動(dòng)物微生態(tài)學(xué)科在我國的確立與發(fā)展

――紀(jì)念我國動(dòng)物微生態(tài)學(xué)科奠基人之一何明清教授

文心田  程安春  潘康成

（四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，四川雅安，625014）

近幾十年來，各門自然科學(xué)都有重大發(fā)展，生物科學(xué)更有重大突破，產(chǎn)生了不少新的學(xué)科或?qū)W科分支，其中微生態(tài)學(xué)及其分支動(dòng)物微生態(tài)學(xué)是新興學(xué)科之一。微生態(tài)學(xué)作為新學(xué)科名稱，雖然已有30余年的時(shí)間，但其研究的深度已進(jìn)入到分子生物學(xué)領(lǐng)域，已出現(xiàn)了3個(gè)主干學(xué)科分支，即人體微生態(tài)學(xué)、動(dòng)物微生態(tài)學(xué)和植物微生態(tài)學(xué)。以下對(duì)動(dòng)物微生態(tài)學(xué)及在我國的發(fā)展作回顧，以此紀(jì)念我國動(dòng)物微生態(tài)學(xué)科奠基人之一何明清教授。

1 動(dòng)物微生態(tài)學(xué)概念與分類

動(dòng)物微生態(tài)學(xué)是研究動(dòng)物體內(nèi)微觀環(huán)境中的正常微生物及其與宿主相互關(guān)系的微生態(tài)學(xué)分支。與人一樣，動(dòng)物體內(nèi)存在與外界環(huán)境相聯(lián)系的通道，如動(dòng)物消化道、呼吸道和生殖道空間都可以看作是一個(gè)嵌入動(dòng)物體內(nèi)的外在環(huán)境。在這些空間中的微生物種群是宿主的環(huán)境因素之一，反過來這些空間對(duì)在其中定植的微生物來說也是環(huán)境因素。研究在這個(gè)環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)中微生物與宿主相互作用的關(guān)系，對(duì)動(dòng)物本身和人的需要來說，都具有非常重要的意義，而這正好是動(dòng)物微生態(tài)學(xué)研究的主要內(nèi)容和其獨(dú)具的特色。動(dòng)物微生態(tài)學(xué)按不同微生態(tài)領(lǐng)域，可有如下劃分（略）：

2 動(dòng)物微生態(tài)學(xué)新學(xué)科在我國的確立與發(fā)展

2.1 我國動(dòng)物微生態(tài)學(xué)研究的歷史

我國動(dòng)物微生態(tài)學(xué)研究始于上世紀(jì)70年代后期，當(dāng)時(shí)四川農(nóng)學(xué)院何明清教授等致力于畜禽下痢病因的研究。他們針對(duì)畜禽服用抗生素導(dǎo)致二重感染和耐藥增多、副作用明顯的弊端，用篩選出的無病原性大腸桿菌SY-30菌株，制成活菌制劑預(yù)防仔豬黃痢收到良好效果。同一時(shí)期，江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院方定一教授研制的大腸桿菌NY-10菌株制劑預(yù)防仔豬黃痢也收到良好效果。1983年，何明清教授等發(fā)表了"對(duì)仔豬不同日齡不同腸段正常菌群與仔豬黃白痢病原菌關(guān)系的研究"，根據(jù)對(duì)下痢仔豬與健康仔豬12種腸道菌群的定量分析，提出了仔豬細(xì)菌性下痢的原因主要為腸內(nèi)菌群比例失調(diào)的新觀點(diǎn)，這是我國動(dòng)物微生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)理論研究最早的成果。1981年，由中華預(yù)防醫(yī)學(xué)會(huì)在大連召開第一屆全國微生態(tài)學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)，當(dāng)時(shí)獸醫(yī)方面有5個(gè)單位的代表參加。這以后參加動(dòng)物微生態(tài)研究的單位越來越多，發(fā)表了大量有關(guān)動(dòng)物微生態(tài)學(xué)研究和應(yīng)用的文章，或在各次全國微生態(tài)學(xué)術(shù)討論會(huì)上交流。1988年，國家自然科學(xué)基金委員會(huì)即開始在動(dòng)物微生態(tài)學(xué)方面批準(zhǔn)立項(xiàng)，1990年后，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)（即原四川農(nóng)學(xué)院）承擔(dān)國家科委下達(dá)的國家"八五"攻關(guān)專題――動(dòng)物微生物飼料添加劑研究，國家教委火炬計(jì)劃――動(dòng)物微生態(tài)制劑調(diào)痢生中試研究等項(xiàng)目。這些研究既涉及動(dòng)物微生態(tài)基礎(chǔ)理論研究，也有大量的應(yīng)用研究，其間總結(jié)、交流、發(fā)表的研究報(bào)告和論文有數(shù)十篇。由四川農(nóng)業(yè)大學(xué)何明清教授主持，多個(gè)單位數(shù)十位研究人員參加的該國家"八五"攻關(guān)專題和火炬計(jì)劃，至1995年已通過專家鑒定或國家檢驗(yàn)。在微生態(tài)基礎(chǔ)理論方面有的達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先或國際先進(jìn)水平，微生態(tài)制劑中試工藝屬國內(nèi)首創(chuàng)，微生態(tài)制劑應(yīng)用取得重大社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。此后的"九五"、"十五"、"十一五"期間，我國許多研究單位根據(jù)微生態(tài)平衡和微生態(tài)失調(diào)理論承擔(dān)的"飼用微生物添加劑研究"、"益生素產(chǎn)業(yè)化研究"和"生物飼料添加劑研究"等課題，先后被列為國家科技攻關(guān)計(jì)劃、"863"計(jì)劃、國家火炬計(jì)劃和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)計(jì)劃等。

