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BAOWNO.162023饲料研究FEEDRESEARCH反鱼动物营养不同添加量3-NOP对体外瘤胃发酵甲烷产量及甲烷菌区系的影响包文君郑廷紡李宇秦炜喷*（内蒙古民族大学动物科技学院，内蒙古通辽0 2 8 0 0 0）摘要：试验旨在通过体外瘤胃发酵法研究高精料饲粮中添加不同剂量3-硝基酯-1-丙醇（3-NOP）对甲烷产量及甲烷菌区系的影响。采用完全随机区组设计，共设4组，对照组（C组）、低剂量组（LD组）、中剂量组（M D 组）、高剂量组（HD组），分别向发酵底物中添加0、0.4、0.8、1.2 mg3-NOP。体外发酵培养2 4h。结果表明，与对照组相比，各3-NOP处理组瘤胃甲烷产量和每克可降解底物的甲烷产量均显著降低（P0.05），但氢气产量和每克可降解底物的氢气产量显著增加（P0.05)。H D 组瘤胃干物质降解率显著低于其他组（P0.05），每克可降解底物总产气量显著高于其他组（P0.05)。与对照组和LD组相比，MD组瘤胃发酵Simspon指数显著降低（P0.05）。各3-NOP处理组瘤胃甲烷球形菌属（Methanosphaera）的相对丰度显著低于对照组。研究表明，3-NOP通过对甲烷菌甲基辅酶M还原酶的特异性抑制作用，改变了瘤胃甲烷菌区系结构，降低了甲烷产量。关键词：3-硝基酯-1-丙醇；瘤胃；甲烷生成；甲烷菌中图分类号：S823文献标识码：A文章编号：10 0 2-2 8 13（2 0 2 3）16-0 0 0 1-0 7Doi:10.13557/ki.issn1002-2813.2023.16.001Effect of different levels of 3-NOPon methane production and methanogens community by in vitro fermentation/en-junZHENG Ting-fangLI Ti-yuQIN Wei-zeAbstract:The study was to investigate the effect of different doses of 3-NOP added to high-concentration diets onmethane production and methanogenic flora through in vitro ruminal fermentation.A completely randomized block designwas used,including four groups:Control group(group C),low dose group(group LD),medium dose group(group MD)and high dose group(group HD),adding O,0.4,0.8 and 1.2 mg 3-NOP to fermentation substrate,respectively.Fermentation culture in vitro was carried out for 24 h.The results showed that compared with control group,rumenmethane production and methane production per gram of degradable substrate in each 3-NOP treatment group weresignificantly decreased(P0.05),but hydrogen production and hydrogen production per gram of degradable substrate weresignificantly increased(P0.05).The degradation rate of dry matter in rumen of HD group was significantly lower thanthat of other groups(P0.05),and the total gas production per gram of degradable substrate was significantly higher thanthat of other groups(P0.05).The Simspon index of ruminal fermentation in MD group was significantly lower than thatin control group and LD group(P2,P0.05）组间从门到种水平丰度显著差异的甲烷菌类群。瘤胃体外发酵参数数据经Excel2021初步整理，采用SAS9.4进行单因素方差分析，Duncans法进行多重比较。结果以平均值和标准误表示，P0.05表示差异显著。2结果与分析2.1不同添加剂量3-NOP对体外发酵气体产量和干物质降解率的影响（见表2)由表2 可知，与对照组相比，各3-NOP处理组发酵底物的甲烷产量和每克可降解底物的甲烷产量均显著降低（P0.05）。随着3-NOP添加剂量的增加，发酵底物的甲烷产量和每克可降解底物甲烷产量均呈线性降低趋势。与对照组相比，各3-NOP处理组发酵底物的氢气产量和每克可降解底物的氢气产量显著增加（P0.05）。随着3-NOP添加剂量的增加。氢气产量和每克可降解底物氢气产量均呈线性增加趋势，其中LD组、MD组。HD组氢气产量分别是对照组的6.9 8、2 5.46、41.18 倍，每克可降解底物氢气产量分别是对照组的7.0 6、2 6.2 3、47.57倍。HD组发酵底物的干物质降解率显著低于其他组（P0.05），但每克可降解底物总产气量显著高于其他组(P0.05)。