硝呋烯腙对瘤胃厌氧真菌及其与甲烷菌共培养物生长代谢的影响
本试验以硝呋烯腙作为真菌抑制剂，体外发酵研究其对厌氧真菌及厌氧真菌和甲烷菌共培养物生长代谢的影响。试验将硝呋烯腙添加量设置为四个水平 0、5、10、25 μg/mL，将厌氧真菌及厌氧真菌与甲烷菌共培养物接种后39 °C静置培养96 h，测定累积产气量、累积甲烷产量、pH、干物质消失率、中性洗涤纤维消失率、酸性洗涤纤维消失率。结果表明，纯培养和共培养的累积产气量、累积甲烷产量、干物质消失率、中性洗涤纤维消失率、酸性洗涤纤维消失率均随硝呋烯腙添加水平的增加而降低，但共培养的降低幅度小于纯培养，纯培养和共培养发酵液的pH随硝呋烯腙添加水平的增加而升高。试验表明硝呋烯腙能有效抑制厌氧真菌及厌氧真菌与甲烷菌共培养物的生长代谢，其抑制效果随添加水平增加而加强，且对共培养的抑制程度低于纯培养。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words4
引言4
1 材料与方法5
1.1 材料 5
1.1.1 培养基 5
1.1.2 底物 5
1.1.3 真菌抑制剂 5
1.1.4 菌种5
1.2 方法 5
1.2.1 发酵试验设计5
1.2.2 累积产气量测定6
1.2.3 累积甲烷产量测定6
1.2.4 干物质消失率测定6
1.3 主要试剂及仪器 6
1.4 数据处理 6
2 结果与分析6
2.1硝呋烯腙对厌氧真菌及其与甲烷菌共培养产气量的影响6
2.2 硝呋烯腙对厌氧真菌与甲烷菌共培养甲烷产量的影响 7
2.3 硝呋烯腙对厌氧真菌及其与甲烷菌共培养发酵pH的影响8
2.4 硝呋烯腙对厌氧真菌及其与甲烷菌共培养DMD、NDFD、ADFD的影响 8
3 讨论 8
致谢10
参考文献10
硝呋烯腙对瘤胃厌氧真菌及其与甲烷菌共培养物生长代谢的影响
引言
瘤胃微生物是反刍动物进行生物消化的重要执行者。瘤胃微生物主要由细菌、古菌、真菌、原虫及噬菌体组成。厌氧真菌是瘤胃中主 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
要的功能性厌氧微生物，由于其强大的粗纤维降解能力，在草食动物消化道(特别是瘤胃)中存在并在提高反刍动物粗饲料利用价值中扮演着尤为重要的角色。瘤胃真菌生有假根且具有很强的穿透能力，可以削弱更多的抗性组织，穿透牧草角质层屏障，从而可以降解一些无法被细菌和纤毛虫降解的木质化纤维物质。瘤胃真菌对纤维素的降解包括物理性降解和化学性降解。厌氧真菌降解纤维素的主要代谢产物是甲酸、乙酸、乳酸、乙醇、琥珀酸、氢气和二氧化碳，并可通过种间氢转移与多种微生物存在密切联系[1]。
人们采用各种方法对瘤胃厌氧真菌的分类作了深入的研究，目前最通用的分类如下：真菌界鞭毛亚门(Mastigomycotina)→壶菌纲(Chytridomycetes)→目(Neocallimasticales) →科(Neocallimasticaceae)→属(Neocallimastix、Piromyces、Caeocomyces、Orpinomyces、Anaeromyces、和Cyllamyces)。根据菌根的形成方式、游动孢子的鞭毛数及假根的形态将其分为6个属，分别为单中心多鞭毛（Neocallimastix）、单中心单鞭毛（Piromyces）、菌体为球状无菌根（Caeocomyces）、多中心单鞭毛（Anaeromyces）、多中心多鞭毛（Orpinomyces）。根据游离孢子的形态和真菌菌丝的形成方式，又将其划分为多中心类型真菌和单中心类型真菌。其中，多中心类型真菌包括Orpinomyces、Anaeromyces、和Cyllamyces 3个属，共6种菌；单中心类型真菌包括Neocallimastix、Piromyces、Caeocomyces 3个属，共13种菌[1]。单中心类型厌氧真菌菌丝体通常形成单个孢子囊，而多中心类型厌氧真菌菌丝体形成多个孢子囊。
甲烷菌是系统进化独特的一类古菌，它作为严格厌氧微生物，具有极低的氧化还原电势，在瘤胃代谢过程中扮演甲烷生成者的角色。甲烷菌不能利用复杂的有机物,可在含有甲醇、氨和硫化物的培养基中生长,能将CO2、H2、甲酸、甲醇、乙酸、甲胺及其他化合物转化成甲烷,从中获得能量。甲烷菌是目前已知的唯一一类将甲烷作为代谢终产物的微生物[2]。
