Published October 18, 2022
| Version v1
Publication
Open
Evaluating the fermentation characteristics, bacterial community, and predicted functional profiles of native grass ensiled with different additives
- 1. Ministry of Agriculture and Rural Affairs
- 2. Inner Mongolia Agricultural University
- 3. Institute of Grassland Research
- 4. Chinese Academy of Agricultural Sciences
- 5. Inner Mongolia Yili Industrial Group (China)
Description
Bioaugmentation of native grass ensiling with Lactobacillus plantarum or Lactobacillus buchneri or Pediococcus pentosaceus on the ensiling performance and bacterial community was investigated after 30 days of the fermentation process. The native grass was inoculated with distilled water, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus plantarum, and Lactobacillus buchneri, and Lactobacillus plantarum, Lactobacillus buchneri, and Pediococcus pentosaceus as the CON treatment, T1 treatment, T2 treatment, and T3 treatment, respectively. The addition of lactic acid bacteria was added at a total of 1 × 106 colony-forming unit/g of fresh weight. As expected, the markedly (p < 0.05) lower water-soluble carbohydrate content was tested in the T2 and T3 treatments compared to the CON and T1 treatments. Compared to the CON and T1 treatment, significantly (p < 0.05) higher crude protein content, and lower acid detergent fiber and neutral detergent fiber contents were found in the T2 and T3 treatments. Compared to the CON treatment, the pH significantly (p < 0.05) decreased in the lactic acid bacteria (LAB) inoculated silage, and the lowest pH was measured in the T3 treatment. Similarly, significantly higher lactic acid and acetic acid contents were also found in the T3 treatment compared to those in other treatments. After 30 days of ensiling, the Shannon and Chao1 indexes in silages decreased compared to that in the fresh materials (FMs). The principal coordinate analysis indicated that both FM and silage were distinctly separated in each treatment with no interactions on the confidence ellipse (R = 0.8933, p = 0.001). At the phylum level, the dominant phylum was shifted from Proteobacteria to Firmicutes after the fermentation process. Interestingly, Weissella dominated the fermentation in the CON treatment and Lactobacillus dominated the fermentation in all inoculated LAB silages at the genus level. Results of functional prediction analyses showed that the metabolism of amino acid, cofactors, and vitamins, and membrane transport was reduced, while the metabolism of nucleotide and majority carbohydrates was increased after ensiling. The complex LAB (Lactobacillus plantarum, Lactobacillus buchneri, and Pediococcus pentosaceus) exhibited the potential possibility to decrease pH and enhance the relative abundance of LAB in response to obtaining high-quality silage by the synergistic effects. These results suggested that the complex LAB could improve the ensiling performance of native grass silage, and lay a theoretical basis for inoculant application in native grass.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تم التحقيق في التكبير الحيوي للعشب الأصلي الذي يغطيه الملبنة الأخمصية أو الملبنة البخنية أو المكورات العنقودية الخماسية على أداء التكسية والمجتمع البكتيري بعد 30 يومًا من عملية التخمير. تم تلقيح العشب الأصلي بالماء المقطر، والعصية اللبنية الأخمصية، والعصية اللبنية الأخمصية، والعصية اللبنية البخنية، والعصية اللبنية الأخمصية، والعصية اللبنية البخنية، والمكورات المخروطية الخماسية كعلاج CON، وعلاج T1، وعلاج T2، وعلاج T3، على التوالي. تمت إضافة بكتيريا حمض اللاكتيك بما مجموعه 1 × 106 وحدة تشكيل مستعمرة/جم من الوزن الطازج. كما هو متوقع، تم اختبار محتوى الكربوهيدرات القابلة للذوبان في الماء الأقل بشكل ملحوظ (p < 0.05) في علاجات T2 و T3 مقارنة بعلاجات CON و T1. مقارنة بمعالجة CON و T1، تم العثور على محتوى بروتين خام أعلى بكثير (p < 0.05)، وألياف منظفات حمضية أقل ومحتويات ألياف منظفات محايدة في معالجات T2 و T3. بالمقارنة مع العلاج بالمخروط، انخفض الرقم الهيدروجيني بشكل كبير (p < 0.05) في السيلاج الملقح ببكتيريا حمض اللاكتيك (المختبر)، وتم قياس أدنى درجة حموضة في علاج T3. وبالمثل، تم العثور على محتويات حمض اللاكتيك وحمض الخليك أعلى بكثير في علاج T3 مقارنة بتلك الموجودة في العلاجات الأخرى. بعد 30 يومًا من التعشيش، انخفض مؤشر شانون ومؤشر تشاو 1 في السيلاج مقارنة بالمواد الطازجة (FMs). أشار تحليل الإحداثيات الرئيسي إلى أن كلا من FM و Silage تم فصلهما بشكل واضح في كل علاج مع عدم وجود تفاعلات على القطع الناقص للثقة (R = 0.8933، P = 0.001). على مستوى الشعبة، تم تحويل الشعبة المهيمنة من بروتيوباكتيريا إلى فيرميكوتس بعد عملية التخمير. ومن المثير للاهتمام أن ويسلا سيطرت على التخمر في العلاج بالمخروط وسيطرت العصيات اللبنية على التخمر في جميع سيلاج المختبر الملقح على مستوى الجنس. أظهرت نتائج تحليلات التنبؤ الوظيفي أن استقلاب الأحماض الأمينية والعوامل المساعدة والفيتامينات ونقل الغشاء قد انخفض، في حين أن استقلاب النوكليوتيدات والكربوهيدرات الغالبة قد زاد بعد التعقيم. أظهر المختبر المعقد (العصية اللبنية الأخمصية، العصية اللبنية البخنية، والمكورة البنتوسية) إمكانية محتملة لخفض درجة الحموضة وتعزيز الوفرة النسبية للمختبر استجابة للحصول على سيلاج عالي الجودة من خلال التأثيرات التآزرية. أشارت هذه النتائج إلى أن المختبر المعقد يمكن أن يحسن أداء سيلاج العشب الأصلي، ويضع أساسًا نظريًا لتطبيق اللقاح في العشب الأصلي.Translated Description (French)
