摘要:以青海高寒地區(qū)分布范圍廣、種植面積大、飼用價(jià)值較高的燕麥為對(duì)象,對(duì)其附著乳酸菌進(jìn)行分離、鑒定,發(fā)現(xiàn)適合青海地區(qū)人工種植燕麥青貯的乳酸菌包括B74(植物乳桿菌)、B101(植物乳桿菌)、GC10(植物乳桿菌)、R2(干酪乳桿菌)、HT4(片球菌)、PP(片球菌)、D1404(糞產(chǎn)球菌或戊糖片球菌)。
關(guān)鍵詞:青海??;高寒地區(qū);燕麥;青貯乳酸菌;篩選;菌落形態(tài);菌株類型;青貯試驗(yàn)
中圖分類號(hào): S816.5+3文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號(hào):1002-1302(2015)02-0205-04
收稿日期:2014-04-09
基金項(xiàng)目:青海省科技廳項(xiàng)目(編號(hào):2010-N-516)。
作者簡(jiǎn)介:徐婷(1986—),女,湖北孝感人,碩士研究生,從事反芻動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究。E-mail:xutinghubei@163.com。
通信作者:劉書杰,研究員,碩士生導(dǎo)師,從事反芻動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究。E-mail:mkylshj@126.com。青海省是我國(guó)五大牧區(qū)之一,牧草的需求量非常大[1]。近年來(lái),燕麥開始在牧區(qū)大量種植,已成為高寒牧區(qū)枯草季節(jié)的重要飼草來(lái)源。人工種草制作青貯飼料,是解決高寒草地畜牧業(yè)冬春季節(jié)飼草料嚴(yán)重不足的有效措施之一[2]。乳酸菌在飼料工業(yè)中,尤其在青貯飼料的制備領(lǐng)域中有重要的作用[3-7]。青海高寒牧區(qū)的極端氣候環(huán)境使得傳統(tǒng)商品化乳酸菌在該地區(qū)的應(yīng)用受到了限制,很難調(diào)制出品質(zhì)良好的青貯飼料。因此,發(fā)掘和利用高寒地區(qū)鄉(xiāng)土產(chǎn)乳酸菌種質(zhì)資源,對(duì)于在該地區(qū)制作青貯飼料具有重要的實(shí)踐意義。
1材料與方法
1.1材料
1.1.1原料青海省貴南草業(yè)有限股份公司種植的青燕3號(hào)燕麥及表層土樣,采集于青海省貴南縣過(guò)馬營(yíng)鎮(zhèn),海拔約3 300 m;青海海北州高原現(xiàn)代生態(tài)畜牧業(yè)科技試驗(yàn)示范園種植的加拿大燕麥及表層土洋,采集于青海省海晏縣,海拔約 3 200 m。
1.1.2儀器恒溫培養(yǎng)箱、超凈工作臺(tái)、超低溫冰箱、高壓蒸汽滅菌鍋、振動(dòng)器、pH計(jì)、天平、光學(xué)顯微鏡、PCR儀、凝膠成像儀、電泳儀、液相色譜儀,紫外分光光度計(jì)。
1.1.3試劑MRS培養(yǎng)基(參考中國(guó)科學(xué)院微生物研究所的配方):酵母粉15 g/L,葡萄糖60 g/L,酪蛋白胨30 g/L,檸檬酸氫二胺6 g/L,乙酸鈉15 g/L,MgSO4·7H2O 1.5 g/L,MnSO4 0.75 g/L,吐溫-80 3 mL/L,K2HPO4 6.0 g/L,牛肉膏 30 g/L,瓊脂15 g/L。113 ℃,30 min高壓蒸汽滅菌,每平皿約20 mL。
