摘要：介紹了瘤胃真菌的特點、形態、與其他微生物的關系、在飼料降解中的作用和影響瘤胃真菌種群的因素。最后概述了瘤胃真菌的應用前景。
      關鍵詞：反芻動物；瘤胃真菌；飼料；應用
      
      1瘤胃真菌的特點
      真菌普遍存在于許多草食動物（如反芻動物、馬、袋鼠和象）的消化道中。目前從瘤胃中分離得到的真菌共計5個屬10余個種之多，其5個屬分別為Neocallimastix,Piromyces,Caecomyces,Orpinomyces和Aaeromyces。它們有溶解纖維的特性，并且都具有降解植物細胞壁中結構性碳水化合物的能力。
      現得到的真菌分單中心類型真菌和多中心類型真菌兩大類。前者包括 3個屬（Neocallimastix，Piromyces和    Aaecomyces）的12種真菌；后者包括2個屬，即Aaecomyces和Orpinomyces的3種真菌。在單中心類型中，菌絲體通常形成單個孢子囊，而在多中心類型中，菌絲體形成多個孢子囊。
      瘤胃真菌的生活周期主要有兩個階段構成，即具有鞭毛和運動能力的游離孢子階段和附著在消化碎片上的不動的營養體階段。游離孢子可存活24－32
      h。隨著孢子在孢子囊內逐漸成熟，孢子囊破裂釋放出孢子，游離孢子附著在植物組織上生長，逐漸形成新的菌絲體。
      所有瘤胃真菌均生長在一狹窄的溫度范圍（33一41℃），最適pH值為6．5－6．8，嚴格厭氧。由于缺少細胞色素、奈醌及線粒體RNA，瘤胃真菌只能靠發酵過程提供能量。發酵基質為多種碳水化合物，包括有直鏈和支鏈淀粉、羥甲基纖維素、晶體纖維素等。
      2瘤胃真菌形態
      利用現有一系列嚴格厭氧技術，從反芻動物瘤胃中分離到真菌，在體視顯微鏡下觀察發現，第1種：菌落呈放射狀，菌體較大，多數單中心，類似于Neocallimastix菌；第2種：菌落小于Neocallimastix菌，有透明環，多為單中心，類似于Piromyces菌；第3種：菌落顆粒狀，無菌絲，類似于Sphaeromonas菌。在相差顯微鏡下可看到真菌孢子多為圓形，也有桑椹形和梭形；鞭毛數量有多有少，從1根到10多根不等；孢子囊有圓形、橢圓形、圓柱形等，孢子囊大多有孢子柄。
      3瘤胃真菌與其他微生物的關系
      在瘤胃生態系統中，細菌、纖毛蟲、真菌3種之間相互制約，相互共生。由于瘤胃生態系統十分復雜，有關3種類群之間的互作關系研究較少，資料相對貧乏。就真菌而言，它們占瘤胃微生物的比例。對底物的專一性和氮營養特性，還有待于進一步研究。Wood等對體外的研究表明，瘤胃真菌和產甲烷細菌共同培養可明顯地提高植物纖維降解酶的活性，這種促進作用認為是產甲烷細菌影響了分解纖維素真菌的活性，改變了發酵產物，趨于產生更多的乙酸、甲烷和二氧化碳。Stewart等指出，瘤胃真菌和產甲烷菌共同培養，可提高真菌對促進動物生長如莫能菌素和拉沙里菌素等的抵抗力。但也有瘤胃真菌抑制真菌降解纖維的報道，如真菌與瘤胃球菌共同培養，N.frontalis溶解秸稈的能力顯著下降。Akin發現，瘤胃真菌及瘤胃細菌混合培養液中使用抗菌素后，群集在飼草上的真菌數增加。Orpin報道，瘤胃纖毛蟲的運動可增強真菌種群的活性，同時，纖毛蟲也可吞噬真菌游離孢子，在飼糧的降解中調節瘤胃真菌各種群的數量。
      4瘤胃真菌在飼料降解中的作用