La bioaugmentation de l'herbe indigène ensilant avec Lactobacillus plantarum ou Lactobacillus buchneri ou Pediococcus pentosaceus sur la performance d'ensilage et la communauté bactérienne a été étudiée après 30 jours du processus de fermentation. L'herbe native a été inoculée avec de l'eau distillée, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus plantarum et Lactobacillus buchneri, et Lactobacillus plantarum, Lactobacillus buchneri et Pediococcus pentosaceus comme traitement CON, traitement T1, traitement T2 et traitement T3, respectivement. L'ajout de bactéries lactiques a été ajouté à un total de 1 × 106 unités formant des colonies/g de poids frais. Comme prévu, la teneur en glucides hydrosolubles nettement plus faible (p < 0,05) a été testée dans les traitements T2 et T3 par rapport aux traitements CON et T1. Par rapport au traitement CON et T1, une teneur en protéines brutes significativement plus élevée (p < 0,05) et des teneurs plus faibles en fibres détergentes acides et en fibres détergentes neutres ont été trouvées dans les traitements T2 et T3. Par rapport au traitement CON, le pH a diminué de manière significative (p < 0,05) dans l'ensilage inoculé aux bactéries lactiques (LAB), et le pH le plus bas a été mesuré dans le traitement T3. De même, des teneurs en acide lactique et en acide acétique significativement plus élevées ont également été trouvées dans le traitement T3 par rapport à celles des autres traitements. Après 30 jours d'ensilage, les indices Shannon et Chao1 dans les ensilages ont diminué par rapport à ceux des matériaux frais (FM). L'analyse des coordonnées principales a indiqué que la FM et l'ensilage étaient nettement séparés dans chaque traitement sans interactions sur l'ellipse de confiance (R = 0,8933, p = 0,001). Au niveau du phylum, le phylum dominant a été déplacé des Protéobactéries vers les Firmicutes après le processus de fermentation. Fait intéressant, Weissella a dominé la fermentation dans le traitement CON et Lactobacillus a dominé la fermentation dans tous les ensilages de LABORATOIRE inoculés au niveau du genre. Les résultats des analyses de prédiction fonctionnelle ont montré que le métabolisme des acides aminés, des cofacteurs et des vitamines, ainsi que le transport membranaire étaient réduits, tandis que le métabolisme des nucléotides et des glucides majoritaires était augmenté après ensilage. Le complexe LAB (Lactobacillus plantarum, Lactobacillus buchneri et Pediococcus pentosaceus) présentait la possibilité potentielle de diminuer le pH et d'améliorer l'abondance relative du LAB en réponse à l'obtention d'un ensilage de haute qualité par les effets synergiques. Ces résultats suggèrent que le LABORATOIRE complexe pourrait améliorer les performances d'ensilage de l'ensilage d'herbe indigène et poser une base théorique pour l'application d'inoculant dans l'herbe indigène.Translated Description (Spanish)
Se investigó la bioaumentación de la hierba nativa ensilada con Lactobacillus plantarum o Lactobacillus buchneri o Pediococcus pentosaceus en el rendimiento de ensilado y la comunidad bacteriana después de 30 días del proceso de fermentación. La hierba nativa se inoculó con agua destilada, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus plantarum y Lactobacillus buchneri, y Lactobacillus plantarum, Lactobacillus buchneri y Pediococcus pentosaceus como tratamiento CON, tratamiento T1, tratamiento T2 y tratamiento T3, respectivamente. La adición de bacterias de ácido láctico se añadió a un total de 1 × 106 unidades formadoras de colonias/g de peso fresco. Como era de esperar, el contenido de carbohidratos solubles en agua marcadamente menor (p < 0.05) se probó en los tratamientos T2 y T3 en comparación CON los tratamientos CON y T1. En comparación CON el tratamiento CON y T1, se encontró un contenido de proteína bruta significativamente mayor (p < 0.05) y un menor contenido de fibra detergente ácida y fibra detergente neutra en los tratamientos