一株瘤胃源乳酸利用菌的分离、鉴定及其体外代谢特性的初步研究

论文摘要

反刍动物瘤胃是一个微生物种类多、数目巨大并且调控严密的天然厌氧发酵罐。日粮中的各种营养成分主要依靠瘤胃内的各种微生物进行发酵分解,发酵产物提供给宿主动物作为代谢所必需的营养物质和能量。通过调控瘤胃发酵来促进反刍动物健康和提高生产性能一直是反刍动物营养研究的热点。本论文对本实验室所分离到的一株瘤胃源乳酸利用菌进行了鉴定和体外代谢特性初步研究,并在体外条件下比较了该菌株单独培养及与酵母联用在不同底物条件下对混合瘤胃微生物发酵的影响。第一部分:菌株的分离与筛选采用Hungate技术,从饲喂高精料的本地山羊瘤胃内分离到一株乳酸利用茵L9。利用含有90 mmol L-1乳酸作为唯一碳源的LH培养基,分离与纯化到15株乳酸利用茵。通过检测24 h发酵液中乳酸浓度来确定菌株的乳酸利用能力,排除乳酸利用能力较弱的菌株。筛选到一株具有强乳酸利用能力的菌株,其24h发酵液中乳酸降解率达到99.67%。第二部分:菌株L9的形态、生化和16S rRNA基因序列鉴定菌株L9是一种革兰氏阴性细菌,菌体为新月状或弯的螺旋状,偶尔成对,能利用多种碳源。菌株L9在Genbank中的登陆号为EU327401,16S rRNA基因序列在GenBank中进行同源性比较的结果表明,在与L9同源性超过97%的33条序列中,有27条属于反刍兽新月形单胞菌（Selenomonas ruminantium）,说明菌株L9与反刍兽新月形单胞菌的同源性最高。故将菌株L9归类为反刍兽新月形单胞茵。结合形态、生理生化特性和16S rRNA基因序列分析结果,菌株L9被初步鉴定为反刍兽新月形单胞菌。第三部分:菌株L9的体外发酵代谢特性以乳酸为底物的LH培养基能很好的支持菌株L9的生长,3h能够到达对数生长期,发酵到12h,乳酸的降解率达到98.67%。补充葡萄糖、麦芽糖、纤维二糖和乳糖的LH培养基均能支持菌株L9的生长,而且比乳酸LH培养基更好促进菌株L9的生长。菌株L9发酵葡萄糖、麦芽糖、纤维二糖和乳糖的过程中会产生乳酸,但是,发酵24h后,绝大部分乳酸可被降解掉。丙酸是菌株L9降解乳酸和各种糖的终产物中短链脂肪酸主要的成分,但是丙酸生成比例因碳源的不同而异。菌株L9可以耐受较低的pH值,其生长合适的pH值范围为5.5～6.5。第四部分:菌株L9单独培养及与酵母联用对混合瘤胃微生物体外培养的影响采用体外培养,研究了菌株L9单独培养及与酵母联用在分别以羊草、玉米和淀粉为底物条件下对瘤胃混合微生物发酵的影响。结果发现,菌株L9显著提高了发酵6～18h各种底物的pH值（P＜0.01）,并降低了乳酸浓度（P＜0.01）,L9与酵母联用比L9单独使用能更有效地提高pH值和降低乳酸浓度。菌株L9提高了所有底物的TVFA和丙酸浓度及其比例,并降低了乙丙比,在玉米底物条件下,L9与酵母联用组18h的乙丙比最低,比对照组降低了0.43（P＜0.01）,其乙酸浓度、丙酸浓度、TVFA浓度和丙酸比例均高于其他各组。在各种底物中,淀粉的TVFA浓度最高,L9与酵母联用组的TVFA浓度显著高于其他各组（P＜0.05）,丙酸比例较对照组提高了132.8%（P＜0.01）,而乙丙比降低了0.50（P＜0.01）。菌株L9提高了所有底物的丙酸浓度及其比例。单独添加酵母在各种底物条件下效果不明显,而且在淀粉底物条件下会加剧乳酸的累积。综合各指标的发酵情况,菌株L9对各种底物均有一定效果,与酵母联用的情况下这些有益的效果得到加强。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 单位符号缩写
• 引言
• 文献综述
• 1 瘤胃酸中毒概述
• 2 瘤胃酸中毒发生的微生物作用机制与营养机制
• 3 瘤胃酸中毒的防治措施
• 4 瘤胃乳酸利用菌对瘤胃发酵的影响
• 5 结束语
• 参考文献
• 实验研究
• 第一章 瘤胃乳酸利用菌的分离与筛选
• 1.材料与方法
• 2.结果与分析
• 3.讨论
• 参考文献
• 英文摘要
• 第二章 菌株L9的鉴定
• 1.材料与方法
• 2.结果与分析
• 3.讨论
• 参考文献
• 英文摘要
• 第三章 Selenomonas ruminanrium L9的体外发酵特性研究
• 1.材料与方法
• 2.试验结果
• 3.讨论
• 参考文献
• 英文摘要
• 第四章 体外研究Selenomonas ruminantium菌株L9和酵母对混合瘤胃微生物发酵的影响
• 1.材料与方法
• 2.结果
• 3.讨论
• 参考文献
• 英文摘要
• 全文结论
• 致谢
• 附录一
• 附录二 菌株L9的16S rRNA基因序列
• 附录三