论文摘要
脆茎水稻是汕稻双科早（野生型）经γ射线处理，从M2代中筛选得到的脆性基因突变体水稻。脆性水稻的茎、叶脆而易折，茎和叶机械力量的下降预示细胞壁结构、组成或纤维长度发生了改变。脆性是一个重要的农艺学特性，不仅影响谷物产量，也对秸秆饲用特性产生重要影响。为开发利用脆茎水稻作为饲用水稻，并将脆茎全株水稻用于生长肥育猪日粮，本研究主要在以下几个方面展开：（1）脆茎水稻秸秆的营养学评价：比较分析不同生长时期脆茎水稻与野生型秸秆植物学组成、化学成分和体外产气；以野生型水稻为对照，利用扫描电镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）分析脆茎水稻茎的组织化学显微结构和纤维排列结构；（2）脆茎全株水稻用于生长肥育猪效果评价：脆茎全株水稻直接替代小麦副产物或补饲能量后替代玉米用于生长肥育猪日粮，分析其对生长性能、营养消化、肠道发育、胴体品质及脂肪酸组成的影响；（3）饲喂含高纤维物质的脆茎全株水稻对猪肠道微生物区系的影响。主要研究结果如下：1．比较分析了野生型水稻和脆茎水稻秸秆在四个不同生长时期的植物学组成、化学成分和体外产气特性。脆茎水稻和野生型水稻水稻在种植后第73、95（开花期）、105和116天（生理成熟期）收获。在整个生育期，脆茎水稻秸秆茎的比例显著高于野生型水稻，而叶片比例显著低于野生型水稻。脆茎水稻稻草及其各部分的酸性洗涤纤维和灰分含量显著低于野生型，而粗蛋白和木质素含量显著高于野生型。脆茎水稻稻草的体外产气速率显著高于野生型稻草，降解延滞时间和潜在产气量显著低于野生型稻草，而两种稻草之间有机物消化率没有显著差异。随着生长期的延长，脆茎水稻和野生型水稻稻草的木质素含量增加，而粗蛋白含量降低。在接近生理成熟期阶段（种植后第105至116天），水稻秸秆的体外产气和有机物消化率没有显著变化，显示生理成熟期是既获得成熟的谷物又获得高质量秸秆的最佳收获期。稻草茎的中性洗涤纤维、中性洗涤不溶硅和酸性洗涤不溶硅含量低于叶片和叶鞘，体外产气量和有机物消化率显著高于叶片和叶鞘。结果显示，脆茎水稻秸秆具有更高的产气速率，可更快被微生物降解特性。2．野生型水稻的茎表皮层明显，厚壁组织厚实，维管束组织的韧皮部和木质部紧凑致密，薄壁组织均一、排列整齐；表皮微绒毛稀少，瘤状细胞小而明亮，乳状细胞成簇（3-5个）沿茎向排布；微纤丝束直径较均匀，平均直径为313 nm，呈纤丝状，但存在一定的螺旋扭曲，微纤丝束排列紧密。脆茎水稻茎外层表皮结构不明显，厚壁组织稀薄、存在弱化趋势，维管束组织的韧皮部和木质部较松散，薄壁组织稀疏、不均；表皮上微绒毛较多、呈分散分布，脆茎水稻茎的瘤状细胞比野生型水稻大、且呈暗灰色，乳状细胞也稍大成簇（2-3个）沿茎向有规律成条状排布；微纤丝束直径不均、平均为427 nm，存在褶曲、似分为不同节段，各微纤丝束排列疏松。脆茎水稻秸秆存在有利于被微生物附着和更快获得降解的组织化学结构和纤维排列结构特征。3．体重相近的杜洛克生长母猪54头，随机分入3个组（每组3个重复），脆茎全株水稻以0、10％和20％三个水平用于生长肥育猪日粮，替代麸皮和四号粉，研究其对猪的生长性能、养分消化、肠道发育、胴体品质和肉质的影响。结果表明，生长猪阶段（29-52 kg）对照组、10％组和20％组的采食量、平均日增重和料重比均无显著差异（P＞0.05）。肥育猪阶段（54-85 kg）采食量和平均日增重，20％组显著低于对照组（P＜0.05），10％组与对照组之间无显著差异（P＞0.05）；各组料重比均无显著差异（P＞0.05）。生长猪阶段10％组和20％组各种养分的消化率都低于对照组；而肥育猪阶段，两组NDF消化率显著低于对照组（P＜0.05），其它养分消化率与对照组无显著差异。与对照组相比，10％组和20％组屠宰率有所下降，而瘦肉率提高，眼肌面积增大，背膘厚降低，但差异均不显著（P＞0.05）。10％组和20％组的背最长肌蛋白含量增加，脂肪含量降低，其中20％组与对照组差异显著（P＜0.05）；滴水损失和大理石纹及肉色评分各组之间均无显著差异（P＞0.05），20％组宰后24 h的pH显著高于对照组（P＜0.05）。