在此期間，我國學(xué)者除了研究家畜動(dòng)物如豬、牛、羊、兔和水產(chǎn)動(dòng)物如魚、蝦、鱉等動(dòng)物腸道正常菌群及利用微生態(tài)制劑在這些動(dòng)物上的應(yīng)用外，還有許多學(xué)者也研究了大熊貓腸道微生物菌群和利用動(dòng)物微生態(tài)制劑對(duì)其治療腹瀉（張志和等1995，熊焰等2000ab，王強(qiáng)等1998）。同時(shí)也有報(bào)道，采用活菌制劑作為噴霧劑，可以調(diào)節(jié)雞的呼吸道菌群和預(yù)防呼吸道感染（潘康成等，2012）。在動(dòng)物微生態(tài)制劑作用機(jī)理方面，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)的研究深入到神經(jīng)－內(nèi)分泌－免疫系統(tǒng)方面的探討，為動(dòng)物微生態(tài)制劑的作用模式奠定研究理論基礎(chǔ)（2007，2008）。隨著動(dòng)物微生態(tài)學(xué)的發(fā)展，采用傳統(tǒng)的微生物群落多樣性及結(jié)構(gòu)分析是以純培養(yǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，通過微生物特征和生理生化特性等表型特征分析，只能培養(yǎng)與鑒定出約20%～40%的細(xì)菌，對(duì)一些存活但不可培養(yǎng)微生物的研究成為了制約微生態(tài)學(xué)發(fā)展的瓶頸；另外，傳統(tǒng)的分離計(jì)數(shù)技術(shù)也難以滿足對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的需求。因此，隨著分子生物學(xué)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，分子微生態(tài)學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。分子微生態(tài)學(xué)依據(jù)樣品中微生物核苷酸序列的不同，采用如熒光原位雜交技術(shù)、脈沖場(chǎng)凝膠電泳、ERIC-PCR技術(shù)、PCR-DGGE技術(shù)、實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)分析其種類和相對(duì)數(shù)量，揭示微生物的種類組成以及種群數(shù)量比例情況，從而對(duì)微生物的群落結(jié)構(gòu)得到一個(gè)比較客觀、全面的認(rèn)識(shí)。四川農(nóng)業(yè)大學(xué)楊金龍博士等（2009）在腸道微生態(tài)的研究中，進(jìn)行了ERIC-PCR后采用變性梯度凝膠電泳（DGGE）分析，發(fā)現(xiàn)該方法可顯著提高其分辨率。目前，國內(nèi)學(xué)者利用益生菌尤其是乳桿菌為載體來表達(dá)抗原蛋白研制基因工程口服活疫苗，刺激動(dòng)物機(jī)體粘膜免疫系統(tǒng)產(chǎn)生高效的應(yīng)答反應(yīng)，同時(shí)具有益生、保健功能，因此該方向具有重要的研究和應(yīng)用前景（王春鳳等2010）。

