青藏高原燕麦附着耐低温乳酸菌的筛选与鉴定

doi:10.11686/cyxb2021358

摘要/Abstract

摘要：

为筛选出能改善燕麦低温青贮发酵品质的潜力乳酸菌菌株，对青藏高原不同海拔地区种植的燕麦表面附着乳酸菌资源进行了采集，通过限制性培养方法筛选耐低温菌株，对其耐酸性和耐盐性、产酸速率和生长速度进行分析比较，并用16S rDNA序列分析方法进行了鉴定。结果表明：从不同海拔地区的燕麦植株上初步分离到232株乳酸菌，经进一步革兰氏染色、镜检观察和过氧化氢酶试验筛选，获得56株菌株，对其进行低温筛选，共得到18株耐低温乳酸菌资源，均能在5~20 ℃、3.0%和6.0% NaCl以及pH为3.0~5.0条件下生长，其中14株为同型发酵乳酸菌，4株为异型发酵乳酸菌。14株同型发酵乳酸菌中，OCPP₃、OL₃、OL₈、OL₂₅、OL₃₆、OL₅₄、OL₇₇和OL₁₂₂的产酸和生长速率较高，3株（OCPP₃、OL₃₆和OL₇₇）为戊糖片球菌，2株（OL₃和OL₅₄）为戊糖乳杆菌，3株（OL₈、OL₂₅和OL₁₂₂）为植物乳杆菌。在培养25 h后，菌株OL₇₇的OD值在所有培养菌株中最高（2.52），其次为OL₅₄（2.50）。从耐低温、产酸速率和生长速率及多样性角度综合考虑，戊糖片球菌OL₇₇、戊糖乳杆菌OL₅₄和植物乳杆菌OL₁₂₂适宜作为青藏高原地区燕麦低温青贮的备选添加菌株。

关键词: 青藏高原, 燕麦, 青贮, 耐低温乳酸菌

Abstract:

This research aimed to identify potential lactic acid bacteria （LAB） strains that provide improved fermentation quality of oat （Avena sativa） silage under low temperature. Epiphytic LAB were collected from oat plants at different altitudes on the Qinghai-Tibetan Plateau. Cold tolerant strains were screened by restricted culture， and their acid and salinity tolerance， acid production and growth rate were compared. These strains were identified by means of 16S rDNA sequence analysis. In the initial isolation 232 strains of lactic acid bacteria were isolated， and 56 of these were retained for further screening after Gram’s stain testing， microscopy and a catalase test. Low temperature screening revealed 18 low-temperature tolerant strains. These could grow at temperatures of 5-20 ℃， 3.0% and 6.0% NaCl， and pH 3.0-5.0. Among these 18 strains， 14 were homofermentative and 4 strains were heterofermentative. For the 14 homofermentative LAB strains， strains designated OCPP₃， OL₃， OL₈， OL₂₅， OL₃₆， OL₅₄， OL₇₇and OL₁₂₂ had higher acid production and growth rate than others. OCPP₃， OL₃₆ and OL₇₇ were identified as Pediococcus pentosaceus， OL₃ and OL₅₄ as Lactobacillus pentosus， and OL₈， OL₂₅ and OL₁₂₂ as Lactobacillus plantarum. After culturing for 25 h， the optical density （OD） value of strain OL₇₇ （2.52） was the highest among all cultured strains， followed by OL₅₄ （2.50）. Considering the observed low temperature tolerance， acid production and growth rate， and their diversity， these three LAB strains show promise as potential additives for oat silage fermentation at low temperature on the Qinghai-Tibetan Plateau.

