次氯酸钠处理对瘤胃厌氧真菌及其与甲烷菌共培养对稻秸纤维降解的影响
本试验通过体外发酵法来研究厌氧真菌纯培养及厌氧真菌与甲烷菌共培养对经次氯酸钠处理过的稻秸的发酵特性，以探讨该处理方法对厌氧真菌生长代谢和纤维降解的影响。试验所用菌株为实验室保存厌氧真菌菌株Piromyces sp.，底物为稻秸，接种10 mL已生长三天的厌氧真菌悬浮液于已预热至39 oC三天的90 mL培养基中，39 oC中，下静置培养96 h，测定次氯酸钠处理前后稻秸营养成分及发酵液pH值、底物消失率与发酵产气量及甲烷产量。试验结果表明，次氯酸钠处理显著降低了稻秸中性洗涤可溶物含量，显著增加了稻秸中性洗涤纤维、半纤维素及酸性洗涤纤维的含量（P < 0.05）；次氯酸钠处理对厌氧真菌及其与产甲烷菌共培养发酵液pH值无显著影响（P > 0.05），对厌氧真菌与甲烷菌共培养物发酵累积产气量无显著影响（P > 0.05），但显著增加了厌氧真菌纯培养的累积产气量、提高了稻秸纤维素降解率及降低了共培养中甲烷产量（P < 0.05）。本试验结果说明，次氯酸钠处理能显著提高瘤胃纤维降解微生物厌氧真菌对稻秸的降解能力，同时降低甲烷产量，对促进反刍动物粗饲料利用与瘤胃甲烷减排有一定意义。
目录
摘要 2
关键词 2
Abstract 3
Key words 3
引言 4
1 材料和方法 4
1.1 材料 4
1.1.1 培养基成分和配制 4
1.1.1.1 无细胞瘤胃液 4
1.1.1.2 缓冲液(pH 6.8) 4
1.1.1.3 基础培养基 4
1.1.2 菌种 4
1.1.3 样品采集及营养水平分析 4
1.2 试验设计 4
1.2.1 发酵实验设计 4
1.2.2 总产气量的测定 5
1.2.3 甲烷的测定 5
1.2.4 干物质测定 5
1.2.5 纤维消失率测定 5
1.2.6 PH值的测定 5
1．3 数据统计分析 5
2 结果与分析 5
2.1 次氯酸钠处理对稻秸的营养成分的影响 5
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
2.2 次氯酸钠处理对厌氧真菌及其与甲烷菌共培养发酵稻秸产气量的影响 5
2.3 次氯酸钠处理对厌氧真菌与甲烷菌共培养发酵稻秸甲烷产量的影响 6
2.4 次氯酸钠处理对厌氧真菌及其与甲烷菌共培养物发酵稻秸纤维降解率的影响 6
2.5 次氯酸钠处理对厌氧真菌及其与甲烷菌共培养物发酵稻秸pH的影响 7
3 讨论 8
致谢 8
参考文献 9
次氯酸钠处理对瘤胃厌氧真菌及其与甲烷菌共培养对稻秸纤维降解的影响
引言
我国是一个农业大国，农作物秸秆资源十分丰富，每年农作物秸秆产量约为7亿吨左右，列世界之首（李峰等，2011）。据农业部新闻办公室（2011）报道，有1/3的秸秆被废弃及焚烧，约有1/3作为饲料在反刍动物中使用，还有约1/3作为燃料、肥料、种植基料及造纸等工业原料被利用。由此可见，农作物秸秆最主要的利用方式是作为饲料在反刍动物中使用。因此，促进农作物秸秆在反刍动物饲料中的使用是减少农作物秸秆燃烧最合理有效途径之一。然而，由于秸秆中木质素含量较高，这不仅影响到了秸秆的营养价值，也影响了秸秆的利用。
反刍动物的瘤胃是一个非常复杂的生态系统，里面栖息着大量的微生物，包括厌氧真菌、古菌、原虫和真细菌。它们能够降解不能被宿主动物消化利用的木质纤维素，并通过代谢等方面的作用维持着反刍动物机体健康以及较高的生产性能。在瘤胃中，厌氧真菌对植物木质纤维素的降解起着关键作用，其降解粗纤维的能力显著高于瘤胃细菌和瘤胃原虫（Akin等，1988；1989；1990；Lee，2000）。厌氧真菌依靠强大的假根系统和酶系统，在植物细胞壁的降解过程中扮演重要作用。厌氧真菌可通过假根定植、刺穿并深入到细胞壁内，降低植物纤维组织的内部张力，并借助水解酶尤其是木质纤维素降解酶对植物细胞壁进行消化，从而达到对植物细胞壁的深度降解。虽然厌氧真菌的数量远小于其它微生物（约为细菌的百万分之一，原虫的百分之一）（Jenkins等，2008），但在粗纤维饲料的利用上，瘤胃厌氧真菌占了总瘤胃微生物的8%~20%（Orpin等，1997；Rezaeian等，2004；Williams等，1997）。
