基于宏基因组学技术检测全株玉米青贮期间和暴露空气后的微生物多样性

本试验旨在分析全株玉米青贮发酵期间和暴露空气后的发酵品质及微生物多样性,监测其微生物群落组成动态变化。试验分别在3个发酵时期取样,即青贮第5天(F5组)、青贮第40天(F40组)和青贮40 d开袋暴露空气后第3天(A3组),每次取3袋作为3个重复。采用宏基因组学技术,测定全株玉米青贮发酵期间和暴露空气后微生物的16S r DNA V3~V4区序列,比较3个发酵时期样品微生物群落的组成和丰度信息,通过Alpha多样性和主成分分析,考察和比较全株玉米青贮发酵期间和暴露空气后的微生物多样性。结果表明:全株玉米经过40 d的青贮发酵,可使p H及中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量显著下降(P0.05),乳酸含量显著升高(P0.05),具有良好的发酵品质和营养价值,且发酵40 d后短时间开袋暴露空气对其发酵品质和营养价值无显著影响(P0.05)。3组样本通过Illumina Miseq测序平台共获得122 371条高质量有效序列,聚类为239个操作分类单元,经分类学鉴定分属16个门,163个属。在门水平上,厚壁菌门(Firmicutes)始终占优势地位,其丰度在F5、F40和A3组中分别为57.57%、74.65%、78.82%,呈增长趋势。发酵前期(F5组)、发酵后期(F40组)和开袋期(A3组)优势菌属均为乳杆菌属(Lactobacillus),其丰度分别为49.78%、64.46%和45.34%,但在开袋期芽孢乳杆菌属(Sporolactobacillus)的比例上升明显,至28.46%。综上,全株玉米青贮自然发酵升高了产乳酸乳杆菌属的丰度,有利于提高全株玉米青贮的发酵品质,但开袋暴露空气3 d对全株玉米青贮的微生物多样性产生了影响,而通过Miseq高通量测序技术,能够全面了解全株玉米青贮期间和暴露空气后微生物群落组成及丰度上的变化。