在瘤胃中，真菌和甲烷菌一起协同生长。甲烷菌利用真菌的发酵产物 (H2，CO2等)生成甲烷。纤维降解菌(如真菌)和甲烷菌间的种间氢转移影响着瘤胃代谢功能。Lowe等实验表明，当瘤胃真菌与甲烷菌共培养时，可改变发酵终产物，增强对纤维素的降解能力[3]。很多研究表明，厌氧真菌发酵产生甲酸、乙酸、乙醇、乳酸，以及CO2和H2[2, 3]。当厌氧真菌Neocallimastix frontalis PN1 与甲烷菌Methanobrevibacter sp.共培养时，与真菌纯培养相比，共培养液中检测不到甲酸和H2，乳酸浓度很低，乙醇浓度显著降低，乙酸浓度显著增加[2]；当Methanosarcina barkeri 加入上述真菌和甲烷菌共培养物时，乙酸浓度显著降低[4]。成艳芬等研究发现，甲烷菌能与厌氧真菌共存于厌氧真菌培养液中并且生长良好，克隆测序结果表明，厌氧真菌培养液中可能存在甲烷菌新种[5]。
硝呋烯腙(Nitrovin)是20世纪70年代中期发现的一种新型抗生素，而后在世界各地广泛应用。硝呋烯腙用于畜禽饲料中,具有促进动物生长, 提高饲料利用率, 改善饲料报酬, 防治畜禽腹泻,促进色素在畜禽体内的沉积,持续维护高效能的作用。Marounek的研究表明, 硝呋烯腙抑菌作用的主要机制是显著抑制肠道内有害细菌对葡萄糖的利用, 使其新陈代谢过程受阻, 有效地抑制并杀死细菌, 使饲料中的营养成份及能量能充分地被动物所吸收, 而不致被细菌所消耗, 从而促进动物的生长, 提高饲料的利用效率[6]。有关硝呋烯腙在反刍动物上的应用效果研究表明，硝呋烯腙能促进犊牛生长，提高日增重，减少料重比、料肉比、和料乳比，减少腹泻[7]。
尽管人们探讨过硝呋烯腙对于特定瘤胃细菌的影响[8]，但对瘤胃真菌的影响还鲜有研究。本试验通过厌氧真菌体外发酵，研究硝呋烯腙对甲烷菌存在与去除条件下厌氧真菌生长与纤维降解的影响。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 培养基
本试验采用复合培养基，配制方法参照Davies等[9]，培养基成分为缓冲液、基础培养基、无细胞瘤胃液、还原剂及氧化还原指示剂。具体成分见表1。
按照表1称取各成分，用煮沸后的热水溶解。将基础培养基、无细胞瘤胃液和缓冲液装入宽底细颈瓶中，加入氧化还原指示剂刃天青，加热，同时向液体中通CO2以排除宽底细颈瓶中的空气，直至液体基本澄清，加入L半胱氨酸盐酸盐。
表1培养基成分（1000 mL）
溶液
体积
组成
基础培养基
550 mL
2.5 g酵母膏，10.0 g胰蛋白胨，6.0 g NaHCO3
缓冲液A
150 mL
每100 mL含K2HPO4 0.3 g，4 °C保存
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words4
引言4
1 材料与方法5
1.1 材料 5
1.1.1 培养基 5
1.1.2 底物 5
1.1.3 真菌抑制剂 5
1.1.4 菌种5
1.2 方法 5
1.2.1 发酵试验设计5
1.2.2 累积产气量测定6
1.2.3 累积甲烷产量测定6
1.2.4 干物质消失率测定6
1.3 主要试剂及仪器 6
1.4 数据处理 6
2 结果与分析6
2.1硝呋烯腙对厌氧真菌及其与甲烷菌共培养产气量的影响6
2.2 硝呋烯腙对厌氧真菌与甲烷菌共培养甲烷产量的影响 7
2.3 硝呋烯腙对厌氧真菌及其与甲烷菌共培养发酵pH的影响8
2.4 硝呋烯腙对厌氧真菌及其与甲烷菌共培养DMD、NDFD、ADFD的影响 8
3 讨论 8
致谢10
参考文献10
硝呋烯腙对瘤胃厌氧真菌及其与甲烷菌共培养物生长代谢的影响
引言
瘤胃微生物是反刍动物进行生物消化的重要执行者。瘤胃微生物主要由细菌、古菌、真菌、原虫及噬菌体组成。厌氧真菌是瘤胃中主 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
要的功能性厌氧微生物，由于其强大的粗纤维降解能力，在草食动物消化道(特别是瘤胃)中存在并在提高反刍动物粗饲料利用价值中扮演着尤为重要的角色。瘤胃真菌生有假根且具有很强的穿透能力，可以削弱更多的抗性组织，穿透牧草角质层屏障，从而可以降解一些无法被细菌和纤毛虫降解的木质化纤维物质。瘤胃真菌对纤维素的降解包括物理性降解和化学性降解。厌氧真菌降解纤维素的主要代谢产物是甲酸、乙酸、乳酸、乙醇、琥珀酸、氢气和二氧化碳，并可通过种间氢转移与多种微生物存在密切联系[1]。