表2不同添加剂量3-NOP对体外发酵产气量及干物质降解率的影响干物质降解率/总产气量/甲烷产量/氢气产量/每克可降解底物每克可降解底物每克可降解底物项目%mLmLmL总产气量/（mL/g)甲烷产量/mL/g)氢气产量/(mL/g)C组(对照组)46.598a145.00025.970a0.370d311.192b55.802a0.794dLD组45.957a144.66721.510b2.585c314.963b46.861b5.609cMD组45.156a143.3338.6609.421b318.093b19.38120.825bHD组40.294b143.0004.887d15.23 7a355.123a12.209c37.773aSEM0.9831.5990.9730.5437.2722.6730.894P值0.0070.7720.0010.0010.0090.0010.001注：同列数据肩标不同小写字母表示差异显著(P0.05)。2.2不同添加剂量3-NOP对体外发酵瘤胃甲烷菌区系的影响2.2.1不同添加剂量3-NOP对体外瘤胃发酵甲烷菌多样性的影响(见图1)0.999P=0.65600P=0.945000.9974000.9953000.9932001000.991C组LD组MD组HD组C组LD组MD组HD组组别组别(a)Goods_coverage指数(b)Observed_species指数1 000P=0.650.975P=0.01*8000.950深uosdurs6000.9254000.9002000.875C组LD组MD组HD组C组LD组MD组HD组组别组别(c)Chao1 指数(d)Simspon指数图1不同添加剂量3-NOP对体外瘤胃发酵甲烷菌多样性的影响NO.162023饲料研究FEEDRESEARCH4反负动物营养试验各组所有样本的测序覆盖度均达到了0.9 9 以上，表明基本均已检测出各组样本中的物种，充分满足了后续其他指标的分析要求。本试验采用DADA2和Vsearch方法对初步检测到的序列进一步质量过滤、去重及聚类等步骤分析处理，发现每个处理组均获得有效序列读数54549条以上，OTU分类单元2 8 0 个以上，各组间差异不显著（P0.05）。由图1可知，与对照组相比，各3-NOP处理组瘤胃发酵Chaol指数有增加的趋势(P0.05)；与对照组和LD组相比，MD组瘤胃发酵Simspon指数显著降低(P0.05）。在属水平上，4个组中瘤胃的优势甲烷菌均由甲烷短杆菌属（M e t h a n o b r e v i b a c t e r）和甲烷球形菌属（Methanosphaera）组成，二者相对丰度占总甲烷菌的9 0%以上。与对照组相比，3个3-NOP处理组瘤胃甲烷球形菌属（M e t h a n o s p h a e r a）的相对丰度显著降低（P0.05）；MD组瘤胃 Candidatus Methanomethylophilus 和未分类甲烷菌属的相对丰度显著提高（P0.05）。在种水平上共鉴定出11个甲烷菌种，反兽甲烷短杆菌（M e t h a n o b r e v i b a c t e r r u m i n a n t i u m）、史氏甲烷短杆菌(Methanobrevibacter smithi)和 Methanobrevibacter sp.D5是4个处理组瘤胃中共有的优势甲烷菌种，相对丰度占总甲烷菌的14%左右，未鉴定菌种相对丰度在7 5%左右。与对照组相比，HD组瘤胃反甲烷短杆菌种（M e t h a n o b r e v i b a c t e r r u m i n a n t i u m）的相对丰度显著升高(P0.05)，但未鉴定菌种的相对丰度显著降低(P0.05)。表3不同添加剂量3-NOP对体外发酵瘤胃甲烷菌区系组成的影响单位：%项目C组（对照组）LD组MD组HD组SEMP值门水平广古菌门100.000100.000100.00099.9800.0100.426属水平甲烷短杆菌属87.34187.80084.28888.0721.4930.298甲烷球形菌属9.166a6.419b5.689b6.809b0.6150.010Candidatus Methanoplasma1.8132.7573.0893.6220.8180.487Candidatus Methanomethylophilus1.409b2.714b5.978a0.871b0.7750.002甲烷八叠球菌属0.1550.1340.0270.2650.1400.700甲烷绳菌属0.0010.0020.0030.0030.0020.874未分类甲烷菌属0.115b0.174b0.926a0.358b0.1390.008种水平反台兽甲烷短杆菌9.817b11.454b6.503b19.692a1.6400.001史氏甲烷短杆菌6.5397.0805.7554.1490.7570.082Methanobrevibacter sp.D51.421bc2.156 ab2.810a0.829c0.3240.005米氏甲烷短杆菌0.1390.1230.2180.2700.0400.074奥蕾氏甲烷短杆菌0.0750.2020.0850.1460.0440.198未分类菌种82.009ab78.985ab84.629a74.914b1.9900.025NO.162023饲料研究FEEDRESEARCH反动物营养2.2.4不同添加剂量3-NOP对体外发酵瘤胃甲烷菌标志物种差异分析将不同处理组的样本在属属（种）水平的群落组成根据分类单元的丰度或样本间的相似程度进行聚类分析，从而对相对丰度大小接近的分类单元和样本进行排序，以不同颜色表示处理组间甲烷菌群落组成的差异变化，结果见图3。1.50组别C组Methanobacterium0LD组CandidatusMethanoplasmaMD组Methanothrix1.48HD组MethanolineaMethanore