丛枝菌根真菌和根瘤菌与植物共生研究进展

丛枝菌根真菌(AMF)和根瘤菌可以影响植物生产力、微生物群落结构和土壤质量,是生态系统可持续发展的重要驱动因子。在长期的进化过程中,AMF和根瘤菌逐步形成了互惠互利共生关系,充分发挥AMF-根瘤菌-植物共生体的生物固氮和养分吸收等作用,对于减少化学肥料的投入,保障农业可持续发展具有重要意义。但也有研究表明AMF和根瘤菌之间存在相互制约的作用,这可能与环境因素密切相关。因此,需要系统总结AMF-根瘤菌与植物共生相互作用的机理及其影响因素。本研究通过文献梳理以及定性比较分析,阐明了植物根系通过根系分泌物刺激根瘤菌和AMF形成结瘤因子和菌根因子,激活后续信号通路,从而使根瘤菌和AMF与植物建立共生关系的过程和机制;概述了AMF-根瘤菌与植物共生的协同增效和拮抗作用;总结了影响AMF和根瘤菌与植物共生及其相互作用的生物和非生物因素。最后,本研究提出AMF-根瘤菌与植物建立共生关系的作用机理目前还不完全明确,微生物菌肥研发缓慢等问题,并从理论、技术和应用等层面对未来研究的重点方向进行了展望,以期为利用AMF和根瘤菌促进农业可持续发展提供新思路和新方法。

青藏高原高寒地区生态草牧业可持续发展:原理、技术与实践

青藏高原在保障国家生态安全、发展高寒生态草牧业和改善当地民生等方面具有重要战略意义。实现高寒地区生态草牧业可持续发展,对推动青藏高原生态保护和区域高质量发展具有重要推动作用。由于高寒草地承载力低、草畜供需时空失衡和畜牧业经营方式粗放等原因,导致草地畜牧业生产效率低,牧民经营效益差,高寒草地退化严重。为了协调推动高原生态保护、国家公园建设和区域民生改善,传统草地畜牧业亟待转型升级。近年来在国家和地方科技项目支持下,针对高寒草地畜牧业系统效率低、资源消耗大和经营效益差的瓶颈,在位于青藏高原东缘农牧交错区的青海省贵南县系统开展了生态草牧业关键技术研发、应用和示范,集成了以"高寒草地适度利用-优质高产人工草地建植-优良牧草青贮-系列草产品加工-饲草料精准配置-家畜营养均衡饲养-高原特色畜产品精深加工-一二三产业融合-区域功能耦合"等为一体的高寒地区生态草牧业提质增效技术体系,积极推动了传统草地畜牧业向生态草牧业发展转变,促进了高寒地区生态-生产-生活协调发展,为青藏高原生态保护、草牧业可持续发展和高寒地区牧民持续增收提供重要科技支撑,同时对我国西部典型生态脆弱区适应性管理,黄河上游生态保护和高质量发展具有一定的启示作用。

不同性别放牧青海黑藏羊的肉品质特征分析

为了解自然放牧条件下青海黑藏羊的肉品质特征及性别间的差异,选取12月龄放牧青海黑藏羊母羊、公羊和羯羊各5只,测定分析其屠宰性能、背最长肌的肉品质指标及氨基酸、微量元素和脂肪酸含量。结果表明:12月龄放牧青海黑藏羊屠宰率为41.05%,背最长肌的pH处于鲜肉范围,熟肉率为54.44%,含有锌、硒等元素,鲜味氨基酸含量达38.40%,共检测到32种脂肪酸,均含有α-亚麻酸、二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)等ω-3系列脂肪酸;性别对青海黑藏羊的屠宰性能无显著影响;此外,羯羊色度指标均极显著高于母羊,背最长肌的总氨基酸和赖氨酸含量显著高于母羊和公羊,鲜味氨基酸含量显著高于母羊,苏氨酸含量显著高于公羊;母羊背最长肌中铁和硒元素含量显著高于公羊和羯羊;公羊背最长肌的粗灰分和镁元素含量显著高于羯羊,多不饱和脂肪酸含量显著高于母羊。上述结果表明,放牧青海黑藏羊母羊肉的矿物元素含量更高,公羊肉的多不饱和脂肪酸含量更高,羯羊在肉色和氨基酸含量方面更具有优势。

