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有关瘤胃酸中毒发生机制研究表明,瘤胃乳酸的累积可能对酸中毒诱导起重要作用,而饲喂高精料日粮下诱发瘤胃乳酸累积主要取决于瘤胃乳酸产生菌和乳酸利用菌间的平衡程度。本论文即研究瘤胃中主要乳酸代谢菌代谢机制与调控方法,旨在为反刍动物瘤胃酸中毒的乳酸中毒机制深入解析提供参考。试验一建立山羊体外、内瘤胃酸中毒模型。将5种主要乳酸代谢菌(Streptococcus bovis,Lactobacilli fermentum,Butyrivibrio fibrisolvens,Megasphaera elsdenii 和Selenomonasruminantium)体外共培养并通过底物淀粉浓度(1,3和9g/L)诱导建立体外多菌共培养瘤胃酸中毒模型。结果表明:1)乳酸产生菌(S.bovis,L.fermentum和B.fibrisolvens)数量随底物淀粉浓度提高而提高(<0.001),乳酸利用菌(M.elsenii和S.ruminantium)数量在急性酸中毒(ARA)组中显著低于亚急性酸中毒(SARA)组(P<0.001)。2)ARA组中乳酸、乙酸、甲酸及丙酸浓度显著高于SARA组(P<0.001),但丁酸浓度显著低于SARA组(P<0.001)。3)乳酸脱氢酶(LDH)活性随底物淀粉浓度提高而显著提高(P<0.001),ARA组中α-淀粉酶(α-AMY)活性显著低于SARA组(P<0.001)。4)ARA组中脂多糖(LPS)浓度显著高于SARA组和对照组(P<0.001),但对照组和SARA组无显著差异(P=0.659);选择8只干奶期萨能奶山羊,采用自身对照试验设计,通过高淀粉饲粮(50%玉米粉)诱导建立山羊SARA模型。结果表明:1)SARA 组 pH显著低于对照组(P<0.001)。2)SARA 组 S.bovis,M.elsenii和S.ruminantium数量显著高于对照组(P<0.001),Lactobacill 数量显著低于对照组(P<0.001),B.fibrisolvens数量组间无显著差异(P = 0.800)。3)SARA组乳酸、甲酸、丙酸及丁酸浓度显著高于对照组(P<0.01),但乙酸浓度无显著差异(P = 0.209)。4)SARA组LDH和α-AMY酶活及LPS浓度显著高于对照组(P<0.001)。本试验结果表明:可以通过主要乳酸代谢菌共培养建立体外酸中毒模型及通过高淀粉饲粮诱导山羊瘤胃酸中毒发生。与此同时,S.bovis和M.elsdenii是瘤胃酸中毒进程中主要的乳酸产生菌和分解菌。试验二研究不同底物(淀粉和葡萄糖)、底物浓度(1,3和9g/L)和pH(6.5和5.5)条件下S.bovis有机酸产生通路及调控。结果表明:1)乳酸产量随底物浓度的提高显著提高(P<0.001),且以淀粉为底物时pH为6.5下乳酸产量显著高于pH为5.5(P<0.001)。甲酸和乙酸产量随底物浓度提高波动,但占总有机酸比例较小。2)LDH和α-AMY酶活随底物淀粉浓度提高而显著提高(P<0.05),且pH为5.5时显著高于pH为6.5(P<0.001),但以葡萄糖为底物时各组无显著差异(P>0.05)。3)LDH、α-AMY、甲酸裂解酶(PFL)及分解控制蛋白A(CcpA)编码基因表达与底物浓度总体上呈正相关。4)果糖-1,6-二磷酸(FDP)浓度随底物浓度提高而显著提高(P<0.05),且pH为6.5下FDP浓度显著高于pH为5.5(P = 0.032)。5)相较底物淀粉浓度的影响,S.bovis产乳酸对pH变化更敏感。本试验结果表明:底物类型、浓度及pH可在转录水平调控S.bovis有机酸产生模式。试验三研究底物乳酸浓度(15,30和90 mM)和pH(6.5和5.5)条件下M.elsdenii乳酸分解通路及调控。结果表明:1)M.elsdenii分解乳酸主要产生乙酸,其次丙酸和丁酸。2)pH为6.5时乙酸、丙酸和丁酸产量均显著高于pH为5.5(P<0.05)。pH为6.5时,产乙酸比例显著低于pH为5.5(P<0.001),而产丙酸和丁酸比例显著高于pH为5.5(P<0.001)。3)底物乳酸浓度为90 m时,乙酸产量和比例显著高于其他两组(P<0.05)。底物乳酸浓度为30 m组,丙酸和丁酸产量和比例显著高于底物乳酸浓度为90 mM组(P<0.05),且90 mM组显著高于15 mM组(P<0.05)。4)涉及乳酸分解相关关键酶编码基因随底物乳酸浓度及pH变化出现不出程度的显著差异表达(P<0.05)。本试验结果表明:底物浓度及pH可以在转录水平调控M.elsenii乳酸分解通路。试验四研究山羊瘤胃灌注低营养富集诱导M.elsdenii对高淀粉饲粮诱导SARA缓解作用。结果表明:1)灌菌组pH显著高于SARA组,同时显著低于对照组(P<0.05)。2)SARA组乳酸和丙酸浓度显著高于灌菌组及对照组(P<0.05),但对照组与灌菌组差异不显著(P>0.05)。SARA组和灌菌组丁酸浓度显著高于对照组(P<0.05)。对照组乙酸浓度显著高于灌菌组(P<0.05),但SARA组与对照组和灌菌组差异不显著(P>0.05)。3)SARA组S.bovi 数量显著高于灌菌组和对照组(P<0.05)。灌菌组Lactobacilli和B.fibrisolvens数量显著高于SARA组和对照组(P<0.05)。SARA组和灌菌组M.elsdenii和S.ruminantium数量显著高于对照组(P<0.05)。4)SARA组α-AMY和LDH酶活显著高于灌菌组(P<0.05),且灌菌组α-AMY酶活显著高于对照组(P<0.05)。5)SARA组LPS浓度显著高于灌菌组,且灌菌组显著高于对照组。本试验结果表明:通过瘤胃灌注低营养富集诱导M.elsdenii菌液可以改善高淀粉饲粮诱导SARA山羊瘤胃发酵,在一定程度上缓解酸中毒的发生。