【摘 要】
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[目的]研究甘蓝尾菜与干水稻(Oryza sativa L.)秸秆混贮发酵过程中理化指标、微生物群落变化,并分析二者之间的相关性,旨在为甘蓝尾菜和干水稻秸秆饲料化利用提供参考.[方法]将甘蓝(Brassica oleracea L.)尾菜与干水稻秸秆在30℃条件下混合贮存30 d,分别在发酵的第0,3,7,15,30天取样,分析样品的发酵品质、营养成分,利用Illumina Miseq高通量测序研究发酵过程中微生物菌群结构,使用Mothur 1.30.2分析细菌和真菌的Alpha多样性指数(Coverag
【机 构】
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中国科学院上海高等研究院,上海201210;中国科学院大学,北京100049;中国科学院上海高等研究院,上海201210;中国科学院大学,北京100049;上海科技大学生命学院,上海201210
【出 处】
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西北农林科技大学学报（自然科学版）
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[目的]研究甘蓝尾菜与干水稻(Oryza sativa L.)秸秆混贮发酵过程中理化指标、微生物群落变化,并分析二者之间的相关性,旨在为甘蓝尾菜和干水稻秸秆饲料化利用提供参考.[方法]将甘蓝(Brassica oleracea L.)尾菜与干水稻秸秆在30℃条件下混合贮存30 d,分别在发酵的第0,3,7,15,30天取样,分析样品的发酵品质、营养成分,利用Illumina Miseq高通量测序研究发酵过程中微生物菌群结构,使用Mothur 1.30.2分析细菌和真菌的Alpha多样性指数(Coverage指数、Shannon指数、Chao1指数),结合BugBase和FUNGuild数据库分析细菌和真菌群落的表型功能,再利用共现性网络、冗余分析(RDA)分别研究菌群互作以及理化指标与优势物种相关性.[结果]与发酵前相比,甘蓝尾菜与干水稻秸秆混贮发酵结束后pH、干物质(DM)含量、水溶性碳水化合物(WSC)含量显著下降(P＜0.05),有机酸(乳酸、乙酸、丁酸)和乙醇显著积累(P＜o.05),其中铵态氮含量在贮存结束时低于10％,pH降低到4.0;粗脂肪(CF)、粗蛋白(CP)、酸性洗涤纤维素(ADF)含量无显著变化(P＞0.05),中性洗涤纤维素(NDF)含量显著上升(P＜0.05).细菌和真菌群落的Coverage指数为0.99～1.00;细菌群落的Shannon指数、Chao1指数于发酵第3天之后均显著下降(P＜0.05),真菌群落的Shannon指数和Chao1指数无显著变化(P＞0.05).发酵过程中,优势细菌(相对丰度(RA)＞5％)由初始的非理想菌群转变为乳酸菌和肠杆菌类,真菌群落中致病型菌群相对丰度显著下降(P＜0.05).9种细菌表型和12种真菌表型被注释,其中需氧型(aerobic)、形成生物膜(forms biofilms)、革兰氏阴性(gram negative)、潜在致病型(potentially pathogenic)细菌和动物致病型(animal pathogenic)真菌相对丰度均显著下降(P＜0.05),在30 d时相对丰度分别为8.0％,31.5％,31.8％,31.3％,15.46％.基于物种属水平相对丰度构建的微生物共现性网络由38个点(代表细菌属或真菌属)和91条无向的边(代表相连细菌属或真菌属之间的相关性)组成.与发酵前相比,乳酸菌(片球菌属Pediococcus、肠球菌属Enterococcus、乳杆菌属Lactobacillus、未分类的乳杆菌科unclassi ied_f __Lactobacillacea)和腐生型真菌(节担菌属Wallemia和unclassi fied_f__Dipodascaceae)作为关键物种抑制了病原菌富集;片球菌属Pediococcus、unclassi ied_f __Di podascaceae是甘蓝尾菜和干水稻秸秆混贮发酵过程中改善青贮品质的关键物种.RDA结果显示,pH、WSC、CF是影响微生物优势物种演替的关键理化因子,其中pH、WSC与优势物种镰孢菌属、曲霉属、泛菌属、肠杆菌属呈正相关关系,与片球菌属、未分类的肠杆菌科呈负相关关系;CF与优势物种肠球菌属、节担菌属呈负相关关系.[结论]甘蓝尾菜与干水稻秸秆混贮发酵过程中,干物质含量被有效保存,真菌优势物种显著富集,有效抑制了病原菌菌群的积累,可知混贮发酵是资源化处理甘蓝尾菜与干水稻秸秆的有效方式.
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