用于减少反刍动物中的总气体产量和/或甲烷产量的方法技术

本申请涉及包含红色海洋大型藻类物种的动物饲料和饲料补充剂。本申请还涉及通过施用红色海洋大型藻类物种或通过施用包含红色海洋大型藻类的饲料或饲料补充剂减少反刍动物中的总气体产量和/或甲烷产量的方法。

Method for reducing total gas yield and / or methane production in ruminants

This application relates to animal feed and feed supplements that contain red marine macroalgae. The invention also relates to methods of reducing the total gas yield in the ruminant animal and / or methane production through the use of red marine macroalgae species or by application of red marine algae contain large feed or feed supplements.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及减少反刍动物中总气体产量和/或甲烷产量的方法。专利技术背景甲烷(CH4)是一种温室气体(GHG)，其主要由自然生态系统中(例如，沼泽、海洋和湖泊)和无脊椎动物和脊椎动物(如白蚁和反刍动物)胃肠道中存在的产甲烷微生物产生。每年通过与羟基(OH)自由基的反应从大气中去除～429-507Tg的CH4并且从平流层中去除～40Tg；并且通过土壤中的CH4-氧化性细菌去除～30Tg。然而，人类活动产生的GHG排放已经日益快速增加，与19世纪早期相比，现在大气中CH4的浓度要超过两倍更高。甲烷在吸收太阳红外辐射方面非常有效，具有比CO2高25倍的全球变暖潜能。因此，其在大气中的积累大大促进了气候变化。人类活动产生的甲烷的一个主要来源可以归因于农业活动，包括反刍动物畜牧。按照最近的UN报告，家畜饲养比交通产生更多的全球变暖温室气体，如以CO2当量测量的。在澳大利亚，估计反刍动物贡献GHG排放总量的～10％。反刍动物产生的CH4作为饲料在瘤胃的厌氧微生物发酵的副产品，并且，在较小的程度上，作为饲料在大肠中的厌氧微生物发酵的副产品。瘤胃微生物群落是高度多样化的，由细菌、原生动物、真菌和噬菌体构成，它们共同作用来发酵摄入的有机物(OM)，产生CO2、H2、挥发性脂肪酸(VFA)和甲酸盐。存在于瘤胃中的产甲烷古细菌利用这些终产物并且产生CH4。虽然CH4的产生降低H2分压，这可能另外抑制瘤胃发酵，但是其也降低了用于形成用于反刍动物营养的必需VFA的能量和碳量。在反刍动物中产生的大部分CH4被动物呼出或嗝出，并且表示多至总能量摄入的12％的损失。减少肠内CH4形成的缓解策略是重要的，并且减少反刍动物中总气体产量和/或甲烷产量的方法代表一种重大的挑战。专利技术概述在一个方面，本专利技术提供一种用于减少反刍动物中总气体产量和/或甲烷产量的方法，所述方法包括向所述反刍动物施用有效量的至少一种红色海洋大型藻类物种的步骤。在一个实施方案中，所述红色海洋大型藻类物种是海门冬属(Asparagopsis)物种。在另一个实施方案中，所述海门冬属物种是紫杉状海门冬(A.taxiformis)。在一个实施方案中，通过用所述有效量的至少一种红色海洋大型藻类物种补充旨在用于所述反刍动物的食物，而将所述有效量的至少一种红色海洋大型藻类物种施用给所述动物。在另一个方面，本专利技术提供了一种用于减少反刍动物中总气体产量和/或甲烷产量的方法，所述方法包括向所述反刍动物施用有效量的至少一种红色海洋大型藻类物种的步骤，其中保持有效水平的需要的挥发性脂肪酸。在一个实施方案中，乙酸盐与丙酸盐之比下降。在另一个实施方案中，保持降解的有机物和/或干物质的水平。在另一个实施方案中，所述至少一种红色海洋大型藻类物种以施用给所述反刍动物的有机物的至少3、2、1、0.5、0.25、0.125或0.067％的剂量施用。在另一个方面，相对于脱壳棉籽在体外进行瘤胃发酵时产生的总气体的量，体外瘤胃发酵产生的总气体的量减少了至少61％。在另一个方面，相对于由被施用了脱壳棉籽的反刍动物产生的甲烷的量，反刍动物中甲烷的产量减少至少10％。在另一个方面，相对于由被施用了脱壳棉籽的反刍动物产生的甲烷的量，反刍动物中甲烷的产量减少至少15％。在另一个方面，相对于脱壳棉籽在体外进行瘤胃发酵时产生的甲烷量，体外瘤胃发酵产生的甲烷的量减少至少98.8％。在另一个方面，相对于由被施用了羽扇豆饮食的反刍动物产生的甲烷的量，反刍动物中甲烷的产量减少至少83％。在一个实施方案中，所述反刍动物选自反刍亚目(Ruminantia)和胼足亚目(Tylopoda)的成员。在另一个实施方案中，所述反刍动物是牛或绵羊。在另一个实施方案中，所述反刍动物是牛。在另一个实施方案中，方法还包括向所述反刍动物施用有效量的至少一种选自由下述组成的组的大型藻类物种：刺海门冬(Asparagopsis armata)、紫杉状海门冬(Asparagopsis taxiformis)、网地藻属(Dictyota)物种(例如，Dictyota bartayresii)、鞘藻属(Oedogonium)物种、石莼(Ulva)物种和扩展刚毛藻(C.patentiramea)。