尼辛和a-亚麻酸对延边黄牛瘤胃发酵参数、甲烷生成及微生物多样性的影响

【摘要】：本研究包括3个实验,用于研究尼辛(Nisin)和a-亚麻酸(LNA)对延边黄牛瘤胃发酵参数、甲烷生成及微生物多态性的影响。主要研究工作如下： 实验一：Nisin对延边黄牛瘤胃微生物体外发酵参数与甲烷生成的影响 本实验旨在研究Nisin对延边黄牛瘤胃微生物体外发酵参数影响。日粮精粗比为7：3,利用体外发酵法研究,设计4个水平3个重复,通过分别添加0mg/L、1.25mg/L、2.50mg/L和5mg/L的Nisin研究其对反刍动物瘤胃发酵参数的影响。经过恒温培养箱39℃培养12h,在设定的时间内测定pH值、气体(气体总量、H2、CH4、CO2)、氨氮浓度(NH3-N)及挥发性脂肪酸(VFA)浓度。结果表明,Nisin在设定浓度范围内对产气量和pH都没有显著影响。Nisin能够降低瘤胃液中氨氮浓度,在6h时Nisin添加组与对照组相比差异极显著(p0.01)；Nisin降低了VFA中乙酸／丙酸的比值,在6h培养时间点后,各处理组和对照组差异极显著(p0.01)；Nisin降低了甲烷的产量,在3h时间点以后,各处理组与对照组差异极显著(p0.01),同时提高了H2的产量,在6h以后,各处理组与对照组差异极显著(p0.01),但对C02产量没有影响。以上结果表明,Nisin在体外条件下,能够改变瘤胃发酵类型。 实验二：尼辛和a-亚麻酸对延边黄牛瘤胃微生物体外发酵特性及甲烷生成的影响 本实验旨在研究尼辛(nisin)和α-亚麻酸(α-Linolenic acid,LNA)对延边黄牛瘤胃微生物体外发酵特性与甲烷生成的影响。试验利用体外静态模拟发酵法,设计4个处理,对照组,5mg/L的Nisin(N组),0.67mg/L的α-亚麻酸(LNA组),5mg/L的Nisin和0.67mg/L的α-亚麻酸(N-LNA组)研究其对反刍动物瘤胃发酵参数及CO2, CH4,H2生成的影响。经过恒温培养箱39℃培养12h,在设定的时间内测定pH、氨态氮(NH3-N)浓度、挥发性脂肪酸(VFA)浓度以及产气量(总产气量、CO2、CH4、H2)。结果表明,经过3h培养,LNA组和N-LNA组与对照组和N组相比,LNA组和N-LNA组提高了pH值,差异极显著(p0.01)。Nisin和LNA降低了瘤胃液中氨态氮浓度,在6、12h时,N组、LNA组和N-LNA组与对照组相比,N组、LNA组和N-LNA组显著低于对照组(p0.01)。Nisin和LNA增加了丙酸的浓度,降低了VFA中乙酸/丙酸的比例,在6h培养时间,N组、LNA组和N-LNA组与对照组相比,显著增加了丙酸浓度(p0.05)；经过12h培养与对照组相比N组、LNA组和N-LNA组增加了丙酸浓度(p0.01)。对总产气量的影响,在3h、6h和12h,LNA组和N-LNA组与对照组和N组相比,LNA组和N-LNA组显著降低了总产气量,差异极显著(p0.01),而N组和对照组之间无差异(p0.05)。在3h、6h和12h,LNA组和N-LNA组与对照组和N组相比降低了CO2的产量(p0.01),N组、LNA组和N-LNA组与对照组相比显著降低了CH4的产量(p0.01)。在各培养时间点,N组与对照组相比增加了H2产量(p0.01),LNA组与对照组相比降低了H2产量,在6h差异极显著(p0.01),N-LNA与N组相比差异极显著(p0.01),在12hN-LNA与对照组相比无显著差异,在6h,12hN-LNA组H2的产量显著高于LNA组。结果表明,在体外培养条件下,Nisin和LNA及其复合作用提高了丙酸浓度,降低了甲烷生成,Nisin和LNA的混合作用能够更大程度降低甲烷产量,同时添加LNA能够转移单独添加Nisin时产生的H2,进一步改变了瘤胃微生物的发酵类型。 实验三：运用PCR-DGGE分析Nisin和LNA对瘤胃微生物多样性的影响 本实验旨在对实验二12h反应终止时的样品,运用PCR-DGGE技术分析Nisin和LNA对瘤胃微生物多样性的影响,为添加Nisin和LNA对瘤胃调控结果提供基础参考。