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双歧杆菌在家畜疾病防治中的研究与应用

双歧杆菌（Bifidobacterium）是由Tissier首次从母乳喂养的婴儿粪便中分离，隶属于放线菌门放线菌纲双歧杆菌目双歧杆菌科双歧杆菌属。双歧杆菌是人和动物肠道的优势菌群，其丰度受年龄、健康状况和饲喂方式等因素影响。在家畜幼龄时期，双歧杆菌丰度较高，随着年龄增加，丰度逐渐降低。双歧杆菌可与病原微生物竞争肠道内的营养物质，或通过与其他微生物菌群互作来抑制病原菌的增殖和粘附，或通过诱导宿主免疫应答来维持肠道内环境的稳定，从而改善肠道健康。双歧杆菌是人和动物肠道疾病防治和食品科学领域研究的热点，近年研究表明，双歧杆菌在改善人和动物健康过程中发挥至关重要的作用。目前双歧杆菌制剂已经广泛应用于食品、美容保健、医药、饲料添加剂等领域，在动物疾病防治中也得到了广泛应用。双歧杆菌可改善家畜肠道健康、提高饲料转化率、调节机体免疫功能等。本文就双歧杆菌的种属分类、在家畜疾病防治防治中的作用机理及研究和应用进行综述，为双歧杆菌的开发和利用提供依据。

1双歧杆菌的种属分类

1.1双歧杆菌的生物学特性双歧杆菌为革兰阳性菌，无运动性、不产孢、不耐酸、厌氧。双歧杆菌的生理特性包括过氧化氢酶阴性，对氧敏感，GC含量高，对生长条件要求苛刻，最适生长温度为37～41℃，最适生长pH为6.5～7.0。其菌落形态多光滑，有凹凸且完整的边缘，颜色为乳白色到白色；其细胞呈杆状，末端分叉呈V形或Y形。在不利的生长条件下，其细胞形态表现出高度的多形性。研究表明，培养基中的N-乙酰葡萄糖、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸和Ca2+浓度等对双歧杆菌的细胞形态产生影响。

双歧杆菌的碳水化合物分解代谢途径不同于乳酸菌的同型发酵或异型发酵，而是通过特殊的双歧支路代谢途径，即果糖-6-磷酸途径发酵，终产物为乙酸和乳酸，两者摩尔比为3:2，还产生少量的甲酸和乙醇，不产生CO2、丙酸和丁酸。上述代谢途径是由于双歧杆菌缺乏醛缩酶和葡萄糖-6-磷酸脱氢酶而含有果糖-6-磷酸磷酸酮醇酶（F6PPK），该酶在双歧杆菌支路代谢中发挥着重要作用，因此F6PPK基因也可以作为双歧杆菌分类鉴别的工具。

1.2双歧杆菌分类根据《伯杰氏系统细菌学手册》（2012）中，双歧杆菌隶属于细菌域放线菌门放线菌纲双歧杆菌目双歧杆菌科双歧杆菌属。双歧杆菌属有32个种、9个亚种，来源于人类肠道、口腔、食物、动物胃肠道、昆虫肠道和污水等。最近，有相关文献报道从灵长类动物的粪便样本发现了新型双歧杆菌。动物源性菌株主要从猪、牛、羔羊、鸡、兔子等家畜禽的粪便中分离（见表1）。

表1动物源性双歧杆菌分类和来源

双歧杆菌传统分类和鉴定主要是依据表型方法，包括细胞形态、菌落形态、有无芽孢、运动性、革兰氏染色、营养需求、糖发酵、代谢产物等。该类方法不能将双歧杆菌与其他产乳酸细菌或乳酸杆菌完全区分开来。此外，有的双歧杆菌无法培养，其表型分析缺乏可靠和明确的结果。更重要的是，有些双歧杆菌菌株基因序列高度一致，但表型发生了变异。

随着遗传学和分子生物学的迅猛发展，基于核酸基因型的方法也被广泛用于双歧杆菌的检测与鉴定。在细菌染色体中，16SrRNA，23SrRNA和5SrRNA基因较保守，其中16SrRNA基因普遍用于细菌的分类鉴定的依据，被认为是细菌分类鉴定的金标准。研究者普遍使用16SrRNA基因序列对双歧杆菌进行系统发育分析，此外，基于双歧杆菌16SrRNA基因序列设计的特异性PCR引物，还可用于双歧杆菌的快速鉴别和定量。相关研究表明双歧杆菌属的各个种或亚种的16SrRNA基因具有高度相似性，在鉴别双歧杆菌属内的各个种或亚种中的分辨率较低为了克服这些技术的局限性，与单基因相比，依赖于多个保守分子标记，例如clpC、dnaB、dnaG、dnaJ1、purF和rpoC基因，还有tuf、recA、hsp60、groEL、groES和编码苏氨酸-tRNA连接酶（thrS）的多基因方法被证明在物种区分及系统发育分析方面更可靠。但这些基因仅能应用于有限的物种。近年来，全基因组测序技术正在逐渐取代传统的微生物分型和表征方法，基于基因组水平可对双歧杆菌物种进行精确的分类、分型及系统发育分析，还可揭示了双歧杆菌代谢机制及其与相应宿主之间的联系。

2双歧杆菌防治肠道疾病的作用机理

双歧杆菌耐受过胃肠道不利因素后，与肠上皮细胞粘附并定植于大肠；双歧杆菌代谢产物、肠道微生物及宿主肠道相互作用，保护肠道上皮屏障，调控肠道微生态平衡，促进肠道健康。

2.1双歧杆菌在肠道内的分布区域双歧杆菌在耐过胃肠道多种因素（如胃中的酸性pH值、胃酶、胆汁、胰酶）后，主要定植于哺乳动物的结肠。连续给大鼠灌胃长双歧杆菌BBMN687d后，采集粪便并检测其菌体情况，结果表明，长双歧杆菌BBMN68在胃和小肠中存活