动物微生态学科在我国的确立与发展

――纪念我国动物微生态学科奠基人之一何明清教授

文心田  程安春  潘康成

（四川农业大学，四川雅安，625014）

近几十年来，各门自然科学都有重大发展，生物科学更有重大突破，产生了不少新的学科或学科分支，其中微生态学及其分支动物微生态学是新兴学科之一。微生态学作为新学科名称，虽然已有30余年的时间，但其研究的深度已进入到分子生物学领域，已出现了3个主干学科分支，即人体微生态学、动物微生态学和植物微生态学。以下对动物微生态学及在我国的发展作回顾，以此纪念我国动物微生态学科奠基人之一何明清教授。

1 动物微生态学概念与分类

动物微生态学是研究动物体内微观环境中的正常微生物及其与宿主相互关系的微生态学分支。与人一样，动物体内存在与外界环境相联系的通道，如动物消化道、呼吸道和生殖道空间都可以看作是一个嵌入动物体内的外在环境。在这些空间中的微生物种群是宿主的环境因素之一，反过来这些空间对在其中定植的微生物来说也是环境因素。研究在这个环境生态系统中微生物与宿主相互作用的关系，对动物本身和人的需要来说，都具有非常重要的意义，而这正好是动物微生态学研究的主要内容和其独具的特色。动物微生态学按不同微生态领域，可有如下划分（略）：

2 动物微生态学新学科在我国的确立与发展

2.1 我国动物微生态学研究的历史

我国动物微生态学研究始于上世纪70年代后期，当时四川农学院何明清教授等致力于畜禽下痢病因的研究。他们针对畜禽服用抗生素导致二重感染和耐药增多、副作用明显的弊端，用筛选出的无病原性大肠杆菌SY-30菌株，制成活菌制剂预防仔猪黄痢收到良好效果。同一时期，江苏省农业科学院方定一教授研制的大肠杆菌NY-10菌株制剂预防仔猪黄痢也收到良好效果。1983年，何明清教授等发表了"对仔猪不同日龄不同肠段正常菌群与仔猪黄白痢病原菌关系的研究"，根据对下痢仔猪与健康仔猪12种肠道菌群的定量分析，提出了仔猪细菌性下痢的原因主要为肠内菌群比例失调的新观点，这是我国动物微生态学实验理论研究最早的成果。1981年，由中华预防医学会在大连召开第一届全国微生态学学术讨论会，当时兽医方面有5个单位的代表参加。这以后参加动物微生态研究的单位越来越多，发表了大量有关动物微生态学研究和应用的文章，或在各次全国微生态学术讨论会上交流。1988年，国家自然科学基金委员会即开始在动物微生态学方面批准立项，1990年后，四川农业大学（即原四川农学院）承担国家科委下达的国家"八五"攻关专题――动物微生物饲料添加剂研究，国家教委火炬计划――动物微生态制剂调痢生中试研究等项目。这些研究既涉及动物微生态基础理论研究，也有大量的应用研究，其间总结、交流、发表的研究报告和论文有数十篇。由四川农业大学何明清教授主持，多个单位数十位研究人员参加的该国家"八五"攻关专题和火炬计划，至1995年已通过专家鉴定或国家检验。在微生态基础理论方面有的达到国内领先或国际先进水平，微生态制剂中试工艺属国内首创，微生态制剂应用取得重大社会经济效益。此后的"九五"、"十五"、"十一五"期间，我国许多研究单位根据微生态平衡和微生态失调理论承担的"饲用微生物添加剂研究"、"益生素产业化研究"和"生物饲料添加剂研究"等课题，先后被列为国家科技攻关计划、"863"计划、国家火炬计划和高技术产业计划等。