对实验二12h反应终止时的样品进行处理,提取总DNA,采用凝胶变性电泳技术(Denaturing gradient gel electrophoresis DGGE)分析群落结构。不同处理组的DGGE图谱条带的数目和条带颜色深浅有一定的差异,Nisin处理组与对照组间的相似性较高,LNA组和N-LNA组与对照组间相似性较低。N组与对照组相比,LNA组与N-LNA组相比,Shannon-Wiener多样性指数和Simpson多样性指数差异都不显著,(p0.05),LNA组和N-LNA组与对照组和N组相比Shannon-Wiener多样性指数和Simpson多样性指数差异都极显著,(p0.01)。结果表明：添加Nisin对瘤胃微生物菌群多样性的影响较小,添加LNA对瘤胃微生菌群物多样性影响较大。 【关键词】：尼辛 a-亚麻酸 瘤胃 发酵参数 甲烷 体外发酵
【学位授予单位】：延边大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：S816
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第一章 引言13-14
• 第二章 文献综述14-33
• 2.1 反刍动物瘤胃的特点14-16
• 2.1.1 细菌14-15
• 2.1.2 瘤胃原虫15
• 2.1.3 瘤胃真菌15-16
• 2.2 瘤胃微生物对动物生产和健康的影响16-19
• 2.2.1 瘤胃微生物对动物生产的影响16-17
• 2.2.2 瘤胃微生物对动物健康的影响17-18
• 2.2.3 瘤胃微生物的多样性分析18-19
• 2.3 瘤胃发酵的调控19-23
• 2.3.1 瘤胃的发酵调控的营养基础19-21
• 2.3.2 瘤胃调控的主要措施21-23
• 2.4 反刍动物甲烷生成的机理与调控23-29
• 2.4.1 甲烷生成的生物学机理24-26
• 2.4.2 甲烷生成的调控26-29
• 2.5 Nisin的研究进展29-31
• 2.5.1 Nisin的来源29
• 2.5.2 Nisin理化性质29
• 2.5.3 Nisin的作用机制29
• 2.5.4 Nisin的毒性29-30
• 2.5.5 Nisin的目前应用30-31
• 2.6 研究目的、意义及主要内容31-33
• 2.6.1 降低反刍动物瘤胃甲烷产量,减少饲料能量的浪费,保护人类的生存环境31
• 2.6.2 瘤胃中甲烷生成的生物学意义应作为降低甲烷产量的理论基础31
• 2.6.3 寻找绿色的抗生素替代品31-32
• 2.6.4 从分子研究方法运用PCR-DGGE来分析添加剂对瘤胃微生物多态性的影响32-33
• 第三章 实验研究33-66
• 3.1 Nisin对延边黄牛瘤胃发酵参数以及甲烷产量的影响33-45
• 3.1.1 材料与方法34
• 3.1.2 试验设计及样品采集34
• 3.1.3 体外培养程序34
• 3.1.4 指标测定34-35
• 3.1.5 结果与分析35-45
• 3.2 辛和α-亚麻酸对延边黄牛瘤胃微生物体外发酵特性及甲烷生成的影响45-58
• 3.2.1 材料与方法46-48
• 3.2.2 结果48-55
• 3.2.3 讨论55-57
• 3.2.4 结论57-58
• 3.3 运用PCR-DGGE分析Nisin和LNA对瘤胃微生物多样性的影响58-66
• 3.3.1 材料与方法58-61
• 3.3.2 结果与分析61-64
• 3.3.3 讨论64-65
• 3.3.4 结论65-66
• 第四章 体结论、创新点及需进一步研究的问题66-68
• 4.1 结论66
• 4.2 创新点66
• 4.3 有待进一步研究的问题66-68
• 参考文献68-75
• 致谢75

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