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青贮饲料是利用苜蓿等植物，经过切碎、厌氧发酵等处理制成的一种饲料。苜蓿青贮因其营养丰富、适口性好、利于长期保存等特点，成为家畜优质饲料来源之一。然而商业纤维素酶的使用增加了青贮成本，微生物在青贮发酵过程中的动态变化和潜在作用研究较少，并且无法准确提供样品之间目标微生物的丰度差异信息。
近期，来自郑州大学农业科学学院王雁萍教授课题组的科研人员，与河南省农业科学院畜牧兽医研究所合作，在国际发酵领域知名期刊《Fermentation》(IF= 5.123)上发表研究论文。该研究利用天昊微生物Accu16S®绝对定量测序专利技术，评估了植物乳杆菌（ZZU203）、产纤维素酶甲基营养芽孢杆菌（CB）及其组合（ZZU203_CB）对青贮10天和60天后苜蓿发酵参数的影响。结果发现，ZZU203或ZZU203与CB的组合可作为潜在的青贮添加剂，提高紫花苜蓿的青贮品质。
研究背景
青贮是畜牧业作物贮存的重要技术。青贮饲料作为全球反刍动物饲料中粗饲料的主要来源，其发酵质量直接影响反刍动物的生长和生产。苜蓿是一种极好的饲料，在苜蓿青贮之前通常使用发酵添加剂来提高纤维降解，实现乳酸型发酵。然而，商业添加剂如纤维素酶的使用增加了青贮成本，而且酶的不稳定性也限制了其在青贮饲料中的应用。
青贮饲料中使用的细菌添加剂被称为接种剂，主要包括乳酸菌（LAB）等，它们主要负责青贮饲料的保存，因此研究最广泛。然而，在青贮发酵过程中的一些细菌的动态变化和潜在作用很少被报道。
青贮饲料的发酵过程非常复杂，涉及微生物菌群，如LAB、腐败菌、酵母菌、霉菌和芽孢杆菌等。微生物群落的组成可直接影响青贮饲料质量，并进一步影响反刍动物的瘤胃微生物群。在过去的十年中，高通量测序极大地扩展了我们对苜蓿细菌群落的理解。该方法对于确定样品中不同微生物群的相对丰度很有价值，但它无法准确提供不同样品之间目标微生物绝对丰度差异的信息。最近，本课题组开始使用天昊绝对定量测序方法来解决该问题带来的挑战。本研究的主要目的是评估LAB、产纤维素酶芽孢杆菌及其组合对苜蓿青贮饲料发酵参数、糖谱、木质纤维素降解和细菌群落的影响。
研究方法
研究结果
图1、青贮60天过程中苜蓿中性纤维（NDF）（A）和酸性纤维（ADF）（B）的变化。（原文图3）
为了分析不同贮藏时间、不同青贮饲料处理中细菌群落的分布和结构，本研究进行了PCA分析（图5）。PC1 和PC2 分别可以解释总方差的 67.22% 和 27.29%。鲜料和青贮料细菌群落分离显著，差异显著，表明鲜料与青贮饲料微生物群落存在显著差异。所有青贮饲料分为4簇，表明外源添加剂和青贮时间对苜蓿青贮饲料细菌群落有显著影响。
众所周知，参与青贮饲料LA发酵的大多数细菌属于乳酸菌属、片球菌属、魏斯氏菌属和肠球菌属。在这项研究中，新鲜苜蓿附生LAB丰度较低。因此，在青贮饲料中添加LAB使之成为加速LA发酵的优势菌，降低环境pH值，抑制有害微生物的生长，从而减少青贮饲料中蛋白质和干物质的损失，是提高青贮青贮饲料品质的有效途径。在10 d，CK青贮饲料表现出复杂的细菌群落组成。CB的细菌群落组成与CK青贮饲料相似，而不同之处在于CB青贮饲料中LAB的数量更高。接种CB的青贮饲料中LAB数量的增加是由于木质纤维素的降解和更多的WSC释放，用于青贮早期LAB的生长和利用。与其他典型LAB相比，LAB可以更好地利用原料中的营养物质，减少营养物质的损失。LAB数量越多，产酸速度越快，LA含量越高，pH值越低，减少了蛋白质的分解，降低了NH3-N的含量。在目前的研究中，ZZU203和ZZU203_CB青贮饲料在10和60 d时与CK相比，LAB的丰度增加（图4）。LAB是ZZU203和ZZU203_CB细菌群落的主要属（10 d时分别为96.88%和97.18%，在60 d时分别为98.27%和98.31%）（图4A）。两种青贮饲料之间LAB的相对丰度无显著差异。然而，在用绝对定量结果显示接种对细菌DNA总量的动力学和影响后，在10 d添加ZZU203和CB的组合青贮饲料中发现LAB丰度最高（图4B），这表明组合CB添加剂对LAB的生长具有协同作用。然而，ZZU203青贮饲料的LAB丰度与60d时ZZU203_CB青贮饲料相比没有差异。本研究结果表明在CK青贮饲料中观察到10 d的哈夫尼菌属显著更高（表2），这部分解释了较高的pH值和NH3-N含量。接种ZZU203和ZZU203_CB后，该菌属丰度降低，说明添加ZZU203青贮饲料可有效抑制其生长繁殖。
研究结论
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官方网址：http:geneskybiotech.com