MC培養(yǎng)基(參考中國(guó)科學(xué)院微生物研究所的配方):大豆蛋白胨5 g/L,牛肉膏3 g/L,酵母粉3 g/L,葡萄糖20 g/L,乳糖20 g/L,瓊脂15 g/L。121 ℃,20 min高壓蒸汽滅菌,每平皿約20 mL。
鏡檢(采用G+染色):草酸銨結(jié)晶紫,碘液,番紅。
凝膠電泳:瓊脂糖,TBE緩沖液,StarSpin細(xì)菌基因組DNA提取試劑盒,陽(yáng)性對(duì)照菌種為大腸桿菌。
1.2試驗(yàn)方法
1.2.1樣品制備取自然發(fā)酵的青貯飼料500 g左右密封保存,于4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.2青貯飼料中菌群結(jié)構(gòu)分析試驗(yàn)分為4組:第Ⅰ組編號(hào)GC(貴南燕麥青草樣)、第Ⅱ組編號(hào)GT(貴南燕麥地表層土樣)、第Ⅲ組編號(hào)HY(海晏燕麥青草樣)、第Ⅳ組編號(hào)HT(海晏燕麥地表層土樣)。取乳熟期整株燕麥減碎至1~2 cm,混勻稱重,土捏碎稱取3 g,加10倍的已滅菌的生理鹽水浸泡2 h,使表層含有的菌游離于生理鹽水中,整個(gè)過(guò)程在無(wú)菌室中進(jìn)行。
將浸泡草樣及土樣的液體置于振蕩器上振蕩使菌均勻分布,分別取菌液作梯度稀釋液:10-1~10-5。取稀釋液在MRS培養(yǎng)基(添加制霉菌素50 mg/mL以抑制霉菌和酵母菌的生長(zhǎng))平板上涂布,每個(gè)稀釋梯度取200 mL涂布3皿,涂布完成后置于37 ℃溫箱中培養(yǎng)48 h。
1.2.3菌落形態(tài)特征觀察平板計(jì)數(shù)后,根據(jù)公式計(jì)算燕麥附著乳酸菌的活菌數(shù)(CFU/g):活菌數(shù)=(同一稀釋度的重復(fù)平板上菌落平均數(shù)×稀釋倍數(shù))/含菌樣品質(zhì)量。計(jì)數(shù)后進(jìn)行菌落形態(tài)觀察,并描述各菌株的菌落形態(tài)特征。
1.2.4細(xì)菌革蘭氏染色觀察挑取典型菌落,進(jìn)行革蘭氏染色、鏡檢,挑取培養(yǎng)48~72 h的菌落涂片,進(jìn)行革蘭氏染色,100倍油鏡觀察。
革蘭氏染色法:取10 μL水于載玻片中央,再用接種環(huán)挑取少量菌落與載玻片上的水滴均勻混合并涂成薄的菌膜自然干燥,玻片向上在乙醇燈上快速烤干,結(jié)晶紫初染1 min后用水充分淋洗,滴加碘液媒染1~2 min水洗,用水充分淋洗后用吸水紙吸干水分,用95%乙醇脫色20 s并水洗,番紅復(fù)染 1~2 min 水洗,自然干燥100倍油鏡觀察。藍(lán)紫色為革蘭氏陽(yáng)性菌,紅色為革蘭氏陰性菌。
1.2.5乳酸菌的分離和純化根據(jù)菌落的顏色、大小、光澤、透明程度等挑取有透明圈的單菌落,進(jìn)行革蘭氏染色、油鏡鏡檢,凡是疑似為乳酸菌并以劃線的方式在MRS培養(yǎng)基上繼續(xù)分離純化培養(yǎng)2次。如果鏡檢發(fā)現(xiàn)不純,就繼續(xù)劃線純化,直至純化為止。將純化后的菌株接種到MRS液體培養(yǎng)基上培養(yǎng),再將菌液接種到保存液(含60%甘油,體積為1 ∶1)中,并在-80 ℃條件下保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.6乳酸菌的初步篩選將鑒定過(guò)的乳酸菌分別按3%的接種量轉(zhuǎn)入MRS液體培養(yǎng)基中,37 ℃恒溫培養(yǎng),每隔2 h測(cè)定不同菌株發(fā)酵液pH值,繪制的產(chǎn)酸速率曲線即不同發(fā)酵時(shí)間(h)所對(duì)應(yīng)發(fā)酵液pH值的變化曲線,根據(jù)不同菌株的產(chǎn)酸能力以及產(chǎn)酸速率來(lái)篩選適宜的用作青貯飼料的菌株。用待測(cè)菌株培養(yǎng)24 h的培養(yǎng)液,以3%的接種量接入MRS液體培養(yǎng)中,于37 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h,以培養(yǎng)基為空白,在620 nm下測(cè)定樣品的吸光度。endprint