结肠后段食糜pH值，20％组显著低于对照组和10％组，10％组也显著低于对照组（P＜0.05）；结肠绒毛高度10％和20％组显著高于对照组（P＜0.05）。4．选择体重相近（约36kg）的杜洛克×长白×大约克三元杂交猪48头，随机分入四个处理组，每组12头。先进行生长猪阶段（36-60 kg），之后转入肥育猪阶段（60-90kg）。脆茎全株水稻以0，8％，12％和16％四个水平用于生长肥育猪日粮，并相应补充0，2％，3％或4％的大豆油，用以替代日粮中部分玉米，分别表示为对照组，W8O2，W12O3和W16O4组。在生长阶段，饲喂脆茎全株水稻日粮各组猪的采食量显著低于对照组，W16O4组的日增重显著低于其它组（P＜0.05），W8O2和W12O3组猪的饲料转化效率显著低于对照组（P＜0.05）。肥育阶段，各组间的采食量、日增重和饲料转化效率没有显著差异（P＞0.05）。整个饲养阶段，饲喂脆茎全株水稻各组猪的采食量显著低于对照组（P＜0.05），日增重和饲料转化效率各组之间没有显著差异（P＞0.05）。血清中总蛋白、葡萄糖、尿素氮、甘油三酯、总胆固醇和丙氨酸氨基转移酶各组之间没有显著差异（P＞0.05）。W16O4组猪的胴体重显著低于对照组和W12O3组（P＜0.05），其它胴体参数各处理组之间没有显著差异（P＞0.05）。饲喂脆茎全株水稻日粮各组背最长肌的持水率显著低于对照组（P＜0.05）。肉色、大理石纹、pH值和熟肉率各组之间没有显著差异（P＞0.05）。饲喂脆茎全株水稻并补饲大豆油各组的背最长肌和背膘脂肪中多不饱和脂肪酸（PUFA）、PUFAn-6和PUFAn-3比例显著高于对照组（P＜0.05），而饱和脂肪酸（SFA）和单不饱和脂肪酸（MUFA）比例低于对照组。结果显示，通过补饲大豆油进行能量平衡，脆茎全株水稻能够有效地用于生长肥育猪日粮，同时显著提高胴体中多不饱和脂肪酸比例。5．给生长肥育猪（始重约29kg）分别饲喂含0、10％和20％脆茎全株水稻日粮，在体重达到85kg时，每组选择3头，取其粪样并于屠宰后取相应的结肠内容物样品。通过16S rDNA的V6-V8区扩增产物的变性梯度凝胶电泳（DGGE）分析，以及16S rDNA的克隆和测序，探明饲喂脆茎全株水稻对猪肠道微生物区系的影响。饲喂含脆茎全株水稻组猪粪样DGGE的条带数和多样性指数高于饲喂对照日粮组，而对于结肠内容物样品，两参数随着日粮中脆茎全株水稻比例的增加而下降，统计上差异均不显著（P＞0.05）。同源性指数分析显示粪样和结肠内容物样品分别形成两个不同的簇。饲喂脆茎全株水稻猪的粪样和结肠内容物样品的DGGE图谱出现特异的条带，并与乳酸菌Lactobacillus reuteri（DSM 20016T）同源性高达99％。总共9个克隆中，7个克隆的序列与已知及未知的细菌序列同源性均低于97％，显示胃肠道中大多数细菌为不可培养细菌或未知菌。结果表明，饲喂脆茎全株水稻在一定程度上对肠道微生物区系产生影响，提高了结肠后肠道优势菌种类和微生物多样性，并且促进了肠道中乳酸菌的增生，从而有益于猪肠道健康。综上所述，脆茎水稻秸秆纤维素含量降低，半纤维素含量升高，产气速率提高；脆茎水稻与野生型水稻秸秆相比具有更有利于微生物快速附着和降解的结构特征；脆茎全株水稻替代小麦副产物用于生长肥育猪日粮，其中生长阶段20％和肥育阶段10％的替代比例对猪的生产性能没有影响；从生长肥育整个阶段分析，饲喂含16％脆茎全株水稻日粮补饲大豆油替代玉米，对猪的生长性能没有显著影响，并且可显著提高胴体中不饱和脂肪酸含量；饲喂脆茎全株水稻可促进猪肠道中乳酸菌的增生，并对猪后肠道微生物区系存在有益的影响，起到有益于肠道健康的作用。研究结果表明，脆茎水稻具有作为饲用水稻的品质特性，采用全株整体利用形式是进行水稻饲料化开发利用的有效方式，为缓解我国饲料资源短缺问题提供有效途径。
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相关论文文献
- [1].转高赖氨酸蛋白基因脆茎水稻的收获指数及秸秆赖氨酸含量的研究[J]. 浙江农业学报 2008(04)