2.2 全國動(dòng)物微生態(tài)學(xué)會(huì)的創(chuàng)立與發(fā)展

從1981年第一屆（大連）至1991年第五屆（佳木斯）全國微生態(tài)學(xué)術(shù)討論會(huì)上，有關(guān)動(dòng)物微生態(tài)研究方面的人員逐漸增加。1990年11月，在四川農(nóng)業(yè)大學(xué)召開中國微生物學(xué)會(huì)人獸共患病專業(yè)委員會(huì)代表會(huì)議期間，成立動(dòng)物微生態(tài)學(xué)組。1991年9月，在佳木斯全國微生態(tài)學(xué)術(shù)會(huì)和西安全國家畜傳染病學(xué)術(shù)會(huì)議期間，畜牧獸醫(yī)組、生物技術(shù)組等方面的專家、教授67人聯(lián)名建議在中國畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)內(nèi)成立全國動(dòng)物微生態(tài)學(xué)分會(huì)。1992年7月，中國畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)常務(wù)理事會(huì)批準(zhǔn)了這項(xiàng)建議。同年9月，由四川農(nóng)業(yè)大學(xué)籌辦，在四川雅安隆重舉行了中國畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)動(dòng)物微生態(tài)學(xué)分會(huì)成立大會(huì)，會(huì)議代表120余人，會(huì)議上一致推選何明清教授任理事長(zhǎng)，選出了理事和常務(wù)理事，并進(jìn)行了第一次全國動(dòng)物微生態(tài)學(xué)術(shù)討論會(huì)，大會(huì)提交的論文涉及多種動(dòng)物的微生態(tài)學(xué)研究，論文數(shù)量達(dá)150篇以上。1995年9月，由安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)籌辦，在安徽黃山召開了第二次全國動(dòng)物微生態(tài)學(xué)術(shù)討論會(huì)，與會(huì)代表120余人，除7篇專題報(bào)告外，還有81篇論文參加大會(huì)交流，文章除各種動(dòng)物微生態(tài)正常菌群研究，還有分子微生態(tài)學(xué)和較多微生態(tài)制劑方面的文章，會(huì)議期間，部分調(diào)整了學(xué)會(huì)理事會(huì)人員，增補(bǔ)了新的理事。

