳酸桿菌和抗生素相關(guān)性腹瀉(AAD)病原體的影響，發(fā)現(xiàn)在給藥期間，纖維素降解細(xì)菌減少了99%，停藥后仍少于對照組，在抗生素給藥期結(jié)束時，使用頭孢噻呋的馬糞樣中的乳酸桿菌比對照組少75%，此外抗生素組的沙門氏菌(Salmonella)的數(shù)量比對照組多，艱難梭菌(Clostridiumdifficile)數(shù)量可增加至約104CFU/g，并且在停藥后1周仍可檢測到，表明抗生素會促進(jìn)沙門氏菌的和艱難梭菌增殖，破壞胃腸道微生物菌群平衡。因此，抗生素類藥物對馬盲腸微生物菌群及發(fā)酵參數(shù)造成不利的影響。

3.3.2 益生菌對馬屬動物盲腸微生物菌群及發(fā)酵參數(shù)的影響

益生菌是有益的活性微生物，具有調(diào)節(jié)動物腸道內(nèi)菌群平衡，促進(jìn)營養(yǎng)吸收，保持動物腸道健康等作用，因此被廣泛運用于飼料添加劑中。益生菌已成功應(yīng)用于馬屬動物，如酵母菌(Saccharomyces)、乳酸桿菌和大腸桿菌等，使用這些有益菌可以有效提高含淀粉和纖維的飼糧消化率，此外濃縮精料飼糧中添加益生菌有利于維持盲腸pH，降低乳酸含量，提高纖維素降解細(xì)菌的豐度[47]。Grimm等[75-76]報道馬的飼糧干草突然更換會增加馬患腸道絞痛疾病機率，添加酵母菌能有效預(yù)防該病的發(fā)生，通過采集馬盲腸發(fā)酵液，評估盲腸微生物及其發(fā)酵參數(shù)，研究表明在添加酵母菌后，馬盲腸的厚壁菌門菌群、VFA和盲腸果膠分解菌數(shù)量有顯著增加的趨勢。另外又通過投喂高纖維和高淀粉飼糧中添加釀酒酵母菌(Saccharomycescerevisiae)和Aurantiochytriumlimacinum探討對馬盲腸、結(jié)腸和糞便微生物菌群的影響，研究發(fā)現(xiàn)無論飼糧類型如何，投喂益生菌都可以增加盲腸和糞便中梭菌屬(Clostridiales)的豐度，此外，在高淀粉飼糧組中投喂馬益生菌后，發(fā)現(xiàn)馬結(jié)腸和糞便中韋榮氏菌科(Veillonellaceae)的豐度更高，表明無論飼糧類型如何，投喂益生菌可以增加馬腸道微生物菌群豐度。然而，由于微生物種類、劑量和基礎(chǔ)飼糧的選擇不同，很難比較數(shù)據(jù)，益生菌雖然成功使用在馬屬動物上但仍有許多未解的問題。

3.3.3 益生元對馬屬動物盲腸微生物菌群及發(fā)酵參數(shù)的影響

益生元指的是一些不被宿主消化吸收卻能夠選擇性地促進(jìn)體內(nèi)益生菌代謝和增殖的有機物質(zhì)，從而可以修復(fù)馬屬動物盲腸微生態(tài)系統(tǒng)、增加盲腸微生物豐度和抵制有害病菌的增加。如在高纖維飼糧中添加含低聚果糖(FOS)或甘露寡糖(MOS)的益生元制劑可以提高馬屬動物干物質(zhì)(DM)、粗蛋白質(zhì)(CP)和中性洗滌纖維的消化率[50,52]。Glatter等[77]通過添加天然益生元對馬盲腸微生物菌群的影響，研究發(fā)現(xiàn)，在添加燕麥和菊苣粕益生元后，馬盲腸的乳酸桿菌豐度增加，但進(jìn)一步降低纖維素降解細(xì)菌的豐度，尤其是毛螺菌科(Lachnospiraceae)和瘤胃菌科(Ruminococcaceae)，表明投喂天然益生元會影響馬盲腸微生物菌群豐度。由于有關(guān)益生元對馬屬動物盲腸微生物菌群及發(fā)酵參數(shù)影響的研究文獻(xiàn)較少，且大部分集中在對糞便的影響，因此還需進(jìn)一步探討飼糧中添加益生元對馬屬動物盲腸微生物菌群及發(fā)酵參數(shù)的影響。

4 小 結(jié)

了解馬屬動物腸道微生態(tài)系統(tǒng)，特別是盲腸微生態(tài)中飼糧降解機制過程，對提供正確喂養(yǎng)方法和預(yù)防疾病至關(guān)重要。關(guān)于馬屬動物盲腸微生物菌群的研究主要集中在細(xì)菌方面，而真菌、原生動物和古細(xì)菌的研究較少，且三者在纖維降解的過程中的意義和作用存在著爭議。飼糧是影響馬屬動物盲腸微生物最主要的因素，攝食含大量谷物、高淀粉和濃縮精料的飼糧會破壞盲腸微生物菌群平衡，致使盲腸內(nèi)發(fā)酵參數(shù)失調(diào)。另外，抗生素類藥物對盲腸微生物菌群有不利影響，而益生菌和益生元可改善盲腸內(nèi)環(huán)境，增加微生物的數(shù)量和豐度等，但需要考慮其添加劑量、投喂頻率、是否需要抑制胃酸，以及對其作用的持久性仍存有爭議。而改善馬屬動物的消化可以通過多種方法進(jìn)行，如飼糧選擇、飼糧質(zhì)量、飼養(yǎng)管理和消化輔助物等，這些均已用于提高馬屬動物飼糧的消化率、維持盲腸微生物菌群平衡、預(yù)防和治療疾病。目前國內(nèi)對馬屬動物盲腸微生物菌群的調(diào)控仍在探索階段，盲腸微生物菌群結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其功能和相互作用尚不完善，因此，如何合理的調(diào)控盲腸微生物菌群，廣泛應(yīng)用至馬屬動物的實際生產(chǎn)實踐中，仍需進(jìn)一步深入研究。