Key words: Qinghai-Tibetan Plateau, oats, silage, low temperature tolerant-lactic acid bacteria

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图/表 8

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项目Item	西宁Xining	天祝Tianzhu	山丹Shandan	合作Hezuo	海晏Haiyan	玛曲Maqu	果洛Guoluo	称多Chengduo
经度Longitude	E 101°33′55″	E 102°47′49″	E 101°10′31″	E 103°31′35″	E 100°54′11″	E 101°43′36″	E 100°23′20″	E 97°08′13″
纬度Latitude	N 36°29′51″	N 37°11′24″	N 38°11′45″	N 35°35′34″	N 36°57′29″	N 34°04′51″	N 34°47′44″	N 33°48′18″
海拔Altitude （m）	2295	2797	2860	2957	3052	3474	3765	4217

项目Item	西宁Xining	天祝Tianzhu	山丹Shandan	合作Hezuo	海晏Haiyan	玛曲Maqu	果洛Guoluo	称多Chengduo
经度Longitude	E 101°33′55″	E 102°47′49″	E 101°10′31″	E 103°31′35″	E 100°54′11″	E 101°43′36″	E 100°23′20″	E 97°08′13″
纬度Latitude	N 36°29′51″	N 37°11′24″	N 38°11′45″	N 35°35′34″	N 36°57′29″	N 34°04′51″	N 34°47′44″	N 33°48′18″
海拔Altitude （m）	2295	2797	2860	2957	3052	3474	3765	4217

材料来源 Material source	发酵时间 Fermentation time （d）	菌株名称 Strain name
西宁Xining	3	OCLF₄， OCLF₆
西宁Xining	60	OLP₁
天祝Tianzhu	3	OCEF₂
天祝Tianzhu	60	OCLB₇
山丹Shandan	3	OCPP₃
山丹Shandan	60	OL₂₅
合作Hezuo	3	OL₃
合作Hezuo	60	OCWC₈， OCWC₉
海晏Haiyan	3	OL₃₆
海晏Haiyan	60	OL₈
玛曲Maqu	3	OCLP₅
玛曲Maqu	60	OL₂₀₅
果洛Guoluo	3	OL₅₄
果洛Guoluo	60	OL₁₉₄
称多Chengduo	3	OL₇₇
称多Chengduo	60	OL₁₂₂

材料来源 Material source	发酵时间 Fermentation time （d）	菌株名称 Strain name
西宁Xining	3	OCLF₄， OCLF₆
西宁Xining	60	OLP₁
天祝Tianzhu	3	OCEF₂
天祝Tianzhu	60	OCLB₇
山丹Shandan	3	OCPP₃
山丹Shandan	60	OL₂₅
合作Hezuo	3	OL₃
合作Hezuo	60	OCWC₈， OCWC₉
海晏Haiyan	3	OL₃₆
海晏Haiyan	60	OL₈
玛曲Maqu	3	OCLP₅
玛曲Maqu	60	OL₂₀₅
果洛Guoluo	3	OL₅₄
果洛Guoluo	60	OL₁₉₄
称多Chengduo	3	OL₇₇
称多Chengduo	60	OL₁₂₂

特征Characteristics	OLP₁	OCEF₂	OCPP₃	OCLF₄	OCLP₅	OCLF₆	OCLB₇	OCWC₈	OCWC₉	OL₃	OL₈	OL₂₅	OL₃₆	OL₅₄	OL₇₇	OL₁₂₂	OL₁₉₄	OL₂₀₅
形状 Shape	杆菌 Bacillus	球菌 Coccus	球菌 Coccus	杆菌 Bacillus	杆菌 Bacillus	杆菌 Bacillus	杆菌 Bacillus	杆菌 Bacillus	杆菌 Bacillus	杆菌 Bacillus	杆菌 Bacillus	杆菌 Bacillus	球菌 Coccus	杆菌 Bacillus	球菌 Coccus	杆菌 Bacillus	杆菌 Bacillus	球菌 Coccus
发酵类型Fermentation type	异型 Hetero	同型 Homo	同型 Homo	同型 Homo	同型 Homo	同型 Homo	异型 Hetero	异型 Hetero	异型 Hetero	同型 Homo	同型 Homo	同型 Homo	同型 Homo	同型 Homo	同型 Homo	同型 Homo	同型 Homo	同型 Homo
革兰氏染色Gram stain	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
过氧化氢酶Catalase	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
葡萄糖产气Gas from glucose	+	-	-	-	-	-	+	+	+	-	-	-	-	-	-	-	-	-
NaCl
3.0%	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
6.0%	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
pH
5.0	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
4.5	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
4.0	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
3.5	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
3.0	+	W	+	W	+	W	+	W	W	+	+	W	+	+	+	+	W	W
温度Temperature （℃）
20	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
15	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
10	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
5	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+