次氯酸钠可以氧化秸秆木质素化合物中的芳香结构（Sarkanen等，1971）。因此研究者们希望通过此方法来提高低质饲草的营养价值。Miller等（1979）发现经次氯酸钠处理过的饲草其体外有机物消化率和细胞壁成份消化率都有所增加。Ford等（1987）体外发酵和尼龙袋法研究发现，次氯酸钠处理均可提高饲草的消化率，但Elliott等（1987）、毛胜勇等（2002）、霍鲜鲜等（2006）以及高爱武等（2008）采用该方法进行的体内试验结果却发现：饲喂次氯酸钠处理的稻草抑制了瘤胃厌氧真菌的生长，降低了试验动物采食量，同时影响了动物瘤胃代谢。金宜全（2012）的研究发现，饲喂次氯酸钠处理的稻草能显著降低瘤胃内厌氧真菌数量，但对动物机体及采食量没有显著影响。以上研究结果都是基于瘤胃中复杂的微生物群落，因此，无法很好的揭示此方法抑制厌氧真菌的机理。本研究利用厌氧真菌纯培养及厌氧真菌与甲烷菌共培养，研究次氯酸钠处理对厌氧真菌生长与纤维降解能力的影响，以探讨该处理方法对厌氧真菌影响的可能机制，为促进反刍动物对秸秆的利用和新型饲料资源的开发提供一定的理论基础依据。
1 材料和方法
1.1 材料
1.1.1 培养基成分和配制
本实验所用培养基参照Davies等(1993)的方法配制(表1)：培养基由缓冲液、基础培养基、无细胞瘤胃液、还原剂和氧化还原指示剂组成。
表1 培养基组成成分
溶液（Solution）
体积（Volume）
组成（Composition）
缓冲液A
150 ml
每100 ml含K2HPO4 0.3 g，4 °C保存
缓冲液B
150 ml
每100 ml含K2HPO4 0.3 gNaCL 0.6 g。(NH4)2SO4 0.6 g,MgSO4.62O 0.06 g,CaCl220.2O 0.06 g，4 ℃保存
基础培养基
550 ml
2.5 g酵母膏，10.0 g胰蛋白胨，6.0 gNaHCO3
无细胞瘤胃液
150 ml
还原剂
1.0 g
L半胱氨酸盐酸盐
氧化还原指示剂
1.0 ml
0.1 %刃天青1 ml（w/v）
1.1.1.1 无细胞瘤胃液
新鲜山羊瘤胃内容物经两层纱布过滤，于12000 rpm，4 oC离心20 min后取上清，20 oC保存备用。
1.1.1.2 缓冲液(pH 6.8)
由A、B液组成，每1000 mL培养基含A、B液各150 mL。A液按量称取K2HPO4溶于去离子水。准确称取B液各成分，将MgSO47H2O和CaCl22H2O。分别用去离子水溶解后与其他成分混合定容。
目录
摘要 2
关键词 2
Abstract 3
Key words 3
引言 4
1 材料和方法 4
1.1 材料 4
1.1.1 培养基成分和配制 4
1.1.1.1 无细胞瘤胃液 4
1.1.1.2 缓冲液(pH 6.8) 4
1.1.1.3 基础培养基 4
1.1.2 菌种 4
1.1.3 样品采集及营养水平分析 4
1.2 试验设计 4
1.2.1 发酵实验设计 4
1.2.2 总产气量的测定 5
1.2.3 甲烷的测定 5
1.2.4 干物质测定 5
1.2.5 纤维消失率测定 5
1.2.6 PH值的测定 5
1．3 数据统计分析 5
2 结果与分析 5
2.1 次氯酸钠处理对稻秸的营养成分的影响 5
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
2.2 次氯酸钠处理对厌氧真菌及其与甲烷菌共培养发酵稻秸产气量的影响 5
2.3 次氯酸钠处理对厌氧真菌与甲烷菌共培养发酵稻秸甲烷产量的影响 6
2.4 次氯酸钠处理对厌氧真菌及其与甲烷菌共培养物发酵稻秸纤维降解率的影响 6
2.5 次氯酸钠处理对厌氧真菌及其与甲烷菌共培养物发酵稻秸pH的影响 7
3 讨论 8
致谢 8
参考文献 9
次氯酸钠处理对瘤胃厌氧真菌及其与甲烷菌共培养对稻秸纤维降解的影响
引言
