随着集约化农牧业的发展,动物感染各种病菌的机率大大增加。畜牧业生产中,抗生素在预防、治疗家畜疾病、促生长等起到重要作用,但长期使用抗生素会导致动物机体免疫力下降、病原性细菌耐药性上升、肠道菌群失调,其负面效应日益显现。在国家以及全球提倡畜牧业领域禁止使用抗生素的背景下,寻找抗生素替代品的难题迫切摆在人们面前。中草药作为自然界的天然瑰宝,具有抗菌、抗病毒、促生长、提高免疫力和抗氧化性等功效,而且具有低毒性、对病菌不产生耐药性等优势,是抗生素的最佳替代品。本研究对西北主要七种中药材进行有效成分提取,通过体外平板筛选有效抑菌成分,对所筛选成分进行模拟瘤胃抑菌分析,同时观察对微生物区系的影响,最后探讨其抑菌机理,得出中药提取物对畜牧业常见病菌的抑菌功效,为中药材在畜牧业的推广应用提供基础。具体研究结果如下:1.中药有效成分的提取试验选取当归、党参、黄芪、板蓝根、大黄、黄芩和甘草七种西北主要中药材,对其药用部位进行成分分析并提取。提取物包括醇提物、水提物、多糖类、皂苷类和黄酮类。中药成分结果显示,七种中药活性成分可归为10大类,其中黄酮类和酚类为主要类别;依据中药成分进行聚类分析,结果显示七种中药按照成份相似度分为四类,当归、甘草各为一类,大黄和黄芩聚集为一类,党参、板蓝根和黄芪聚集为一类。对中药乙酸乙酯萃取物含量进行分析,大黄乙酸乙酯萃取物中有五种主要成分,其中大黄酸和黄芩苷含量最多;黄芩乙酸乙酯中主要成分为黄芩苷和黄芩素,其中绝大多数为黄芩苷;甘草乙酸乙酯中有四种主要成分,其中甘草酸单铵和黄芩苷含量最多;黄芩苷在三种中药乙酸乙酯萃取物中均被检测到。2.中药有效成分体外抑菌效果试验选取大肠杆菌（CMCC44102）、金黄色葡萄球菌（CMCC26003）、沙门氏菌（CMCC50041）和巴氏杆菌（CVCC393）四种畜牧业生产中常见的致病菌,利用所选中药材的水提液、醇提液、醇提正丁醇萃取部位、醇提乙酸乙酯萃取部位以及不同中药乙酸乙酯萃取部位配伍对其进行平板抑菌效果分析。试验结果表明,水提液中大黄对四种病菌均表现抑制效果;党参对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和沙门氏菌表现抑制效果;黄芩对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌表现抑制效果。醇提液中大黄对四种病菌均有抑制效果;党参和黄芩对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和巴氏杆菌有抑制效果;甘草对对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和沙门氏菌有抑制效果。大黄、黄芩、党参和甘草萃取获得的中药粗多糖对四种病菌均无抑菌效果,而乙酸乙酯萃取部位抑菌效果优于正丁醇部位,且乙酸乙酯萃取部位抑菌效果均明显优于所选中药的水提物和醇提物。对大黄、黄芩、党参和甘草四种中药乙酸乙酯部位配伍进行抑菌分析,结果表明大黄和甘草乙酸乙酯配伍抑菌效果最佳。3.添加中药模拟瘤胃抑菌研究瘤胃是反刍家畜消化道的第一个消化器官,是一个比较大的厌氧“发酵罐”,家畜饲喂中药或提前物后,首先进入瘤胃,由于瘤胃复杂的内环境,且富含瘤胃微生物,对中药的抑菌功效会产生与体外有所不同。因此,试验选取前述体外平板抑菌筛选出的抑菌效果较好的大黄乙酸乙酯部位、黄芩乙酸乙酯部位、大黄甘草乙酸乙酯部位,在体外模拟瘤胃环境中接种大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和沙门氏菌,探究不同浓度中药提取物对所接病菌菌落数和瘤胃微生物组成的影响。菌落计数结果表明,模拟瘤胃环境下,除接种金黄色葡萄球菌时添加大黄甘草乙酸乙酯部位外,其他所选中药提取物在接种三种病菌时均在较低浓度处理下反而比高浓度有更好的抑菌效果;三种病菌在瘤胃环境中生长状况不一,大肠杆菌和沙门氏菌菌落数均明显多于金黄色葡萄球菌,表明金黄色葡萄球菌在瘤胃液中比较容易受到抑制。瘤胃液微生物测序分析结果表明,在接种大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和沙门氏菌的瘤胃液中添加大黄、甘草和黄芩乙酸乙酯部位后瘤胃液菌群出现聚类,并与对照组明显区分,但各中药添加组间没有明显区分。在细菌属水平上,在瘤胃液中添加黄芩乙酸乙酯萃取物提高了普雷沃氏菌属（Prevotella）的相对丰度,添加大黄和甘草乙酸乙酯萃取物降低了理研菌科RC9肠道群（Rikenellaceae＿RC9＿gut＿group）等纤维降解菌的相对丰度。4.添加中药在模拟瘤胃不同发酵时间的抑菌效果前述研究结果表明在瘤胃液中中药活性成分浓度过高反而对抑菌效果呈负面作用。根据筛选的中药提取物适宜体外模拟瘤胃抑菌浓度,设置不同浓度梯度,分别接种大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和沙门氏菌,在不同发酵时间取样分析抑菌效果以及对瘤胃微生物组成的影响。同时设置不同的病菌及中药添加程序,进一步筛选最适的瘤胃中药抑菌方案。结果表明,100～200 mg/m L的大黄水提液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和沙门氏菌均有抑制作用;浓度为0.2 mg/m L的黄芩乙酸乙酯能够在多次添加后,对大肠杆菌表现较好的抑制效果。瘤胃微生物测序结果表明添加100 mg/m L大黄水提液促进了假丁酸弧菌属、链球菌属、琥拍酸弧菌属、理研菌科RC9肠道群和克里斯滕森菌科R-7群等有助于瘤胃发酵的微生物的生长。5.抑菌机理研究试验利用黄芩和大黄乙酸乙酯部位,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和沙门氏菌进行处理,分析其对细菌细胞膜脂肪酸组成的影响,同时利用扫描电子显微镜,对大肠杆菌和金黄葡萄球菌中药处理前后的形态进行观测。结果表明,中药乙酸乙酯部位能够引起细胞膜脂肪酸组成的改变,引致病菌细胞膜功能失调或失效,进而导致病菌死亡。大肠杆菌经黄芩乙酸乙酯处理后会使菌体形态发生严重形变,细胞膜破裂;金黄色葡萄球菌经大黄乙酸乙酯处理后会使菌体细胞膜发生凹陷,内容物流失。