南方高温高湿区青贮饲料中主要霉菌毒素积累规律及生物防控机制研究

The southern China regions are the main areas suffering from mycotoxins in silages due to the prevailing high temperatures and high humidity, which in turn hinder the health and development of the dairy industry. In this project, we will firstly investigate the proliferation and accumulation of toxigenic fungi and mycotoxins (aflatoxins, zearalenone and deoxynivalenol) in whole-crop corn and alfalfa silages under high temperature and humidity climate; then isolate and identify native lactic acid bacteria with antifungal, probiotic, and detoxification properties; analyze the biological mechanisms of functional lactic acid bacteria inhibiting the activity of toxigenic fungi during ensiling; reveal the detoxification mechanisms of functional lactic acid bacteria to mycotoxins; exploit the biological control technology for toxigenic fungi and mycotoxins in silages, which will provide important database and information for production of top-quality and safe silage in high temperature and humidity areas of southern China.

我国南方地区因高温高湿的气候特点成为青贮饲料霉菌毒素污染的主要区域，严重影响了奶产业的健康发展。为此本项目拟研究高温高湿环境下全株玉米和紫花苜蓿青贮饲料中产毒霉菌增殖和主要霉菌毒素（黄曲霉毒素，玉米赤霉烯酮和脱氧雪腐镰孢菌烯醇）的变化规律；挖掘具有高效抑制产毒霉菌及脱毒活性的乡土乳酸菌资源；剖析青贮过程中功能性乳酸菌抑制产毒霉菌活性的生物学机制；解析功能性乳酸菌对主要霉菌毒素的脱毒机理；研发针对我国南方高温高湿区青贮饲料中产毒霉菌及其毒素的生物防控技术，为高温高湿区优质、安全青贮饲料生产提供科学依据。

优质安全青贮饲料是维持奶牛高产和确保乳品安全的基础和保障，但目前全株玉米青贮饲料中霉菌毒素污染普遍，亟需探讨青贮饲料霉菌毒素积累规律并研发针对性防控技术。通过本项目的系统研究，明确了我国青贮饲料污染的主要霉菌毒素为呕吐毒素（DON）和玉米赤霉烯酮（ZEN），黄曲霉毒素检出率极低，但发现样品往往存在多种真菌毒素并存的现象；研究发现未受到霉菌侵染的饲草青贮前后均未检测到黄曲霉毒素（AFB1和AFB2），但均检测出了ZEN， DON,伏马毒素（FBs包括FB1, FB2和FB3），青贮后AFB1，ZEN，DON和FB1均有不同程度下降，但不能被完全消除， ZEN在较低浓度时，青贮后未发现浓度降低；筛选出3株兼具抑制产毒霉菌和脱毒活性的乳酸菌菌株，研究发现乳酸菌抑菌活性物质对热稳定，且对pH变化敏感，进一步研究发现有机酸或多肽类物质为主要抑菌物质，且可能通过细胞壁吸附作用消除毒素；比较了2株瘤胃源乳酸菌（E. faecalis和E. faecium）对青贮饲料霉菌毒素的影响，发现两者均降低了ZEN和DON浓度，但接种E. faecium在消除AFB1方面表现出比接种E. faecalis更高的效率；评价了己酸和那他霉素对青贮玉米霉菌毒素含量的影响，发现那他霉素可降低青贮饲料中霉菌毒素含量；探讨了布氏乳杆菌和植物乳杆菌对青贮饲料及青贮过程中霉菌毒素的消减情况，发现接种剂降低了青霉菌属的相对丰度，表明较差的玉米青贮发酵与真菌侵染与霉菌毒素相关，而接种剂通过改变细菌和真菌群落来减轻真菌侵染对玉米青贮质量的不利影响。研究结果为青贮饲料霉菌毒素防控提供了材料支持，并为我国南方高温高湿区青贮饲料生产霉菌毒素防控针对性研发提供了理论支持指导。依托本项目，培养了博士（留学生）1名，硕士2名，发表了SCI论文8篇。