整合微生物组与代谢组分析揭示了乳杆菌在卡拉甘纳草青贮发酵过程中的调控机制

《BMC Plant Biology》：Integrated microbiome and metabolomic analysis reveals the regulatory mechanisms of Lactobacillus in Caragana korshinskii silage fermentation

　　

摘要

背景

木质生物质，尤其是Caragana korshinskii，的青贮处理对可持续饲料生产而言是一项重大挑战，其主要原因在于其发酵特性十分顽固。为克服这些限制，本研究探讨了从燕麦青贮中分离得到的、适应特定环境的Lactobacillus菌株在60天青贮过程中的调控作用，及其对微生物群落和生化指标的影响。

结果

通过定向接种，尤其是混合乳酸菌群，可有效调节青贮饲料中的微生物组。这种处理方式加速了以Lactiplantibacillus为主的同型发酵阶段的形成，随后逐步过渡到由Lentilactobacillus主导的异型发酵阶段。这种特定的微生物更替有助于抑制不良的蛋白水解活性，并减少导致饲料变质的微生物种类。此外，综合代谢组学分析表明，经过优化的微生物组合显著增强了氨基酸代谢及ABC转运蛋白途径的功能。这种代谢调控有助于实现精准的营养物质传递，从而提高乳酸积累量并提升粗蛋白保留率。

结论

这些研究结果表明，策略性地构建适应特定环境的微生物群，是將木质纤维素生物质转化为高质量饲料的有效方法。通过优化特定的代谢途径，该方法能够显著提升青贮饲料的微生物稳定性与营养价值。