進(jìn)入21世紀(jì)后，正值我國動(dòng)物微生態(tài)學(xué)科進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，很不幸的是，何明清教授于2003年初因病去世。在新一代理事長(zhǎng)程安春教授的帶領(lǐng)下，2006年在廣州市召開了第三屆第八次全國動(dòng)物微生態(tài)學(xué)術(shù)討論會(huì)，來自全國24個(gè)省（市、自治區(qū)）的教學(xué)、科研、生產(chǎn)企業(yè)的246位代表出席了這次大會(huì)，會(huì)議交流論文132篇，涉及的研究領(lǐng)域包括基礎(chǔ)微生態(tài)學(xué)、應(yīng)用微生態(tài)學(xué)、感染微生態(tài)學(xué)、分子微生態(tài)學(xué)、生物飼料等。2008年在河南省新鄉(xiāng)市召開了第九次全國動(dòng)物微生態(tài)學(xué)術(shù)討論會(huì)，全國22個(gè)?。ㄊ?、自治區(qū)）的180余位代表出席會(huì)議，大會(huì)以"關(guān)注健康養(yǎng)殖，增進(jìn)人類動(dòng)物源食品安全"為主題，圍繞動(dòng)物微生態(tài)學(xué)科與飼料營養(yǎng)、獸藥及其動(dòng)物源食品安全、微生物與動(dòng)物的相互關(guān)系、動(dòng)物微生態(tài)制劑和動(dòng)物的健康養(yǎng)殖與人類健康鏈的相互關(guān)系、新時(shí)期動(dòng)物微生態(tài)制劑企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略等相關(guān)領(lǐng)域展開了學(xué)術(shù)交流和討論，會(huì)議共有交流論文254篇，其論文數(shù)量之多、涉及內(nèi)容之廣、學(xué)術(shù)水平之高、作者面目之新，為歷屆學(xué)術(shù)會(huì)議前所未有，該次會(huì)議折射《動(dòng)物微生態(tài)學(xué)》學(xué)科發(fā)展的強(qiáng)勁勢(shì)頭。2010年，在河北省滄州市召開了第四屆第十次全國動(dòng)物微生態(tài)學(xué)術(shù)研討會(huì)暨動(dòng)物微生態(tài)企業(yè)發(fā)展論壇，來自全國24個(gè)?。ㄊ?、自治區(qū)）的代表260余位出席大會(huì)，會(huì)議繼續(xù)以"關(guān)注健康養(yǎng)殖，增進(jìn)人類動(dòng)物源食品安全"為主題，圍繞飼料、獸藥和動(dòng)物源食品安全、動(dòng)物微生態(tài)學(xué)科與飼料、微生物與動(dòng)物的相互關(guān)系、動(dòng)物微生態(tài)制劑和動(dòng)物的健康養(yǎng)殖與人類健康鏈的相互關(guān)系，特別是微生態(tài)與低碳畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展、新時(shí)期動(dòng)物微生態(tài)制劑企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略(市場(chǎng)、人才、科技等)展開學(xué)術(shù)交流和討論，會(huì)議除了15篇主題報(bào)告外，還有180余篇學(xué)術(shù)論文參加了交流。2012年11月在北京召開由中國畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)家畜生態(tài)學(xué)分會(huì)、家畜環(huán)境衛(wèi)生學(xué)分會(huì)、動(dòng)物微生態(tài)學(xué)分會(huì)、中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)畜牧工程專委會(huì)共同組織的"生態(tài)環(huán)境與畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展學(xué)術(shù)研討會(huì)"的中國畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)2012年學(xué)術(shù)年會(huì)。

2.3 人才培養(yǎng)與教材建設(shè)

近20年來，我國農(nóng)業(yè)高校和研究院招收動(dòng)物微生態(tài)學(xué)方向研究生的單位越來越多。四川農(nóng)業(yè)大學(xué)從80年代后期起，就在本科生和研究生中開設(shè)了《動(dòng)物微生態(tài)學(xué)》課程，并招收了動(dòng)物微生態(tài)學(xué)研究方向的碩士研究生，至今，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)已培養(yǎng)動(dòng)物微生態(tài)學(xué)研究生已超過50人，導(dǎo)師增至6名。早在1993年，我國96個(gè)院校和科研單位中畜牧、獸醫(yī)、水產(chǎn)、農(nóng)學(xué)等學(xué)科423位教授、研究員、副教授、副研究員就曾聯(lián)名建議國家教委設(shè)置微生態(tài)工程本科專業(yè)，這反映出了我國微生物學(xué)界許多專家、學(xué)者的認(rèn)識(shí)，即培養(yǎng)微生態(tài)學(xué)科方面的人才既是新學(xué)科建設(shè)的需要，也是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。從2005年起，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)在在獸醫(yī)學(xué)專業(yè)下招收了分子微生態(tài)學(xué)方向的博士研究生。

1992年，在國家教委支持下，以何明清教授為主編，國內(nèi)11所院校和兩個(gè)研究單位共25位專家、學(xué)者參加編寫了我國第一部《動(dòng)物微生態(tài)學(xué)》教材，于1994年8月由中國農(nóng)業(yè)出版社出版。之后動(dòng)物微生態(tài)學(xué)經(jīng)過近10年的研究、發(fā)展并取得成果基礎(chǔ)上，在教育部和四川農(nóng)業(yè)大學(xué)的支持下，2001年5月在廣州召開了《動(dòng)物微生態(tài)學(xué)》（第二版）教材編委會(huì)。大家認(rèn)為，1994年以來《動(dòng)物微生態(tài)學(xué)》這門新興學(xué)科發(fā)展很快，我國各高校每年必修、選修的本科生和研究生等近2000人，生產(chǎn)動(dòng)物微生態(tài)產(chǎn)品企業(yè)近300家，我國將加入WTO，國家及各?。ㄊ?、自治區(qū)）已加大對(duì)安全、無污染、無殘留的綠色生態(tài)養(yǎng)殖的投入力度，1992～2001年已召開了10次以上動(dòng)物微生態(tài)學(xué)方面的研討會(huì)（包括全國會(huì)員代表大會(huì)、學(xué)術(shù)研討會(huì)和理事會(huì)），會(huì)員及同行要求再版教材的呼聲很高，到2004年2月完成對(duì)《動(dòng)物微生態(tài)學(xué)》教材修訂和再版（四川科學(xué)技術(shù)出版社），全書文字由原來的19萬字增加至53萬字。

