乙醇对瘤胃液接种稻秸的体外发酵产物及细菌群落结构的影响

旨在研究乙醇对山羊瘤胃液与水稻秸秆厌氧共培养的影响。利用频繁传代的体外发酵技术和高通量测序方法,分析了短链脂肪酸(SCFA)产量和细菌群落的变化。结果表明,经体外培养传代8次的稻秸发酵液的总短链脂肪酸产量显著高于瘤胃液(P<0.01);与未添加乙醇的稻秸发酵液相比,添加乙醇显著提高了乙酸、戊酸和己酸的比例,降低了丙酸和丁酸的比例(P<0.01),总SCFA产量及异丁酸和异戊酸比例无显著差异。与瘤胃液相比,稻秸发酵液的拟杆菌门(Bacteroidetes)相对丰度下降,厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度升高(P<0.05),且添加乙醇显著提高了厚壁菌门和放线菌门(Actinobacteria)的相对丰度(P<0.05);添加乙醇使双歧杆菌属(Bifidobacterium)、未定性的毛螺菌属(unidentified Lachnospiraceae)、产琥珀酸菌属(Succiniclasticum)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)和未定性的梭菌属(unidentified Clostridiales)的相对丰度显著升高(P<0.05)。乙醇使稻秸发酵液的显著性差异物种(Biomarker)增加;稻秸发酵液与瘤胃液亲缘关系较近,而添加乙醇显著改变了细菌区系;短链脂肪酸比例在稻秸发酵液细菌群落多样性中具有重要作用。研究表明,体外频繁传代和添加乙醇可以提高稻秸发酵液的乙酸、戊酸和己酸产量,乙醇改变了稻秸发酵液的细菌群落结构。     

乙醇对瘤胃细菌发酵纤维类饲料产短链脂肪酸能力的影响

【背景】瘤胃细菌发酵碳水化合物产生的短链脂肪酸(Short Chain Fatty Acid,SCFA),可作为燃料和化工产品的前体物。乙醇在碳链延伸产生己酸过程中具有重要作用,但对瘤胃发酵不同纤维类饲料产己酸能力的研究少有报道。【目的】揭示乙醇对纤维类饲料体外瘤胃发酵的SCFA产量差异,挖掘潜在的产C5和C6脂肪酸细菌。【方法】利用体外连续传代和Illumina HiSeq测序等技术,比较了添加乙醇对6种饲料产SCFA能力的影响以及细菌群落结构的差异。【结果】6种纤维类饲料的总SCFA产量顺序为黑麦草>小黑麦草>燕麦草>玉米芯>稻秸>甜叶菊。添加乙醇显著提高了小黑麦草、黑麦草的戊酸和己酸产量;细菌群落以厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为优势菌门,乙醇显著提高了燕麦草组和小黑麦草组的放线菌门(Actinobacteria)和软壁菌门(Tenericutes)相对丰度;种水平上,甜叶菊、稻秸和玉米芯的优势菌与燕麦草、小黑麦草和黑麦草的优势菌相对丰度不同。相对丰度前10的细菌中,Prevotella sp.DJF CP65、Clostridium butyricum和Bifidobacterium thermophilum相对丰度与戊酸产量呈显著正相关,C.butyricum相对丰度与己酸产量呈显著正相关。【结论】瘤胃细菌体外发酵纤维类饲料并添加乙醇可生产更多戊酸和己酸,该结果为筛选可培养瘤胃细菌用于体外发酵提高戊酸和己酸产量、挖掘瘤胃细菌功能提供了参考数据。