      Bauchop利用顯微鏡技術研究指出，真菌是瘤胃微生物中的一類功能菌，它們廣泛地集群于植物纖維上，絕大多數為纖維分解菌。此外，Wallace和Jobin發現瘤胃真菌還具有降解蛋白質和淀粉能力。
      4．1瘤胃真菌對粗纖維的降解
      4．1．1物理性降解
      通過超微結構觀察，可以了解到，從孢子囊中釋出的游動的孢子可游動到易于集聚的植物組織部位，穿透基質并進入內部，進而產生假根，從完整的碳水化合物中釋出多糖。某些真菌還能產生一些類似于植物病原藻狀菌的突出結構，用來穿透植物細胞壁，從而大大增加瘤胃細菌在植物上的棲居部位，加強了瘤胃微生物的降解速度。因此，盡管細菌是瘤胃內主要分解纖維的微生物，但真菌卻是首先深入植物纖維組織中的微生物，之后細菌發酵才得以進行。
      4．1．2化學性降解
      迄今為止，人們發現瘤胃真菌可分泌多種降解纖維素的酶，其中主要有纖維素酶、半纖維素酶、木聚糖酶、半乳糖醛酸酶等13種酶；而在這些酶中，研究最多的為木聚糖酶和纖
      維素酶。
      Mountfort以N．frontalis為對象，系統地研究了木聚糖酶。研究結果表明，木聚糖酶主要存在于真菌培養液中，其在水值為5．5、溫度為55℃條件下，可將木聚糖分解為木二糖和木糖低聚糖。撤胃真菌分泌的纖維素酶是多組分的酶，其主要包含3種酶，即C1、CX和β葡萄糖著酶。C1酶的主要作用是分解天然的晶體纖維；CX酶是水解酶，作用于可溶性纖維素衍生物，其包含2種組分：內切β-1，4葡萄糖著酶，其可以從纖維素內部切開β-1，4糖著鍵；外切β-1,4葡萄糖著酶，則從非還原端切下含l－2個葡萄糖殘基的還原糖。
      4．2淀粉的降解
      新近研究表明，瘤胃真菌能產生小淀粉酶及淀粉葡萄糖昔酶。Wallace和Johlin發現，許多瘤胃真菌可利用淀粉和麥芽糖為底物，這表明瘤胃真菌能分泌產生降解淀粉的酶。Mcallister等對此進行了系統的研究，結果發現加Orpinomycesjoyhonil,N.Patriciarum及Piromycescommunis皆有降解淀粉的能力，且多種真菌共存時降解淀粉的能力比單一真菌時強。然而有關真菌在降解淀粉中起主要作用的酶，還有待進一步研究。據William報道，在無低聚葡萄糖著酶時，從N．fron-talis中提取的粗酶可部分降解淀粉，產生葡萄糖，并由此認為真菌對淀粉的降解主要是通過其分泌產生的淀粉葡萄糖音酶起作用。而Mountfort發現，N．fron-talis對淀粉的降解主要是通過其分泌的α-淀粉酶起作用，降解產物為麥芽糖、麥芽三糖和長鏈低聚糖，而非葡萄糖。目前，人們已從N.fron-talis中提取出這兩種酶，并檢測出其中α-淀粉酶在體外降解底物的最適pH值為5．3，最適溫度為55℃。
      4．3蛋白質的降解
      瘤胃真菌也具有蛋白質分解能力，并參與瘤胃中日糧蛋白質的降解過程。Wallace和Jobin報道，厭氧真菌Neocallimastixfrontalis能合成金屬蛋白酶，并在生長后期分泌到胸外，這類微生物的蛋白酶水解酶蛋白和青草粉蛋白的比活性與瘤胃細菌相似。Michel等發現有7種瘤胃真菌（分屬于4個屬：Neocallimastix，Piromyces，Caecomyces和Orpinomyces）可分泌蛋白酶，這7種瘤胃真菌分泌的蛋白酶皆有氨基酶的活性，其中兩種還具有肽鏈內切酶的活性，但無核態酶活性。與大多數的纖維分解菌不具有分解蛋白質的能力相比，同時具有分解纖維和蛋白質的能力是瘤胃真菌的一個顯著特點。
