本试验以甲烷菌产气机制为研究目标,采用人工模拟瘤胃培养、酶活分析以及分子生物学技术等试验方法,研究丝兰皂苷对不同碳水化合物底物甲烷产生影响的规律,并深入探讨甲烷菌变化的分子机制,而为瘤胃甲烷产生的有效控制提供理论依据。具体如下:试验一、选用淀粉与纤维素的A(100: 0)、B(60: 40)、C(50: 50)、D(40: 60)、E(0: 100)组合进行培养,分析发酵动态、酶活以及甲烷菌量的变化,研究不同碳水化合物比例对瘤胃体外发酵和甲烷产量的影响规律与机制。结果表明:pH呈现出随NSC/SC降低而先下降后上升的的趋势,NH3-N浓度随着NSC/SC的下降而下降;乙酸浓度随日粮中NSC/SC的下降呈现波动变化,丙酸的浓度随NSC/SC的升高而升高;丁酸摩尔浓度从B组到E组呈上升趋势,A组丁酸浓度最高;乙酸/丙酸的比值随着NSC/SC的下降呈上升趋势;总产气量、甲烷产量均随着NSC/SC的下降呈下降趋势,而甲烷在总产气量中的比例却呈上升趋势;随着NSC/SC的下降,原虫数呈先上升后下降趋势,而原虫/细菌区系的比例呈逐步下降的趋势;随着NSC/SC的下降,F420荧光强度呈下降趋势,总脱氢酶呈先上升后下降的趋势,而甲烷能量损失呈上升趋势;B组的运动甲烷微菌量和反刍兽甲烷杆菌量显著低于其他各组;反刍兽甲烷短杆菌A组最高、D组最低。试验二、选用玉米+豆粕和稻草(精/粗为3.5: 6.5)为底物,各添加丝兰皂苷2 mg/g、4 mg/g、6 mg/g、8 mg/g、10 mg/;20 mg/g、30 mg/g、40 mg/g,50 mg/g进行体外培养和体外产气法试验,研究丝兰皂苷对发酵参数及甲烷产量的影响规律,并为后续试验提供丝兰提取物适宜的添加量。结果表明:适量的丝兰提取物对瘤胃pH有稳定作用、对氨氮浓度有抑制作用;丝兰提取物降低了乙酸、丙酸、丁酸和总VFA的产量;另外,丝兰皂苷抑制微生物的活性,并具有抑制甲烷产量和总产气量的趋势。在添加量低于8 mg/g时,原虫蛋白随着添加量的增加呈波动性的变化,总脱氢酶随着丝兰提取物的添加量的增加呈上升趋势,F420荧光值呈下降的趋势;在添加量高于10mg/g时,总脱氢酶随着丝兰提取物的添加量的增加却呈下降趋势,F420荧光值呈先下降后上升的趋势,达到40 mg/g以上则失去抑菌活性,微生物活性增强;而当添加量为6 mg/g时,产气量、甲烷产量、原虫数目和甲烷占总产气的比例均达最低值;因此选用6 mg/g和10 mg/g为后续试验的添加量。试验三、主要研究丝兰皂苷对偏精(粗)底物瘤胃发酵及甲烷产生影响的机制。以淀粉与纤维素60: 40 (偏精型)、40: 60 (偏粗型)的比率与丝兰6 mg/g、10 mg/g的添加量进行2×2因子设计的试验。测定发酵参数、甲烷气产量、甲烷菌数量以及相关酶活,结果表明:甲烷抑制剂对甲烷产生的抑制效果因精粗比而异。在偏精型条件下,添加10 mg/g丝兰提取物对瘤胃发酵参数及甲烷产量、抑制原虫活性及抑制运动甲烷微菌和反刍兽甲烷短杆菌活性方面优于添加6 mg/g丝兰提取物的效果;在偏粗型日粮条件下,丝兰提取物的不同添加量对挥发性脂肪酸的影响较小,但是当丝兰提取物添加量为6 mg/g时,微生物蛋白产量及氨氮浓度显著高于丝兰提取物添加量为10 mg/g的组别,而甲烷产量及F420的荧光强度、总脱氢酶、运动甲烷微菌及甲烷损失能量均低于丝兰提取物添加量为10 mg/g的组别。