不同物候期牧草对藏系绵羊血清生化指标、瘤胃内环境参数及瘤胃微生物功能菌群的影响

本试验旨在研究不同物候期牧草对藏系绵羊血清生化指标、瘤胃内环境参数及瘤胃微生物功能菌群的影响。分别于高寒草甸返青期、青草期和枯草期采集牧草样品,测定常规营养成分含量。选取体重为(34.08±2.94)kg的10只4岁全年放牧的藏系母绵羊,用耳标进行标记,分别于返青期、青草期和枯草期清晨放牧前空腹进行颈静脉采血及瘤胃液采集,用于分析血清生化指标、瘤胃内环境参数及瘤胃微生物功能菌群。结果表明:1)青草期牧草粗蛋白质和粗脂肪含量显著高于返青期和枯草期(P<0.05),而枯草期牧草酸性洗涤纤维含量显著高于其他2个时期(P<0.05),中性洗涤纤维含量显著高于返青期(P<0.05)。2)血清中甘油三酯、低密度脂蛋白和生长激素含量随物候期推移无显著变化(P>0.05)。枯草期血清总蛋白、白蛋白含量和谷丙转氨酶活性显著低于返青期和青草期(P<0.05)。3)藏系绵羊瘤胃液氨态氮、乙酸、异丁酸、戊酸含量及丙酸比例均在青草期最高,乙酸比例在枯草期最高,乙酸/丙酸在枯草期显著高于返青期和青草期(P<0.05)。4)宏基因组测序结果表明,放牧藏系绵羊瘤胃微生物相对丰度最高的是细菌,约占总微生物含量的70%,其次是真菌(20%),剩余是未注释到的微生物(10%)。其中,瘤胃液中主要纤维素分解菌为栖瘤胃普雷沃氏菌、白色瘤胃球菌和产琥珀酸丝状杆菌,其相对丰度均在枯草期显著高于返青期和青草期(P<0.05),淀粉分解菌、反刍兽新月单胞杆菌的相对丰度在青草期显著高于其他物候期(P<0.05)。由此得出,不同物候期牧草营养成分含量变化引起藏系绵羊血清生化指标、瘤胃内环境参数、瘤胃微生物功能菌群的变化;冷季(返青期和枯草期)因血清中总蛋白、白蛋白、球蛋白、葡萄糖及瘤胃挥发性脂肪酸含量低,导致藏系绵羊潜在的抵御疾病能力弱,可利用能量源少,因此在返青期和枯草期应对放牧藏系绵羊进行合理补饲提高藏系绵羊生长性能。

不同月龄青海黑藏羊肌肉脂肪酸组成和风味差异比较

为了探究月龄对青海黑藏羊肉脂肪酸组成及风味特性的影响,试验选取12,18,24月龄自然放牧的体况相近的健康青海黑藏羊羯羊各5只,取背最长肌测定脂肪酸、氨基酸、肌苷酸和维生素B1风味前体物质和挥发性风味物质组成及含量,取肋部皮下脂肪测定膻味成分。结果表明:12月龄青海黑藏羊肉中亚油酸和二十碳五烯酸含量显著高于18月龄(P<0.05),多不饱和脂肪酸(PUFA)、ω-6 PUFA含量以及PUFA/饱和脂肪酸(SFA)均极显著高于24月龄(P<0.01);不同月龄青海黑藏羊肉鲜味氨基酸、肌苷酸和维生素B1含量均差异不显著(P>0.05);醛类、醇类、烃类和酮类化合物整体平均含量分别高达26.99%、23.43%、16.08%和14.42%,其中12月龄青海黑藏羊肉中十六烷含量极显著高于18月龄(P<0.01),2-丁氧基-乙醇和3-己烯-2-酮含量显著高于24月龄(P<0.05),而24月龄青海黑藏羊肉中烃类化合物含量显著高于18月龄(P<0.05);不同月龄青海黑藏羊皮下脂肪中膻味成分含量差异不显著(P>0.05)。说明12月龄青海黑藏羊肉在脂肪酸组成方面更具优势,而24月龄羊肉整体风味物质更为丰富。