      5影響癌胃真菌種群的因素
      5．1飼糧
      瘤胃內作為微生物營養的飼料底物類型對瘤胃真菌種群有著非常重要的影響。據 Bauchpo報道，當飼喂纖維素含量較高的日糧時，反芻動物瘤胃真菌數比飼喂纖維素含量低的日糧高。Orpin研究指出，植物復合物能刺激游動孢子的產生，從而產生較多數量的真菌。Windham等則發現飼喂玉米和蠶豆莢的奶牛體內真菌數增加，但不提高微生物的纖維降解能力。
      5．2氦源
      研究Neocallimastix種類的學者發現，真菌生長所需氮源為NH+4和氨基酸形式的氮，但是混合氨基酸比支鏈的生長更快，并能直接合成蛋白質。
      5．3硫
      硫元素是瘤胃真菌合成含硫氨基酸（蛋氨酸、半跳氨酸）和輔酶的必需礦物質，硫不但影響真菌的數量，也影響真菌降解纖維素的能力。在澳大利亞施含硫的禾本科牧草和補充蛋氨酸，綿羊瘤胃中真菌數量增多；而飼喂缺硫牧草的真菌數量較少，甚至缺乏。Orpin等對 N．partriarum的體外培養研究表明，真菌生長需硫化合物作為硫的營養成分來源，當供給硫酸鹽時，真菌生長被抑制。因此，作者認為硫酸鹽不能作為真菌的硫的營養源。
      5．4 pH值
      據Grenet等報道，當瘤胃內pH值降至5．5以下，瘤胃中產生的游動孢子數量減少，從而使形成的真菌數減少。
      6瘤胃真菌的應用前景
      6．1瘤胃真菌的遺傳修飾
      通過分子生物學的方法把外源酶基因引入瘤胃特定的真菌中，由其攜帶走殖于瘤胃內并表達，將優于瘤胃自身酶的外源酶活特性引入瘤胃。目前發展的可能方向是：①向優勢生長的菌株中導入纖維素酶基因，增加瘤胃環境中纖維酶的相對數量；②在優勢菌株中引入降解木質素的酶基因，克服木質素對飼料降解速度的影響；③在耐酸生長的真菌中插入耐酸纖維素酶基因，使纖維素在瘤胃pH值低于6時仍然被分解。
      6．2利用瘤胃真菌處理秸稈
      由于痛胃真菌具有很強的降解不同植物大小片段的能力，那么具有高效降解能力的菌株有望在動物飼料生產上開發利用，如它可以用來解決目前的秸稈問題。因技術的限制，我國大量的秸稈，特別是稻草和麥秸被焚燒，造成環境污染。如果這些秸稈能通過厭氧真菌發酵，變成有用的工業產品，如動物飼料等，既變廢為寶，又減少了環境污染。
      6．3優質真菌蛋白來源
      與其他真菌相比，瘤胃真菌蛋白除具有較高的谷氨酸、天冬氨酸及丙氨酸外，其所含的源氨酸、異亮氨酸、精氨酸及組氨酸等必需氨基酸顯著高于其他真菌。此外，瘤胃真菌細
      胞壁中的幾丁質組分，具有抗瘤胃蛋白酶降解的能力，但能被小腸內蛋白酶降解。因此，如果通過大規模的厭氧發酵，再將高效瘤胃真菌的發酵液通過濃縮處理，把這一復合酶系添加到飼料中，其能成為良好的飼料蛋白來源。
      6．4轉基因植物和動物
      目前的研究結果證實，痛胃真菌不僅產生一系列多種多樣的酶，而且其中許多酶比現有酶制劑的活性更高。加拿大學者已從瘤胃真菌中分離到具有超活性的木聚糖酶，并通過分子克隆等手段使其酶活達到目前市場所用酶的酶活7倍。如果直接轉入植物和動物體內的瘤胃真菌降解酶基因能成功表達，這種生物反應器就可產生大量的降解酶，而且也簡化了酶的后期加工過程。因此，這種生產方式對于降低飼料成本，提高飼料報酬是十分有利的。