在另一个方面，本专利技术还提供用于减少反刍动物中总气体产量和/或甲烷产量的饲料补充剂，其包含有效量的至少一种红色海洋大型藻类物种。在一个实施方案中，所述红色海洋大型藻类物种是海门冬属物种。在另一个实施方案中，所述海门冬属物种是紫杉状海门冬。在另一个实施方案中，所述补充剂还包含有效量的至少一种选自由下述组成的组的大型藻类物种：刺海门冬、紫杉状海门冬、网地藻属物种(例如，Dictyota bartayresii)、鞘藻属物种、石莼物种和扩展刚毛藻。在另一个方面，本专利技术还提供一种用于反刍动物的饲料，其中所述饲料补充有本文所述的饲料补充剂。在另一个方面，本专利技术提供一种减少反刍动物的甲烷产量的方法，所述方法包括向所述动物施用本文所述的饲料补充剂或本文所述的饲料的步骤。附图简述图1显示在大型藻类物种存在下在72小时的温育期间内体外厌氧发酵的总气体产量(TGP)(ml.g-1OM)。误差条表示±SE(n＝4)。物种的全称在表1中给出。该图表明网地藻属和海门冬属物种减少厌氧发酵的总气体产量。图2显示在大型藻类物种存在下在24、48和72小时体外厌氧发酵的甲烷(CH4)产量(ml.g-1OM)。误差条表示±SE(n＝3-4)。物种的全称在表1中给出。该图表明网地藻属和海门冬属物种减少厌氧发酵的甲烷气量。图3显示多维尺度分析(MDS)以基于生化和发酵后参数说明大型藻类物种之间的相似性。(A)在分类空间(ordination space)内的物种分布的MDS图(Stress＝0.11)。灰色簇集内的物种具有最高的TGP和CH4产量，而虚线灰色簇集内的物种具有最低的TGP和CH4产量。(B)显示具有叠加的大于0.7的Pearson相关系数(r)的MDS向量。(C)显示叠加的发酵后参数向量(注意所有的相关系数低于0.7，见表2)。白色和蓝色三角形：淡水绿藻，绿色三角形：海洋绿藻，棕色圆形：褐藻，红色菱形：红藻；和方形：DCS。物种的全称在表1中给出。该图表明减少厌氧发酵的甲烷和/或TGP产量的物种(例如，网地藻属、海门冬属物种)散布在MDS双标图(bi-plot)上，并且这些变量与影响物种在MDS内的散布的任何主要生化变量不十分相关。图4显示多变量分类和回归树模型。该CART是基于解释总气体产量(TGP)、CH4产量和乙酸盐(C2)与丙酸盐(C3)摩尔比的79.1％的变化的生化参数。数据是四次方根转化的(fourth-root transformed)。括号中的数字表示每个终端分支中群集的物种的数量。该图表明锌是独立的变量，对多变量CART模型具有最高的重要性，表明锌可以与网地藻属和海门冬属物种特有的其他生化变量相互作用。图5显示与脱壳棉籽粗粉(DCS)相比，大型藻类物种的体外总气体(ml.g-1OM)和CH4产量(ml.g-1OM)之间的线性关系。单个数据点表示每个物种的平均值(mg.g-1OM，±SE)。图6显示海门冬属(A)和鞘藻属(B)在72小时的培养时间在体外的总气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于减少反刍动物中的总气体产量和/或甲烷产量的方法，所述方法包括向所述反刍动物施用有效量的至少一种红色海洋大型藻类物种的步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.21 AU 20149001821.用于减少反刍动物中的总气体产量和/或甲烷产量的方法，所述方法包括向所述反刍动物施用有效量的至少一种红色海洋大型藻类物种的步骤。2.权利要求1的方法，其中所述红色海洋大型藻类物种是海门冬属(Asparagopsis)物种。3.权利要求2的方法，其中所述红色海洋大型藻类物种是紫杉状海门冬(A.taxiformis)。4.任一前述权利要求的方法，其中通过用所述有效量的至少一种红色海洋大型藻类物种补充旨在用于所述反刍动物的食物来将所述有效量的至少一种红色海洋大型藻类物种施用给所述动物。5.任一前述权利要求的方法，其中保持有效水平的需要的挥发性脂肪酸。6.权利要求5的方法，其中乙酸盐与丙酸盐之比下降。7.任一前述权利要求的方法，其中保持降解的有机物和/或干物质的水平。8.任一前述权利要求的方法，其中所述至少一种红色海洋大型藻类物种以施用给所述反刍动物的有机物的至少3、2、1、0.5、0.25、0.125或0.067％的剂量施用。9.任一前述权利要求的方法，其中相对于由被施用了脱壳棉籽的反刍动物产生的甲烷的量，反刍动物中甲烷产量减少至少11％。10.任一前述权利要求的方法，其中相对于由被施用了羽扇豆饮食的反刍动物产生的甲烷的量，反刍动物中甲烷的产量减少至少53％。11.任一前述权利要求的方法，其中所述反刍动物选自反刍亚目(Ruminantia)和胼足亚目(Tylopoda)...

【专利技术属性】
技术研发人员：洛伦纳·马卡多，马里·伊丽莎白·马格努森，奈杰尔·威廉·汤姆金斯，罗伯特·道格拉斯·金利，彼得·卡尼修斯·德尼斯，尼古拉斯·安德鲁·保罗，
申请(专利权)人：联邦科学和工业研究机构，澳大利亚肉类及畜牧业有限公司，詹姆斯·库克大学，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU