暖季型和冷季型牧草表面及其青贮过程中微生物和乳酸菌多样性的比较研究

Lactic acid bacteria play an important role in silage fermentation processes, the species and quantity of epiphytic lactic acid bacteria can influence fermentation quality of silages. In this project, in order to clarify the mechanisms of the difference in the fermentation model of tropical and temperate grasses, we will: investigate the dynamics of microbial and lactic acid bacterial diversity of 4 tropical and 4 temperate grasses during the growth and ensiling; isolate and identify the dominant and fine epiphytic lactic acid bacteria with merits and advances in fermentation from fresh grass and silages; analyze the adaptive mechanism of exogenous microbial community or lactic acid bacteria on the grass during the ensiling, and evaluate their effects on the fermentation quality of grass; these results will provide important database and information for exploitation and application of inoculants for silages.

牧草表面附着的乳酸菌种类和数量是影响青贮发酵品质的重要因素之一，本项目为了探讨引起暖季型和冷季型牧草青贮发酵类型差异的微生物学因素，首先探索不同生育期牧草表面及其青贮过程中微生物和乳酸菌多样性的变化规律，比较两种类型牧草之间的差异及其对青贮发酵的影响；同时从新鲜牧草和青贮过程中筛选优良乳酸菌菌株，进而分析外源微生物群落和乳酸菌个体对不同生境的适应机制，及其对不同类型牧草青贮发酵的影响；该研究成果将为青贮用乳酸菌制剂的开发和应用提供科学依据。

江苏地处中纬度，属温带向亚热带过渡区的暖温带半湿润季风气候，热量丰富，雨热同季，季风显著，四季分明，具有典型的南北气候过渡性，适于种植多种牧草，其中既有暖季型牧草又有冷季型牧草。冷季型牧草的最适生长温度在20℃左右，而暖季型牧草的最适生长温度在30~35℃之间。暖季型牧草由于耐热性强、单产量高等特点，在南方地区大面积推广，但与冷季型牧草相比，暖季型牧草青贮难以成功。通常认为冷季型牧草青贮时主要以乳酸发酵为主，暖季型牧草青贮时则以乙酸发酵为主。然而，目前关于冷暖季型牧草发酵类型及发酵产物不同的原因尚不完全清楚。为此，本研究以冷季型牧草多花黑麦草、燕麦、暖季型饲草青贮玉米、甜高粱、象草和苏丹草为研究对象，研究了冷暖季型牧草表面附着微生物菌群对多种牧草青贮发酵品质和微生物群落结构的影响。通过伽马射线辐照技术消除了材料本身微生物菌群的影响，利用高通量测序技术及菌群移植技术监测了不同源微生物菌群在同一发酵底物上的重建过程，比较了冷暖季型牧草表面微生物在青贮过程中的动态变化及适应过程，明确了其对青贮发酵产物及微生物群落结构的影响，解析了引起冷暖季型牧草青贮发酵类型及发酵产物差异的微生物学因素。