我国是一个农业大国，农作物秸秆资源十分丰富，每年农作物秸秆产量约为7亿吨左右，列世界之首（李峰等，2011）。据农业部新闻办公室（2011）报道，有1/3的秸秆被废弃及焚烧，约有1/3作为饲料在反刍动物中使用，还有约1/3作为燃料、肥料、种植基料及造纸等工业原料被利用。由此可见，农作物秸秆最主要的利用方式是作为饲料在反刍动物中使用。因此，促进农作物秸秆在反刍动物饲料中的使用是减少农作物秸秆燃烧最合理有效途径之一。然而，由于秸秆中木质素含量较高，这不仅影响到了秸秆的营养价值，也影响了秸秆的利用。
反刍动物的瘤胃是一个非常复杂的生态系统，里面栖息着大量的微生物，包括厌氧真菌、古菌、原虫和真细菌。它们能够降解不能被宿主动物消化利用的木质纤维素，并通过代谢等方面的作用维持着反刍动物机体健康以及较高的生产性能。在瘤胃中，厌氧真菌对植物木质纤维素的降解起着关键作用，其降解粗纤维的能力显著高于瘤胃细菌和瘤胃原虫（Akin等，1988；1989；1990；Lee，2000）。厌氧真菌依靠强大的假根系统和酶系统，在植物细胞壁的降解过程中扮演重要作用。厌氧真菌可通过假根定植、刺穿并深入到细胞壁内，降低植物纤维组织的内部张力，并借助水解酶尤其是木质纤维素降解酶对植物细胞壁进行消化，从而达到对植物细胞壁的深度降解。虽然厌氧真菌的数量远小于其它微生物（约为细菌的百万分之一，原虫的百分之一）（Jenkins等，2008），但在粗纤维饲料的利用上，瘤胃厌氧真菌占了总瘤胃微生物的8%~20%（Orpin等，1997；Rezaeian等，2004；Williams等，1997）。
次氯酸钠可以氧化秸秆木质素化合物中的芳香结构（Sarkanen等，1971）。因此研究者们希望通过此方法来提高低质饲草的营养价值。Miller等（1979）发现经次氯酸钠处理过的饲草其体外有机物消化率和细胞壁成份消化率都有所增加。Ford等（1987）体外发酵和尼龙袋法研究发现，次氯酸钠处理均可提高饲草的消化率，但Elliott等（1987）、毛胜勇等（2002）、霍鲜鲜等（2006）以及高爱武等（2008）采用该方法进行的体内试验结果却发现：饲喂次氯酸钠处理的稻草抑制了瘤胃厌氧真菌的生长，降低了试验动物采食量，同时影响了动物瘤胃代谢。金宜全（2012）的研究发现，饲喂次氯酸钠处理的稻草能显著降低瘤胃内厌氧真菌数量，但对动物机体及采食量没有显著影响。以上研究结果都是基于瘤胃中复杂的微生物群落，因此，无法很好的揭示此方法抑制厌氧真菌的机理。本研究利用厌氧真菌纯培养及厌氧真菌与甲烷菌共培养，研究次氯酸钠处理对厌氧真菌生长与纤维降解能力的影响，以探讨该处理方法对厌氧真菌影响的可能机制，为促进反刍动物对秸秆的利用和新型饲料资源的开发提供一定的理论基础依据。
1 材料和方法
1.1 材料
1.1.1 培养基成分和配制
本实验所用培养基参照Davies等(1993)的方法配制(表1)：培养基由缓冲液、基础培养基、无细胞瘤胃液、还原剂和氧化还原指示剂组成。
表1 培养基组成成分
溶液（Solution）
体积（Volume）
组成（Composition）
缓冲液A
150 ml
每100 ml含K2HPO4 0.3 g，4 °C保存
缓冲液B
150 ml
每100 ml含K2HPO4 0.3 gNaCL 0.6 g。(NH4)2SO4 0.6 g,MgSO4.62O 0.06 g,CaCl220.2O 0.06 g，4 ℃保存
基础培养基
550 ml
2.5 g酵母膏，10.0 g胰蛋白胨，6.0 gNaHCO3
无细胞瘤胃液
150 ml
还原剂
1.0 g
L半胱氨酸盐酸盐
氧化还原指示剂
1.0 ml
0.1 %刃天青1 ml（w/v）
1.1.1.1 无细胞瘤胃液
新鲜山羊瘤胃内容物经两层纱布过滤，于12000 rpm，4 oC离心20 min后取上清，20 oC保存备用。
1.1.1.2 缓冲液(pH 6.8)
由A、B液组成，每1000 mL培养基含A、B液各150 mL。A液按量称取K2HPO4溶于去离子水。准确称取B液各成分，将MgSO47H2O和CaCl22H2O。分别用去离子水溶解后与其他成分混合定容。
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