真菌糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)降解棉籽壳木质纤维素和游离棉酚的作用及其机制的初步研究

来源 :新疆农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:woshixiaomihu
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本文旨在研究糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)对棉籽壳木质纤维素降解,及饲喂经糙皮侧耳发酵后的棉籽壳对绵羊营养物质消化代谢和粪便微生物多样性的影响;对棉籽壳游离棉酚的降解以及其机制,为微生物发酵棉籽壳脱毒和粗饲料的开发应用提供参考。主要研究结果如下:试验一:高效木质纤维素降解菌株的筛选及液体培养基成分的优化通过平板显色、退色反应进行初步筛选和液体产酶试验进行复筛选,得到木质纤维素降解率较高的菌株--糙皮侧耳。培养基成分优化试验结果表明,菌种接种量10%,以浓度为10 g/L的葡萄糖为碳源、浓度为2.0 g/L的蛋白胨作为氮源、浓度为1.0 g/L的VB1作为生长因子、浓度为1.5 g/L的磷酸二氢钾和硫酸镁作为无机盐培养的第4 d,该菌株生物量和产酶效果最好。试验二:糙皮侧耳发酵对棉籽壳木质纤维及游离棉酚含量的影响糙皮侧耳菌株接种到棉籽壳进行了固体发酵,试验结果显示,菌种接种量设置10%(v/m)时,接种后21 d菌丝长满菌袋。棉籽壳经糙皮侧耳菌株发酵21 d后可显著降低纤维素(P<0.05)、半纤维素(P<0.01)、木质素(P<0.01)和游离棉酚含量(P<0.01);显著增加粗蛋白质含量(P<0.01)。试验三:糙皮侧耳降解游离棉酚的转录组学和代谢组学分析培养基中添加400 mg/L游离棉酚进行液体培养,对培养72 h后的游离棉酚降解真菌糙皮侧耳进行转录组和代谢组分析。结果发现:GO分析中有13781条Unigene被注释,从生物过程、分子功能和细胞组分3个方面进行了分析类聚,其所占比例分别为80.85%、87.18%和49.54%。通过KEGG分析有5499条Unigene被注释,参与物质代谢通路的有12条,参与有机系统有9条,遗传信息处理有4条,细胞过程有4条,环境信息处理有2条,在基因表达差异显著的通路中,代谢占最大比例。差异表达分析表明,与对照组相比试验组中1862个基因上调表达,3314个基因下调表达。本试验条件下,糙皮侧耳产生的漆酶可能参与游离棉酚的降解。代谢组分析结果表明,游离棉酚可能抑制糙皮侧耳胞内糖代谢。试验四:糙皮侧耳扩大发酵对棉籽壳木质纤维、绵羊消化代谢及粪便微生物的影响选择平均体重60.09±4.60kg、年龄2±0.5岁、健康状况良好的萨福克种公羊10只,分成2组(试验组和对照组),每组5只。按照体重的1.2%补喂精料补充料,对照组每天每只羊按体重的2%(风干重)饲喂经1%氧化钙处理后的棉籽壳,试验组按体重的2%(风干重)饲喂1%氧化钙处理后发酵的棉籽壳,预试期14 d,正试期为7 d。结果显示:试验组干物质、有机物、粗蛋白质、钙和总能的表观消化率极显著低于对照组(P<0.01),且分别降低了 17.13%,25.10%,16.22%,30.63%,10.32%;中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的表观消化率显著低于对照组(P<0.05);而半纤维素和磷与对照组相比无差异性(P>0.05);试验组钙摄入量高于对照组(P<0.01);试验组粪中氮和钙含量极显著高于对照组(P<0.01)且分别高37.21%和8.05%;试验组钙的沉积率显著高于对照组(P<0.05),升高了 36.96%,而氮和磷的沉积率试验组与对照组相比均无显著性差异(P>0.05)。饲喂2%·BW的棉籽壳绵羊粪便主要优势细菌为厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门、螺旋菌门和疣微菌门。饲喂2%·BW的糙皮侧耳发酵棉籽壳绵羊粪便主要优势细菌为厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门、螺旋菌门、疣微菌门和放线菌门。饲喂2%·BW的棉籽壳绵羊粪便主要优势真菌为子囊菌门、担子菌门、变形菌门、接合菌门和新美鞭菌门。饲喂2%·BW的糙皮侧耳发酵棉籽壳绵羊粪便主要优势真菌为囊菌门、担子菌门、变形菌门和接合菌门。综上所述,糙皮侧耳能分泌木质纤维素分解相关的酶,可显著降低棉籽壳中纤维素、半纤维素、木质素和游离棉酚含量,显著增加粗蛋白质含量。饲喂发酵后棉籽壳可提高绵羊对饲粮的采食量和钙的沉积率;受到游离棉酚诱导表达后,GO分析得到13781条Unigene被注释,1862个基因的表达量上调,3314个基因的表达量下降;本试验条件下,糙皮侧耳产生的漆酶可能参与游离棉酚的降解过程;游离棉酚可能抑制糙皮侧耳胞内糖代谢。
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