1.2.7優(yōu)良乳酸菌的菌種鑒定優(yōu)良乳酸菌的菌種鑒定采用16S rRNA序列測(cè)定,即分離的乳酸菌在MRS培養(yǎng)基中培養(yǎng)8 h后進(jìn)一步純化并進(jìn)行菌株DNA的提取,DNA提取試劑盒由天根生化試劑(北京)有限公司提供,DNA提取及純化按照試劑盒使用方法進(jìn)行。
2結(jié)果與分析
2.1分離菌株菌落形態(tài)及菌體細(xì)胞形態(tài)觀察
由表1可以看出,所篩菌種大多為中等大小、中間凸起、表面光滑的白色菌落。
2.2乳酸菌的初步篩選
從pH值下降快、生長(zhǎng)速度快指標(biāo)進(jìn)行篩選,初篩出菌號(hào)為R2、R6、HC58、HC64、HT4、 HT2、GC10、GC21、 GC26、 GC44、B29、 B74、 B90、 B101的菌(表2)。
2.3細(xì)菌革蘭氏染色觀察
圖1顯示,所選菌大多為桿菌,1個(gè)或成對(duì)出現(xiàn)。
2.4優(yōu)良乳酸菌的篩選
將pH值下降快、生長(zhǎng)速度快的菌株進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模模擬青貯試驗(yàn),其pH值測(cè)定結(jié)果見表3,其中編號(hào)為R2、HT4、GC10、GC44、B101、D1404、YX的pH值下降快且穩(wěn)定,可用于袋貯青貯試驗(yàn)。
2.5青貯菌種鑒定結(jié)果
篩選出的優(yōu)勢(shì)菌種經(jīng)測(cè)序后冷凍干燥制成菌劑,并測(cè)定其活菌數(shù),篩選出的菌種情況見表4。
3結(jié)論與展望
以青海高寒地區(qū)分布范圍廣、種植面積大、飼用價(jià)值較高的燕麥為原料,對(duì)其附著乳酸菌進(jìn)行分離、鑒定,發(fā)現(xiàn)適合青海地區(qū)人工種燕麥青貯的乳酸菌包括B74(植物乳桿菌)、B101(植物乳桿菌)、GC10(植物乳桿菌)、R2(干酪乳桿菌)、HT4(片球菌)、PP(片球菌)、D1404(糞產(chǎn)球菌或戊糖片球菌)。
畜牧業(yè)是青海的支柱產(chǎn)業(yè),但是目前青海草場(chǎng)退化、草畜不平衡、自然災(zāi)害頻發(fā),一直制約著青海畜牧業(yè)發(fā)展,而青貯飼料是解決青海牧區(qū)飼草不平衡的有效措施之一。目前,我國(guó)對(duì)青貯飼料的調(diào)制主要利用國(guó)外商業(yè)化的乳酸菌制劑,但是在青海高寒地區(qū)燕麥?zhǔn)斋@季節(jié)的氣溫大概在15 ℃左右,低菌株編號(hào)菌株類型活菌數(shù)(CFU/g)B74植物乳桿菌4.31×1011B101植物乳桿菌1.49×108GC10植物乳桿菌6.40×1010R2干酪乳桿菌6.41×1011HT4片球菌3.73×1011PP片球菌1.07×1011D1404糞產(chǎn)球菌或戊糖片球菌1.00×108YX商品混合菌(臺(tái)灣亞芯)1.00×108
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