山羊瘤胃纤维降解菌对青贮饲用苎麻的响应机理研究

Forage ramie is a kind of high quality, high yield of roughage and a good raw materials to use as a silage for animal with growing fast, good cut resistance and high nutritional value. Cellulolytic microorganisms in the rumen play a key role in the digestion and metabolism of carbohydrates through the process of adhered, colonization and secretion of cellulose. However, the properties of silage forage ramie and response mechanism of cellulolytic bacteria in the rumen to the silage forage ramie are not clear. Therefore, we will chose “Zhongsizhu No.1” as experimental material and study on the ensiling characteristics of ramie to clarify the mechanism of effects of different of chopping length and ensiling time. Depend on the base talked above, we will combine the animal nutrition, molecular biology and bioinformatics with using 454 pyrosequencing and QPCR technology to study cellulolytic bacteria population and the numbers of mainly cellulolytic bacteria in rumen after feeding silage forage ramie and reveal the response mechanism of cellulolytic bacteria to the silage forage ramie. This study could be provide theoretical basis and technical support for application of ramie in animal nutrition and promoting the whole understanding of the complex micro-ecosystem of rumen.

饲用苎麻具有生长快、耐割性强、营养价值高等特点，是一种优质、高产的粗饲料，适合作为青贮饲料的原料来开发。瘤胃纤维降解菌在反刍家畜消化代谢碳水化合物过程中起着关键作用，通过吸附、定植和分泌纤维素酶等过程对纤维素进行降解。而饲用苎麻的青贮特性以及瘤胃纤维降解菌对其的响应机理尚不清楚。为此，本项目拟采用饲料专用苎麻-中饲苎1号为试验材料，首先进行饲用苎麻青贮特性的研究，阐明不同长度和青贮时间对其青贮发酵品质影响的机理；在此基础上，将动物营养学、分子生物学和生物信息学有机结合，运用454焦磷酸测序和QPCR技术研究山羊采食青贮饲用苎麻后瘤胃纤维降解菌菌群结构及主要纤维降解菌数量的变化规律，揭示山羊瘤胃纤维降解菌对青贮饲用苎麻的响应机理。旨在为开发饲用苎麻在动物营养中的应用以及促进对瘤胃微生物复杂系统的整体认知提供科学依据。

非常规粗饲料饲用苎麻具有生长快、耐割性强、营养价值高等特点，是优质、高产的饲草作物资源。本项目利用饲料分析技术及氨基酸分析仪对饲用苎麻的常规营养成分及氨基酸组成进行了检测分析，发现饲用苎麻粗蛋白质含量高达22.38%，总必需氨基酸含量为7.26%，且氨基酸营养平衡；利用青贮技术，考察了不同切碎长度对其青贮特性的影响，结果表明，1 cm和2 cm长度的饲用苎麻青贮发酵品质定级为1级优等，且2 cm组的乳酸含量及饲用价值为最高；选用健康、年龄相近的黑山羊饲喂不同长度的饲用苎麻青贮日粮试验，结果显示，饲用苎麻青贮长度对瘤胃液乙丙比显著影响(P=0.026)，采样时间对乙酸、戊酸及总挥发性脂肪酸浓度均有极显著影响(P<0.01)，但是不同长度苎麻青贮与采样时间对瘤胃发酵指标均无显著交互作用(P>0.05)，不同长度苎麻青贮处理对瘤胃纤维素酶活均无显著影响(P>0.05)，但不同长度苎麻青贮处理与采样时间对羧甲基纤维素酶及木聚糖酶活均有显著交互作用(P<0.05)；进一步，开展了不同长度饲用苎麻青贮对山羊瘤胃微生物区系影响的研究，结果发现，饲喂不同的日粮对山羊瘤胃微生物群落门水平组成及相对丰度影响较大。饲用苎麻青贮组的后壁菌门显著高于对照组(P<0.05)，但是拟杆菌门显著低于对照组(P<0.05)，尤其是黏胶球形菌门极显著低于对照组(P<0.001)，且R2和R3组的疣微菌门的丰度显著低于R1和对照组(P<0.05),并且与瘤胃pH值和丙酸浓度呈现显著的负相关关系(P<0.05)，但是与乙丙比呈现显著的正相关关系(P<0.05)。通过此项目的研究，可以为饲用苎麻的饲料化开发及山羊营养调控技术的整体认知提供科学参考，助力南方草食畜牧业的绿色可持续发展。