青贮饲料是反刍家畜重要的日粮成分，其卫生质量关系着反刍动物和生产工人的健康。青贮饲料的卫生质量受致病菌潜伏和活跃程度的影响。这些致病菌为何能在青贮饲料中幸存而“潜伏”，其具体机制目前尚不明确。近年来，为了提高青贮饲料的品质，添加剂被广泛使用，旨在促进乳酸菌的乳酸发酵，降低pH值，抑制有害微生物对营养物质的消耗，或者直接杀灭有害微生物。然而，乳酸菌添加剂在抑制有害微生物过程中的相互作用机制，目前仍是一个谜题。至于益生乳酸菌与化学抑菌剂相比，哪种更具有优势，目前没有明确的答案。
针对这些问题，云南农业大学刘秦华教授和南京农业大学邵涛教授团队合作，对添加剂如何提升水稻秸秆青贮饲料的卫生质量进行了深入研究，新发现：机会性致病的肺炎克雷伯氏菌（Klebsiella pneumoniae）和变栖克雷伯氏菌（Klebsiella variicola）通过分泌α-生育酚，向益生的植物乳杆菌“进贡”，促进了益生植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）的增殖和乳酸发酵。在植物乳杆菌创造的酸性青贮环境中，不耐酸的克雷伯氏菌利用其死亡同伴的荚膜多糖进行自我保护，避免了被植物乳杆菌彻底消灭，从而实现了幸存而“潜伏”。克雷伯氏菌经植物乳杆菌添加剂处理后的幸存者数量远低于使用化学添加剂苯甲酸钠，说明防止克雷伯氏菌机会性致病的效果更佳。
近期，云南农业大学刘秦华教授和南京农业大学邵涛教授团队合作完成的题为“Klebsiella as an α-tocopherol source facilitating Lactobacillus plantarum fermentation in rice straw silage” 的研究在Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文)，JIA) 2024年12期作为封面文章正式发表。
研究团队设置了两个调控因素，分别为添加剂（空白对照、苯甲酸钠、细胞壁降解酶、植物乳杆菌、植物乳杆菌和细胞壁降解酶组合添加）和控制青贮窖空气残留的抽真空时间（5，8，11和14 秒）。在青贮42天后，分析水稻秸秆青贮发酵品质，营养成分和α-生育酚含量，同时利用单分子实时测序技术测定微生物群落结构。经过与苯甲酸钠处理组的有害微生物组成、丰度和α-生育酚含量进行比较，在α-生育酚含量高的细胞壁降解酶和植物乳杆菌处理组中锁定了机会性致病的克雷伯氏菌。解析了克雷伯氏菌产生α-生育酚和耐酸的能力，以及其与植物乳杆菌在共培养过程中的相互作用。
结果发现：在苯甲酸钠处理组中，克雷伯氏菌的存活数量多于植物乳杆菌处理组。克雷伯氏菌与植物乳杆菌共培养过程中，产生的α-生育酚促进了植物乳杆菌的增殖和乳酸发酵，但并未被灭绝；与克雷伯氏菌单独培养相比，其与植物乳杆菌的共培养降低了荚膜多糖含量，但依然保持高水平。
上述结果说明：致病的克雷伯氏菌是水稻秸秆青贮饲料α-生育酚增加的来源，它向植物乳杆菌进贡了α-生育酚，促进了益生植物乳杆菌的增殖和乳酸发酵。在植物乳杆菌创造的酸性青贮环境中，不耐酸的克雷伯氏菌利用其死亡同伴的荚膜多糖进行自我保护，避免了被植物乳杆菌彻底消灭，从而实现了幸存而“潜伏”。益生植物乳杆菌更有效地预防了机会性致病的克雷伯氏菌可能引起的卫生质量问题。
本文首次报道了机会致病的克雷伯氏菌产生α-生育酚的特性，揭示了它在乳酸菌创造的酸性环境中的生存策略和与乳酸菌之间的相互作用机制，为提高秸秆青贮饲料的卫生质量和α-生育酚含量提供了理论依据，控制致病微生物在青贮过程中的潜在危害推荐了科学的添加剂策略。
南京农业大学博士研究生宗成为第一作者，重庆畜牧科学院唐露助理研究员、中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所李茂副研究员参与了研究工作。
研究得到了兴滇英才计划项目（XDYC-QNRC-2023-0408和XDYC-CYCX-2022-0036），海南省重点研发计划项目（ZDYF2022XDNY153），重庆市自然科学基金面上项目（cstc2019jcyj-msxmX0066）、中央高校业务费（KYYZ2023002）的资助。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095311923004331
Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.6，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。
转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自王宁科学网博客。
链接地址：https://wap.sciencenet.cn/blog-3618084-1464128.html?mobile=1
收藏