在此期间，我国学者除了研究家畜动物如猪、牛、羊、兔和水产动物如鱼、虾、鳖等动物肠道正常菌群及利用微生态制剂在这些动物上的应用外，还有许多学者也研究了大熊猫肠道微生物菌群和利用动物微生态制剂对其治疗腹泻（张志和等1995，熊焰等2000ab，王强等1998）。同时也有报道，采用活菌制剂作为喷雾剂，可以调节鸡的呼吸道菌群和预防呼吸道感染（潘康成等，2012）。在动物微生态制剂作用机理方面，四川农业大学的研究深入到神经－内分泌－免疫系统方面的探讨，为动物微生态制剂的作用模式奠定研究理论基础（2007，2008）。随着动物微生态学的发展，采用传统的微生物群落多样性及结构分析是以纯培养技术为基础，通过微生物特征和生理生化特性等表型特征分析，只能培养与鉴定出约20%～40%的细菌，对一些存活但不可培养微生物的研究成为了制约微生态学发展的瓶颈；另外，传统的分离计数技术也难以满足对微生物群落结构变化进行动态监测的需求。因此，随着分子生物学技术的广泛应用，分子微生态学应运而生。分子微生态学依据样品中微生物核苷酸序列的不同，采用如荧光原位杂交技术、脉冲场凝胶电泳、ERIC-PCR技术、PCR-DGGE技术、实时荧光定量PCR技术分析其种类和相对数量，揭示微生物的种类组成以及种群数量比例情况，从而对微生物的群落结构得到一个比较客观、全面的认识。四川农业大学杨金龙博士等（2009）在肠道微生态的研究中，进行了ERIC-PCR后采用变性梯度凝胶电泳（DGGE）分析，发现该方法可显著提高其分辨率。目前，国内学者利用益生菌尤其是乳杆菌为载体来表达抗原蛋白研制基因工程口服活疫苗，刺激动物机体粘膜免疫系统产生高效的应答反应，同时具有益生、保健功能，因此该方向具有重要的研究和应用前景（王春凤等2010）。

2.2 全国动物微生态学会的创立与发展

从1981年第一届（大连）至1991年第五届（佳木斯）全国微生态学术讨论会上，有关动物微生态研究方面的人员逐渐增加。1990年11月，在四川农业大学召开中国微生物学会人兽共患病专业委员会代表会议期间，成立动物微生态学组。1991年9月，在佳木斯全国微生态学术会和西安全国家畜传染病学术会议期间，畜牧兽医组、生物技术组等方面的专家、教授67人联名建议在中国畜牧兽医学会内成立全国动物微生态学分会。1992年7月，中国畜牧兽医学会常务理事会批准了这项建议。同年9月，由四川农业大学筹办，在四川雅安隆重举行了中国畜牧兽医学会动物微生态学分会成立大会，会议代表120余人，会议上一致推选何明清教授任理事长，选出了理事和常务理事，并进行了第一次全国动物微生态学术讨论会，大会提交的论文涉及多种动物的微生态学研究，论文数量达150篇以上。1995年9月，由安徽农业大学筹办，在安徽黄山召开了第二次全国动物微生态学术讨论会，与会代表120余人，除7篇专题报告外，还有81篇论文参加大会交流，文章除各种动物微生态正常菌群研究，还有分子微生态学和较多微生态制剂方面的文章，会议期间，部分调整了学会理事会人员，增补了新的理事。

进入21世纪后，正值我国动物微生态学科进入快速发展时期，很不幸的是，何明清教授于2003年初因病去世。在新一代理事长程安春教授的带领下，2006年在广州市召开了第三届第八次全国动物微生态学术讨论会，来自全国24个省（市、自治区）的教学、科研、生产企业的246位代表出席了这次大会，会议交流论文132篇，涉及的研究领域包括基础微生态学、应用微生态学、感染微生态学、分子微生态学、生物饲料等。2008年在河南省新乡市召开了第九次全国动物微生态学术讨论会，全国22个省（市、自治区）的180余位代表出席会议，大会以"关注健康养殖，增进人类动物源食品安全"为主题，围绕动物微生态学科与饲料营养、兽药及其动物源食品安全、微生物与动物的相互关系、动物微生态制剂和动物的健康养殖与人类健康链的相互关系、新时期动物微生态制剂企业发展战略等相关领域展开了学术交流和讨论，会议共有交流论文254篇，其论文数量之多、涉及内容之广、学术水平之高、作者面目之新，为历届学术会议前所未有，该次会议折射《动物微生态学》学科发展的强劲势头。2010年，在河北省沧州市召开了第四届第十次全国动物微生态学术研讨会暨动物微生态企业发展论坛，来自全国24个省（市、自治区）的代表260余位出席大会，会议继续以"关注健康养殖，增进人类动物源食品安全"为主题，围绕饲料、兽药和动物源食品安全、动物微生态学科与饲料、微生物与动物的相互关系、动物微生态制剂和动物的健康养殖与人类健康链的相互关系，特别是微生态与低碳畜牧业的可持续发展、新时期动物微生态制剂企业发展战略(市场、人才、科技等)展开学术交流和讨论，会议除了15篇主题报告外，还有180余篇学术论文参加了交流。2012年11月在北京召开由中国畜牧兽医学会家畜生态学分会、家畜环境卫生学分会、动物微生态学分会、中国农业工程学会畜牧工程专委会共同组织的"生态环境与畜牧业可持续发展学术研讨会"的中国畜牧兽医学会2012年学术年会。

