TMR发酵过程中微生物种群演替及其有氧稳定性机理研究

发酵TMR是采用拉伸膜裹包等青贮技术将调制好的TMR饲料进行一段时间密封贮藏，经过乳酸发酵而成的发酵混合饲料。与一般的饲草青贮饲料不同，发酵TMR在有氧状态下不易发生好氧变质，但目前为止其有氧稳定性的机理尚不清楚。本项目利用分子生物学的技术手段，通过研究发酵TMR在发酵过程中以及有氧状态下的微生物种群演替以及发酵成分（乳酸、挥发性脂肪酸、醇类）的动态变化；明确TMR发酵过程中微生物种群的种类、数量、优势菌种演替规律以及发酵成分的动态变化规律；解明引起TMR发生好氧变质的酵母的主要种类和数量；阐明乳酸菌（或代谢产物）及发酵成分中对引起好氧变质的酵母的抑制作用主要因子，从而诠释发酵TMR有氧稳定性的机理。为发酵TMR饲料的有效保存、质量调控以及推广普及提供科学理论依据。

全混合日粮（TMR）具有诸多优点，但有氧稳定性差严重制约着该技术在中小型养殖场的应用和推广。发酵TMR是基于青贮技术经过发酵制成，与未发酵的TMR和高水分原料的单独青贮相比，发酵TMR具有良好的有氧稳定性，但其有氧稳定性的机理尚不清楚。. 本项目利用分子生物学的原理与技术，通过研究分析TMR在发酵过程中和有氧状态下的微生物种群演替以及发酵成分（乳酸、挥发性脂肪酸、醇类）的动态变化；明确TMR发酵过程中微生物种群的种类、数量、优势菌种演替规律以及发酵成分的动态变化规律；解明引起TMR发生好氧变质的酵母的种类和数量；阐明发酵成分、乳酸菌（或代谢产物）对引起好氧变质的酵母抑制作用的主要因子，从而诠释发酵TMR有氧稳定性的机理。. 通过不同粗饲料组成、不同水分含量、添加不同的乳酸菌、发酵不同时间的TMR有氧稳定性的研究发现：1、未经发酵的TMR在20小时内即发生变质，通过发酵显著提高TMR的有氧稳定性；2、添加同型乳酸菌降低发酵TMR的有氧稳定性；3、TMR发酵过程中蛋白发生不同程度的降解；4、TMR发酵过程中，乳酸菌的种类和数量以及优势菌随着发酵时间的延长而发生变化，最终以布氏乳杆菌和乳酸片球菌为优势乳酸菌；5、全株玉米青贮的有氧变质可能由酵母菌和细菌共同参与引起，而发酵TMR有氧变质最可能是酵母引起的。随着发酵时间的延长，细菌在发酵TMR有氧变质过程中的作用受到抑制；6、TMR发酵前、发酵过程中以及有氧状态下，酵母菌的种类和数量以及优势酵母菌发生明显的变化；7、短期发酵（7天、14天）的TMR，在开封时仍能检出酵母，而发酵28天和56天后，发酵TMR中的酵母菌处于检出限以下。8、短期发酵的发酵TMR中，参与有氧变质的酵母菌种类较多，其中Pichia manshurica与短期发酵TMR的有氧变质关系密切。随着发酵时间的延长，参与有氧变质的酵母菌种类减少，在有氧变质过程中只检出Zygosaccharomyces bailii。因此，Zygosaccharomyces bailii可能是引起长时间发酵TMR好氧变质的主要原因。此外，有氧稳定性的增强可能与发酵对Candida属和Pichia属的抑制，尤其是Pichia kudriavzevii（Issatchenkia orientalis）的抑制有关。