延胡索酸二钠盐和三硝酸丙三酯对瘤胃发酵和甲烷生成的影响开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

反刍动物瘤胃甲烷生成不仅是饲料能量的损失，也是重要的温室气体来源。因此，反刍动物甲烷减排一直是反刍动物营养学研究的热点。通过调控瘤胃代谢降低甲烷生成，可以在抑制甲烷菌活性的同时，将用来合成甲烷的氢转向丙酸、乳酸等代谢途径。这样不仅可以提高甲烷抑制效果，也可以缓解氢气积累对瘤胃发酵造成的危害。

在瘤胃内，延胡索酸是丙酸代谢途径的中间产物。延胡索酸还原菌能够还原延胡索酸生成琥珀酸，最终代谢形成丙酸。理论上1mol的延胡索酸能够消耗1mol氢气，但是在实际生产中，需要添加四倍于氢气量的延胡索酸^[1]，才能有效降低甲烷产量^[2-5]。需要注意的是，添加过量的延胡索酸会导致瘤胃ph值下降和动物食欲不振，因此在实际使用中要严格限制添加量^[2]。苹果酸是延胡索酸生成前体，在瘤胃内需要被代谢成延胡索酸才能抑制甲烷生成，因此其抑制甲烷生成的效果不如延胡索酸好^[5]。

硝酸酯化合物3-nop能够氧化甲烷菌甲基辅酶m还原酶活性中心的镍离子^[7-11]，从而特异性地阻断甲烷的生成^[12]，而其自身的硝酸酯官能团则被还原为亚硝酸^[12]。romero-prez等^[6]在体外模拟瘤胃实时动态发酵中，添加5、10和20 mg 3-nop后，甲烷的产量分别降低75.5、84.4和86.2。在体内研究中，haisan等^[9]饲喂泌乳牛2 500 mg/d 3-nop后，甲烷的产量从17.8 g/kg dm降低至7.18 g/kg dm。除此之外，3-nop抑制瘤胃甲烷生成后，能够提高动物生产性能。hristov等^[13]研究表明，在泌乳牛日粮中添加60 mg/kg dm 3-nop能够显著提高日增重，这可能由于抑制甲烷生成所节约的部分能量用于体重的增长，另外乳中的乳蛋白和乳糖的浓度也显著提高。haisan等^[9]在泌乳牛的日粮中添加3-nop得到了相似的结果。此外，martnez-fernndez等^[14]体外研究发现，33和66 μmol/l3-nop抑制甲烷生成后，显著提高丙酸浓度、降低乙丙比，但是并未影响总挥发性脂肪酸的浓度。在体内研究中，haisan等^[9]饲喂泌乳牛2 500 mg/d 3-nop得到了类似的结果。

2. 研究的基本内容和问题

研究内容：利用体外瘤胃模拟发酵法，研究延胡索酸二钠盐改善甲烷菌活性抑制后瘤胃发酵参数的作用效果。

关键问题：利用延胡索酸二钠盐改善甲烷菌活性抑制后的瘤胃代谢参数，维持瘤胃发酵正常进行。

3. 研究的方法与方案

延胡索酸二钠盐FA，三硝酸丙酸酯NG。试验共设9个组：对照组(不添加任何药物)、FA(4mmol/L)、FA(12mmol/L)、NG(66μmol/L)、NG FA(66μmol/L,4mmol/L)、NG FA(66μmol/L,12mmol/L)、NG(99μmol/L)、NG FA(99μmol/L,4mmol/L)、NG FA(99μmol/L,12mmol/L)。试验采用体外瘤胃模拟发酵法，发酵24小时。发酵结束后，立即测定总产气量、氢气、甲烷；采集发酵液样品测定pH值、VFA、乳酸和氨态氮的浓度。

试验技术要求简单，所在实验室技术成熟，能够顺利完成本试验。

4. 研究创新点

利用延胡索酸二钠盐改善甲烷菌活性抑制后的瘤胃代谢参数，维持瘤胃发酵正常进行。

5. 研究计划与进展

1、2017年9月2017年12月 确定研究内容、题目。相关资料的收集、整理阶段，包括深入了解国内外的研究成果，获取有利于课题研究的资料。

2、2017年12月2018年4月 开展体外发酵试验和样品的处理、检测和数据分析，初步获取有关试验结果。

3、2018年4月2018年6月 数据进一步处理与分析以及论文写作。