乳酸菌復(fù)合系SFC-2的篩選及其秸稈發(fā)酵過(guò)程中的協(xié)同作用機(jī)理.pdf

1、農(nóng)作物秸稈是一種重要的生物質(zhì)資源。近幾年來(lái)，由于農(nóng)作物產(chǎn)量的大幅度提高和農(nóng)民薪材結(jié)構(gòu)的改變，越來(lái)越多的秸稈成為廢棄物，既浪費(fèi)了資源又污染了環(huán)境。因此，解決我國(guó)剩余秸稈問(wèn)題對(duì)資源利用和治理地球環(huán)境污染極其重要。目前，對(duì)秸稈的綜合利用大致有發(fā)展秸稈能源、秸稈飼料、秸稈肥料等方面。秸稈作為反芻動(dòng)物的飼料是解決秸稈污染問(wèn)題和給人類(lèi)增加蛋白營(yíng)養(yǎng)來(lái)源的重要途徑，也符合我國(guó)畜牧業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)。但是，由于秸稈養(yǎng)分低，適口性差，消化率低，因而如何提高秸稈

2、的適口性，提高飼用價(jià)值是解決我國(guó)秸稈公害、提高有機(jī)物利用率的一大熱點(diǎn)。通過(guò)微生物發(fā)酵是提高秸稈適口性和飼用價(jià)值的重要途徑之一。關(guān)于飼料化發(fā)酵，當(dāng)前有接種單菌或簡(jiǎn)單人工混合接種等多種報(bào)道，但結(jié)果都不甚理想。 本研究旨在獲得一組在不滅菌條件下能夠抵制雜菌污染，穩(wěn)定地、高效地促進(jìn)作物秸稈飼料化發(fā)酵的微生物群體，擺脫傳統(tǒng)的純培養(yǎng)技術(shù)，以自然發(fā)酵物為菌源，通過(guò)“外淘汰法”長(zhǎng)期定向限制性培養(yǎng)手段構(gòu)建出一組pH下降迅速、乳酸產(chǎn)量高、對(duì)環(huán)境變化

3、耐性強(qiáng)的乳酸菌復(fù)合系；結(jié)合分子生物學(xué)手段分析其組成多樣性，將其接種到作物秸稈驗(yàn)證應(yīng)用效果，并純化分離其中的主要菌株研究其性質(zhì)，進(jìn)一步用定量PCR技術(shù)追蹤了主要菌株在接種復(fù)合系的發(fā)酵體系中的動(dòng)態(tài)。得出的結(jié)果如下： 用MRS-S培養(yǎng)基通過(guò)連續(xù)繼代培養(yǎng)，得到一組乳酸菌復(fù)合系，它能在12h內(nèi)將培養(yǎng)液的pH降至3.8，發(fā)酵產(chǎn)物主要為乳酸和乙酸，乳酸中以L(fǎng)-(+)乳酸居多，約占總?cè)樗嵘闪康?4％，乳酸與乙酸的產(chǎn)生比率為4.63。通過(guò)傳統(tǒng)平

4、板分離和FISH、PCR-DGGE、克隆文庫(kù)分析等現(xiàn)代分子生態(tài)學(xué)手段分析該復(fù)合系的組成，得出，組成菌主要為L(zhǎng)actobacillus．fermentum(發(fā)酵乳桿菌)(76.3％)、Lactobacillus plantarum (植物乳桿菌)(20.3％)、Lactobacillus paracasei (類(lèi)干酪乳桿菌)(3.4％)，均為乳酸桿菌屬(Lactobacillus．)。 將該復(fù)合系分別接種到玉米、水稻、小麥秸稈發(fā)酵

5、，結(jié)果表明，接種在玉米秸稈中，發(fā)酵30d后，接種處理比對(duì)照pH降低7.36％，乳酸含量提高了174.79％；接種在稻稈中，接種處理比對(duì)照pH降低7.5％，乳酸含量提高了139.49％，經(jīng)PCR-DGGE分析發(fā)酵過(guò)程中菌群動(dòng)態(tài)，表明接種該復(fù)合系后，復(fù)合系中的主要組成菌L．plantarum，L．fermentum和L．paracasei迅速成為發(fā)酵料中的優(yōu)勢(shì)菌群，明顯抑制了未接種對(duì)照中可見(jiàn)的多種雜菌，發(fā)酵品質(zhì)得到明顯改善。 為了進(jìn)

6、一步研究該復(fù)合系在接種發(fā)酵過(guò)程中的作用機(jī)制，將復(fù)合系、復(fù)合系的主要分離單菌株及分離單菌株的人工混合分別接種到稻稈發(fā)酵，用定量PCR方法監(jiān)測(cè)主要組成菌L．plantarum， L.fermentum和 L.paracasei 在各處理中的消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)，得出單純接種分離單菌株L．fermentum SFCB2-li，可以促進(jìn)發(fā)酵料中 L．plantarum和 L paracasei的增殖；L．fermentum和 L.plantarum菌株生長(zhǎng)