人们采用各种方法对瘤胃厌氧真菌的分类作了深入的研究，目前最通用的分类如下：真菌界鞭毛亚门(Mastigomycotina)→壶菌纲(Chytridomycetes)→目(Neocallimasticales) →科(Neocallimasticaceae)→属(Neocallimastix、Piromyces、Caeocomyces、Orpinomyces、Anaeromyces、和Cyllamyces)。根据菌根的形成方式、游动孢子的鞭毛数及假根的形态将其分为6个属，分别为单中心多鞭毛（Neocallimastix）、单中心单鞭毛（Piromyces）、菌体为球状无菌根（Caeocomyces）、多中心单鞭毛（Anaeromyces）、多中心多鞭毛（Orpinomyces）。根据游离孢子的形态和真菌菌丝的形成方式，又将其划分为多中心类型真菌和单中心类型真菌。其中，多中心类型真菌包括Orpinomyces、Anaeromyces、和Cyllamyces 3个属，共6种菌；单中心类型真菌包括Neocallimastix、Piromyces、Caeocomyces 3个属，共13种菌[1]。单中心类型厌氧真菌菌丝体通常形成单个孢子囊，而多中心类型厌氧真菌菌丝体形成多个孢子囊。
甲烷菌是系统进化独特的一类古菌，它作为严格厌氧微生物，具有极低的氧化还原电势，在瘤胃代谢过程中扮演甲烷生成者的角色。甲烷菌不能利用复杂的有机物,可在含有甲醇、氨和硫化物的培养基中生长,能将CO2、H2、甲酸、甲醇、乙酸、甲胺及其他化合物转化成甲烷,从中获得能量。甲烷菌是目前已知的唯一一类将甲烷作为代谢终产物的微生物[2]。
在瘤胃中，真菌和甲烷菌一起协同生长。甲烷菌利用真菌的发酵产物 (H2，CO2等)生成甲烷。纤维降解菌(如真菌)和甲烷菌间的种间氢转移影响着瘤胃代谢功能。Lowe等实验表明，当瘤胃真菌与甲烷菌共培养时，可改变发酵终产物，增强对纤维素的降解能力[3]。很多研究表明，厌氧真菌发酵产生甲酸、乙酸、乙醇、乳酸，以及CO2和H2[2, 3]。当厌氧真菌Neocallimastix frontalis PN1 与甲烷菌Methanobrevibacter sp.共培养时，与真菌纯培养相比，共培养液中检测不到甲酸和H2，乳酸浓度很低，乙醇浓度显著降低，乙酸浓度显著增加[2]；当Methanosarcina barkeri 加入上述真菌和甲烷菌共培养物时，乙酸浓度显著降低[4]。成艳芬等研究发现，甲烷菌能与厌氧真菌共存于厌氧真菌培养液中并且生长良好，克隆测序结果表明，厌氧真菌培养液中可能存在甲烷菌新种[5]。
硝呋烯腙(Nitrovin)是20世纪70年代中期发现的一种新型抗生素，而后在世界各地广泛应用。硝呋烯腙用于畜禽饲料中,具有促进动物生长, 提高饲料利用率, 改善饲料报酬, 防治畜禽腹泻,促进色素在畜禽体内的沉积,持续维护高效能的作用。Marounek的研究表明, 硝呋烯腙抑菌作用的主要机制是显著抑制肠道内有害细菌对葡萄糖的利用, 使其新陈代谢过程受阻, 有效地抑制并杀死细菌, 使饲料中的营养成份及能量能充分地被动物所吸收, 而不致被细菌所消耗, 从而促进动物的生长, 提高饲料的利用效率[6]。有关硝呋烯腙在反刍动物上的应用效果研究表明，硝呋烯腙能促进犊牛生长，提高日增重，减少料重比、料肉比、和料乳比，减少腹泻[7]。
尽管人们探讨过硝呋烯腙对于特定瘤胃细菌的影响[8]，但对瘤胃真菌的影响还鲜有研究。本试验通过厌氧真菌体外发酵，研究硝呋烯腙对甲烷菌存在与去除条件下厌氧真菌生长与纤维降解的影响。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 培养基
本试验采用复合培养基，配制方法参照Davies等[9]，培养基成分为缓冲液、基础培养基、无细胞瘤胃液、还原剂及氧化还原指示剂。具体成分见表1。
按照表1称取各成分，用煮沸后的热水溶解。将基础培养基、无细胞瘤胃液和缓冲液装入宽底细颈瓶中，加入氧化还原指示剂刃天青，加热，同时向液体中通CO2以排除宽底细颈瓶中的空气，直至液体基本澄清，加入L半胱氨酸盐酸盐。
表1培养基成分（1000 mL）
溶液
体积
组成
基础培养基
550 mL
2.5 g酵母膏，10.0 g胰蛋白胨，6.0 g NaHCO3
缓冲液A
150 mL
每100 mL含K2HPO4 0.3 g，4 °C保存
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