接种剂对苜蓿青贮的微生物组与代谢组调控机制研究：发酵质量不佳条件下的多组学解析

针对乳酸菌(LAB)接种剂在青贮中效果不稳定的问题，中国研究人员通过微生物组测序和代谢组分析，探究了植物乳杆菌(LP)和戊糖片球菌(PP)对苜蓿青贮的影响。研究发现，尽管接种未能显著改善pH>5.00的发酵质量，但显著改变了微生物群落结构（如Weissella、Hafnia-Obesumbacterium的丰度变化）和代谢通路（氨基酸/能量代谢增强），为理解LAB在复杂发酵体系中的作用机制提供了多组学证据。

　　

论文解读
在反刍动物饲养系统中，青贮饲料的发酵质量直接影响饲料的营养价值和动物健康。乳酸菌(LAB)作为常用接种剂，虽被广泛用于促进乳酸(LA)发酵，但其效果却存在巨大差异——有些研究报道其能显著提升青贮品质，另一些则显示无效甚至负面作用。这种不一致性与干物质(DM)含量、菌株特性、原料微生物群落等因素密切相关。尤其当青贮pH值无法有效降低（如>5.0）时，传统发酵参数往往难以揭示微生物与代谢物的复杂互作机制。

中国农业科学院等机构的研究团队在《Animal Feed Science and Technology》发表的研究，通过整合微生物组测序和代谢组分析技术，对两种LAB接种剂（植物乳杆菌LP和戊糖片球菌PP）处理的苜蓿青贮展开系统研究。实验设置低(300 g/kg)高(430 g/kg)两种DM水平，采用真空袋发酵60天后，结合高通量测序和LC-MS代谢检测，揭示了在发酵质量未明显改善条件下微生物与代谢网络的深层变化。

关键技术方法
研究采用Illumina平台进行16S rRNA基因测序分析细菌群落，LC-MS非靶向代谢组学检测代谢物差异，同时测定常规发酵参数（pH、氨态氮等）。样本来自甘肃定西的"中苜2号"苜蓿，经3小时(LDM)或12小时(HDM)萎凋后切段，分别接种LP、PP或不接种(CON)进行发酵。

研究结果

1. 发酵特性与化学成分
   所有处理组pH均>5.00（LDM更显著），表明发酵不充分。尽管LP/PP降低了pH，但未改善蛋白水解或营养保存。HDM组中性洗涤纤维(aNDF)和酸性洗涤纤维(ADF)更高，而粗蛋白(CP)和水溶性碳水化合物(WSC)更低。

2. 微生物群落重构
   CON和PP组以Weissella和Pediococcus为主，LP组则显著提升Lactiplantibacillus丰度（达80.1%），同时伴随Hafnia-Obesumbacterium和Enterobacter的异常增殖。DM水平不影响这种群落分化模式。

3. 代谢通路重编程
   LP接种显著增强细菌群落的氨基酸和能量代谢，抑制碳水化合物和核苷酸代谢。代谢组显示：LDM条件下LP组乳果糖和来苏糖降低；LP/PP处理增加酪氨酸，但降低N-甲基-DL-丙氨酸和N(α),N(α)-二甲基-L-组氨酸。

结论与意义
该研究首次在多组学层面证明，LAB接种剂即使未能改善传统发酵指标，仍能深度调控青贮的微生物生态和代谢网络。LP通过促进特定菌群（如Lactiplantibacillus）的定殖，改变氨基酸代谢流向，这种作用与DM含量无关。研究为优化青贮接种策略提供了理论依据，提示未来应结合微生物功能预测和代谢物检测来评估接种效果，而不仅依赖pH或营养指标。此外，Hafnia-Obesumbacterium等条件致病菌的异常增殖现象，也为青贮安全性评估提出了新警示。