2.3 人才培养与教材建设

近20年来，我国农业高校和研究院招收动物微生态学方向研究生的单位越来越多。四川农业大学从80年代后期起，就在本科生和研究生中开设了《动物微生态学》课程，并招收了动物微生态学研究方向的硕士研究生，至今，四川农业大学已培养动物微生态学研究生已超过50人，导师增至6名。早在1993年，我国96个院校和科研单位中畜牧、兽医、水产、农学等学科423位教授、研究员、副教授、副研究员就曾联名建议国家教委设置微生态工程本科专业，这反映出了我国微生物学界许多专家、学者的认识，即培养微生态学科方面的人才既是新学科建设的需要，也是社会经济发展的需要。从2005年起，四川农业大学在在兽医学专业下招收了分子微生态学方向的博士研究生。

1992年，在国家教委支持下，以何明清教授为主编，国内11所院校和两个研究单位共25位专家、学者参加编写了我国第一部《动物微生态学》教材，于1994年8月由中国农业出版社出版。之后动物微生态学经过近10年的研究、发展并取得成果基础上，在教育部和四川农业大学的支持下，2001年5月在广州召开了《动物微生态学》（第二版）教材编委会。大家认为，1994年以来《动物微生态学》这门新兴学科发展很快，我国各高校每年必修、选修的本科生和研究生等近2000人，生产动物微生态产品企业近300家，我国将加入WTO，国家及各省（市、自治区）已加大对安全、无污染、无残留的绿色生态养殖的投入力度，1992～2001年已召开了10次以上动物微生态学方面的研讨会（包括全国会员代表大会、学术研讨会和理事会），会员及同行要求再版教材的呼声很高，到2004年2月完成对《动物微生态学》教材修订和再版（四川科学技术出版社），全书文字由原来的19万字增加至53万字。

3 动物微生态制剂

动物微生态制剂是何明清教授1989年参加第九届国际悉生生物学会议（法国巴黎）后进一步提出并在动物微生态学术界得到了普遍接受。它是指在动物微生态理论指导下，用动物体内正常有益微生物经专门工艺研制而成的活菌制剂（可为单一或复合菌剂）。该制剂进入动物体内后，能调整体内正常菌群，改善微生态环境，维持微生态平衡，增强机体免疫力，促进生长发育，而且无毒副作用。

动物微生态制剂依据研制目的和作用不同，一般分为微生态饲用添加剂（以促进畜禽生长为主）和微生态调节剂（以对畜禽防病、治病为主）两类。我国动物微生态制剂的研究已取得了许多成果，如大连医学院的促菌生、四川农业大学的调痢生、南京农业大学的促康生、山东农业科学研究院的健复生等。1991年，农业部对调痢生（8501）正式下达了新兽药证书，并于1992年由何明清教授主持，在四川农业大学建立第一家动物微生态制剂中试厂。至1995年，国家科委下达的国家"九五"攻关项目――益生素产业化研究，由多家企业和院校承担，之后，国内有数家企业正式生产动物微生态制剂。到目前为止，全国可生产动物微生态制剂的企业已超过400家（包括农业部批准生产的一类和二类产品企业），我国市场上供应饲用微生态制剂品种繁多，包括单一菌剂，更多的是复合菌剂，年产量达15万吨以上，年销售额大约在20亿人民币，销售额在1亿元以上的不足5家，产品年销售额在3000万元以上不过几十家，大多数企业的年销售额在1000万元以下，根据目前国内饲料年生产总量和猪、禽、反刍和水产等动物的养殖总量来计算，国内微生物饲料添加剂的市场容量在180 亿元至200 亿元之间。由于微生态制剂安全、效果明显、无毒副作用、无残留这些突出特点，相信动物微生态制剂的研制还会有更多的新成果，相应的行业会有更大的发展，同时这也必将促进我国动物微生态学整体学科的发展与提高。

参考文献（略）（备注：文章于2014年发表于学会成立22周年纪念册）