饲粮蛋白质水平对藏系绵羊瘤胃真菌菌群结构及功能的影响

本研究旨在探究饲粮蛋白质水平对藏系绵羊瘤胃真菌菌群结构及功能的影响。试验选取18只12月龄健康、平均体重为(31.71±0.72)kg的藏系绵羊羯羊,随机分为3组,每组6只,分别饲喂代谢能相近而蛋白质含量不同(LP组,10.06%CP;MP组,12.10%CP;HP组,14.12%CP)的饲粮,试验为期120 d,包括15 d的预饲期和105 d的正试期。结果表明:1)LP组藏系绵羊的终末体重、平均日增重和平均日采食量均显著低于MP组和HP组(P<0.05),而料重比显著高于MP组和HP组(P<0.05)。2)3组18个瘤胃液样品共产生1547415条有效序列,聚类后共得到4073个OTUs。饲粮蛋白质水平并没有对藏系绵羊瘤胃真菌多样性指数产生显著性影响(P>0.05)。3)在门分类水平上,藏系绵羊瘤胃真菌优势菌门为子囊菌门、担子菌门、被孢霉亚门和新美鞭菌门等;在属分类水平上,瘤胃真菌优势菌属为青霉属、无茎真菌属、枝孢属、镰孢霉属和链格孢属等。4)采用LEfSe方法对各个分类水平上丰度有显著差异的微生物进行比较分析,共筛选到33个符合生物标记物的真菌菌群。5)基于FUNGuid对藏系绵羊瘤胃真菌群落的营养型进行功能预测,发现腐生营养型是最主要的营养型。以上结果表明,适当提高饲粮中蛋白质水平可以显著提高藏系绵羊的生长性能,但对瘤胃真菌菌群的多样性和结构组成并未产生明显的影响。

黄河源园区典型高寒草原牧草营养特征及家畜承载力研究

三江源国家公园地处青藏高原腹地,是国家重要的生态资源资产区,生态战略地位十分突出。本研究选择黄河源园区3种典型高寒草原,测定不同季节牧草的养分供给状态并计算家畜承载力,为实现黄河源园区草畜平衡提供数据支撑。结果表明:不同季节的植被数量特征、牧草营养特征和承载力表现为:紫花针茅(Stipa purpurea)草原和垂穗披碱草(Elymus nutans)草原显著高于冷地早熟禾(Poa crymophila)草原;从生态保护的角度出发,紫花针茅、垂穗披碱草和冷地早熟禾草原盛草期的家畜承载力分别为1.72 SHU·hm-2,1.41 SHU·hm-2和1.18 SHU·hm-2;枯草期的家畜承载力分别为0.35 SHU·hm-2,0.34 SHU·hm-2和0.10 SHU·hm-2。综上所述,紫花针茅草原可以为黄河源园区提供更多的牧草养分。结合放牧家畜对牧草的营养需求,建议根据牧草产量和营养的季节动态,优化草畜资源空间配置。

三江源国家公园典型高寒草地冷季牧草营养特征与食草动物承载力

揭示三江源国家公园典型高寒草地的冷季牧草营养特征和食草动物承载力,对园区内草地与食草动物平衡管理具有重要意义,然而相关地面研究鲜有报道.本研究于2019年12月对三江源国家公园长江源园区的紫花针茅草原、藏嵩草草甸和青藏苔草草原进行调查取样,分析了该地区冷季牧草地上现存量和营养品质,同时结合农业行业标准(NY/T635-2015)核算了冷季数量承载力、可消化蛋白承载力和代谢能承载力.结果表明:(1)冷季牧草干物质现存量表现为藏嵩草草甸(103.03 g DM/m^2)>紫花针茅草原(72.24 g DM/m^2)>青藏苔草草原(21.08 g DM/m^2)(P<0.01);(2)冷季牧草粗蛋白含量表现为藏嵩草草甸(5.16%)极显著高于紫花针茅草原(3.95%)和青藏苔草草原(4.32%)(P<0.01);(3)冷季牧草干物质、粗蛋白和代谢能的单位草地面积输出总量均表现为藏嵩草草甸>紫花针茅草原>青藏苔草草原(P<0.01);(4)三类典型草地冷季承载力均表现为代谢能承载力>数量承载力>可消化蛋白承载力,表明代谢能承载力可以满足食草动物需求,采用可消化蛋白承载力有助于缓解国家公园内天然草地放牧压力,更符合生态保护的目标.紫花针茅草原、藏嵩草草甸和青藏苔草草原冷季的可消化蛋白承载力分别为0.84±0.04、1.57±0.07和0.27±0.02 SHU/ha(标准羊单位/公顷),对应草地代表性食草动物承载力分别为0.17±0.01家牦牛/ha、0.39±0.02藏野驴/ha和0.22±0.02藏羚羊/ha;(5)三江源国家公园高寒草地冷季食草动物承载力整体偏低,建议在国家公园内牧业生产区,通过转变畜牧业经营方式(如放牧家畜暖季末期适时出栏、冷季异地舍饲出栏等)加快家畜周转速率,减少国家公园内放牧家畜存栏数量,为野生动物保护释放草地资源和生态空间.