贮藏玉米中霉菌菌相构成分析及其优势霉菌生长预测模型的构建

One of the main factors influenced quality of the storage corn is mildewed. The advantage mold plays a decisive role. The changs of the advantage mold affects the quality of maize. There are disadvantages in these means for the safety of the storage, such as goals not clear, high energy consumption, drug residue and so on. To the microbial factors harmed quality of the storage corn, this project carries out the research about the prediction model of mold in corn by the predictive microbiology theory. It is very important theoretical value to ecologically store grain and ensure the safety of corn storage. . The important contents of the research in this project are as follows: 1) Study the diversity of mold in different regional corn, and analyse the bacterium group. 2) By clustering analysis, determining the dominant combination of mold influenced the quality of the corn in grain depot. 3) Study the change rules of single or advantage mold influenced by ecological factors of environment. 4) Constructing the corresponding forecasting model about the single or the dominant mold. 5) These models is validated and evaluation by mathematical method or graphics.

影响贮藏玉米品质的主要危害之一是霉变，其中优势霉菌起着决定性作用，其消长影响玉米品质和贮藏时间。现有贮藏方法存在着针对性差、能耗高、药剂残留等缺点。为此，本项目针对危害贮藏玉米品质的微生物因素，采用预测微生物学理论，开展玉米中有害霉菌的生长预测模型与模拟的研究，对实现“生态储粮”，确保玉米贮藏安全，具有重要的理论研究价值。 . 本项目的主要研究内容为：1）研究不同地域玉米中霉菌的多样性，分析贮藏玉米中的菌群构成。2）通过聚类分析确定影响粮库玉米品质的特定优势霉菌组合。3）研究环境生态因子对玉米中单一或优势霉菌消长规律的影响。4）模拟单一或特定优势霉菌在不同主要生态因子条件下的生长，分别构建其对应的预测模型。5）采用数学或图形等方法对构建的模型进行验证和评价。

针对危害贮藏玉米品质的微生物因素，采用预测微生物学理论，开展玉米中有害霉菌的生长预测模型与模拟的研究。从黑龙江和河南的两个粮仓分别取样，对提取的结果进行高通量测序分析。结果表明不同储存年份和储存位置的玉米，其霉菌的组成和含量具有显著差异。变性梯度凝胶电泳研究结果表明，储藏玉米的霉菌污染以青霉、曲霉和毛霉为主，其霉菌群落的变化与储藏时间具有较强的相关性。在储藏时间方面，储藏1 a和3 a的样品中霉菌群落具有较大的差异，而储藏2 a样品的霉菌群落处于过渡期状态。分离和鉴定了贮藏玉米中的优势霉菌。根据其形态学观察、ITS序列的系统发育学分析，参考相关菌种鉴定手册，对其中4株优势菌种进行了初步鉴定，结果分别为：米曲霉（Aspergillus oryzae）、球毛壳菌（Chaetomium globosum）、腐皮镰孢菌(Fusarium solani)和菌核曲霉（Aspergillus sclerotiorum）。应用一个二次多项式函数分别建立了描述水分活度和温度对玉米中黄曲霉菌落生长的组合影响的模型。对模型的有效性分别进行了验证，其偏离因子分别为0.896和0.963。精确因子都小于1.15。结果证明构建的预测模型是很好的预报员。得出的方程可以用于预测贮藏玉米中黄曲霉生长情况。分别建立了描述aw和温度对寄生曲霉菌落生长的组合影响的模型，对模型的有效性分别进行了验证，结果证明构建的这2个二次多项式预测模型是很好的预报员。得出的方程可以用于考察贮藏玉米中寄生曲霉生长情况，预测得出不同温度和水分活度下寄生曲霉菌落可能的生长情况。用修正的Gompertz方程拟合腐败霉菌分别在不同储藏条件下的生长动力学模型，采用修正的线性Arrhenius-Davey方程建立二级模型，模拟温度对玉米中霉菌生长的比生长速率和迟滞期的影响。对构建模型的有效性分别进行了验证，模型的R2较高，偏离因子分别为0.951和0.927，精确因子都小于1.082，MSE值也较小。表明所构建的线性Arrhenius-Davey模型能较好地描述、预测不同温度对玉米中霉菌的比生长速率和迟滞期的影响。构建了玉米贮藏期预测模型。经验证建立的模型可以较好地预测一定条件下玉米的贮藏期。本项目对实现“生态储粮”，确保玉米贮藏安全，具有重要的理论研究价值。