T2 y T3. En comparación CON el tratamiento CON, el pH disminuyó significativamente (p < 0.05) en el ensilaje inoculado con bacterias del ácido láctico (LAB), y el pH más bajo se midió en el tratamiento con T3. De manera similar, también se encontraron contenidos de ácido láctico y ácido acético significativamente más altos en el tratamiento con T3 en comparación con los de otros tratamientos. Después de 30 días de ensilado, los índices de Shannon y Chao1 en ensilados disminuyeron en comparación con los de los materiales frescos (FM). El análisis de coordenadas principales indicó que tanto la FM como el ensilaje se separaron claramente en cada tratamiento sin interacciones en la elipse de confianza (R = 0.8933, p = 0.001). A nivel de filo, el filo dominante se cambió de Proteobacteria a Firmicutes después del proceso de fermentación. Curiosamente, Weissella dominó la fermentación en el tratamiento CON y Lactobacillus dominó la fermentación en todos los ensilajes de LABORATORIO inoculados a nivel de género. Los resultados de los análisis de predicción funcional mostraron que el metabolismo de aminoácidos, cofactores y vitaminas, y el transporte de membrana se redujo, mientras que el metabolismo de nucleótidos y la mayoría de los carbohidratos se incrementó después del ensilado. El complejo LAB (Lactobacillus plantarum, Lactobacillus buchneri y Pediococcus pentosaceus) mostró la posibilidad potencial de disminuir el pH y mejorar la abundancia relativa de LAB en respuesta a la obtención de ensilaje de alta calidad por los efectos sinérgicos. Estos resultados sugirieron que el complejo LABORATORIO podría mejorar el rendimiento de ensilado del ensilaje de hierba nativa y sentar una base teórica para la aplicación de inoculantes en la hierba nativa.Files
pdf.pdf
Files
(1.5 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:f7ec3fc27d3207906c914caedfcc45c1
|
1.5 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تقييم خصائص التخمير، والمجتمع البكتيري، والملامح الوظيفية المتوقعة للعشب الأصلي المغطاة بمواد مضافة مختلفة
- Translated title (French)
- Évaluation des caractéristiques de fermentation, de la communauté bactérienne et des profils fonctionnels prédits de l'herbe indigène ensilée avec différents additifs
- Translated title (Spanish)
- Evaluar las características de fermentación, la comunidad bacteriana y los perfiles funcionales previstos de la hierba nativa ensilada con diferentes aditivos
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4306684631
- DOI
- 10.3389/fmicb.2022.1025536
References
- https://openalex.org/W1976058145
- https://openalex.org/W1997087247
- https://openalex.org/W2033059503
- https://openalex.org/W2051714528
- https://openalex.org/W2055806944
- https://openalex.org/W2069424440
- https://openalex.org/W2072970694
- https://openalex.org/W2083432857
- https://openalex.org/W2085926377
- https://openalex.org/W2113970444
- https://openalex.org/W2157107905
- https://openalex.org/W2157502298
- https://openalex.org/W2159482845
- https://openalex.org/W2162242672
- https://openalex.org/W2294196844
- https://openalex.org/W2513506562
- https://openalex.org/W2605656521
- https://openalex.org/W2766803564
- https://openalex.org/W2778503203
- https://openalex.org/W2799791651
- https://openalex.org/W2800889597
- https://openalex.org/W2804249198
- https://openalex.org/W2804352776
- https://openalex.org/W2809809323
- https://openalex.org/W2897923531
- https://openalex.org/W2939523157
- https://openalex.org/W2949224293
- https://openalex.org/W2974809208
- https://openalex.org/W2986496702
- https://openalex.org/W2987444585
- https://openalex.org/W2998923814
- https://openalex.org/W3016183415
- https://openalex.org/W3025567110
- https://openalex.org/W3038706048
- https://openalex.org/W3082275094
- https://openalex.org/W3106575778
- https://openalex.org/W3126237701
- https://openalex.org/W3128718205
- https://openalex.org/W3135571002
- https://openalex.org/W3142041161
- https://openalex.org/W3157395474
- https://openalex.org/W3161615191
- https://openalex.org/W3168755205
- https://openalex.org/W3175092902
- https://openalex.org/W3195487229
- https://openalex.org/W3196911108
- https://openalex.org/W3198473583
- https://openalex.org/W3201979485
- https://openalex.org/W4200034319
- https://openalex.org/W4200555592
- https://openalex.org/W4214697383
- https://openalex.org/W4221026303
- https://openalex.org/W4224285274
- https://openalex.org/W4225613510
- https://openalex.org/W4249468678
- https://openalex.org/W4281855042
- https://openalex.org/W4283771204
- https://openalex.org/W4285802899
- https://openalex.org/W4294216483