3 動(dòng)物微生態(tài)制劑

動(dòng)物微生態(tài)制劑是何明清教授1989年參加第九屆國際悉生生物學(xué)會(huì)議（法國巴黎）后進(jìn)一步提出并在動(dòng)物微生態(tài)學(xué)術(shù)界得到了普遍接受。它是指在動(dòng)物微生態(tài)理論指導(dǎo)下，用動(dòng)物體內(nèi)正常有益微生物經(jīng)專門工藝研制而成的活菌制劑（可為單一或復(fù)合菌劑）。該制劑進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)后，能調(diào)整體內(nèi)正常菌群，改善微生態(tài)環(huán)境，維持微生態(tài)平衡，增強(qiáng)機(jī)體免疫力，促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育，而且無毒副作用。

動(dòng)物微生態(tài)制劑依據(jù)研制目的和作用不同，一般分為微生態(tài)飼用添加劑（以促進(jìn)畜禽生長(zhǎng)為主）和微生態(tài)調(diào)節(jié)劑（以對(duì)畜禽防病、治病為主）兩類。我國動(dòng)物微生態(tài)制劑的研究已取得了許多成果，如大連醫(yī)學(xué)院的促菌生、四川農(nóng)業(yè)大學(xué)的調(diào)痢生、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的促康生、山東農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院的健復(fù)生等。1991年，農(nóng)業(yè)部對(duì)調(diào)痢生（8501）正式下達(dá)了新獸藥證書，并于1992年由何明清教授主持，在四川農(nóng)業(yè)大學(xué)建立第一家動(dòng)物微生態(tài)制劑中試廠。至1995年，國家科委下達(dá)的國家"九五"攻關(guān)項(xiàng)目――益生素產(chǎn)業(yè)化研究，由多家企業(yè)和院校承擔(dān)，之后，國內(nèi)有數(shù)家企業(yè)正式生產(chǎn)動(dòng)物微生態(tài)制劑。到目前為止，全國可生產(chǎn)動(dòng)物微生態(tài)制劑的企業(yè)已超過400家（包括農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)生產(chǎn)的一類和二類產(chǎn)品企業(yè)），我國市場(chǎng)上供應(yīng)飼用微生態(tài)制劑品種繁多，包括單一菌劑，更多的是復(fù)合菌劑，年產(chǎn)量達(dá)15萬噸以上，年銷售額大約在20億人民幣，銷售額在1億元以上的不足5家，產(chǎn)品年銷售額在3000萬元以上不過幾十家，大多數(shù)企業(yè)的年銷售額在1000萬元以下，根據(jù)目前國內(nèi)飼料年生產(chǎn)總量和豬、禽、反芻和水產(chǎn)等動(dòng)物的養(yǎng)殖總量來計(jì)算，國內(nèi)微生物飼料添加劑的市場(chǎng)容量在180 億元至200 億元之間。由于微生態(tài)制劑安全、效果明顯、無毒副作用、無殘留這些突出特點(diǎn)，相信動(dòng)物微生態(tài)制劑的研制還會(huì)有更多的新成果，相應(yīng)的行業(yè)會(huì)有更大的發(fā)展，同時(shí)這也必將促進(jìn)我國動(dòng)物微生態(tài)學(xué)整體學(xué)科的發(fā)展與提高。

參考文獻(xiàn)（略）（備注：文章于2014年發(fā)表于學(xué)會(huì)成立22周年紀(jì)念冊(cè)）