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豆科植物种类繁多,其中有超过450种不同黄芪属种及其变种普遍含有3-硝基-1-丙酸(NPA)和3-硝基-1-丙醇(NPOH)硝基毒素,而家畜对这些植物具有潜在的采食性。美国西部每年由于误食硝基毒素而引起家畜中毒所造成的经济损失已超20亿美元。面对日趋严重的紧迫现状,美国农业部也为此成立专门项目用于解决有毒植物引起家畜中毒问题。前期研究发现,至少有一种瘤胃细菌可降解此类有毒物质,但在其他动物消化道内是否也存在降解菌却不得而知。本试验选取生长于美国西部德克萨斯州College Station的瘘管Jersey(杰西)奶牛瘤胃微生物样品和瘘管骟马盲肠内容物,通过使用富集培养基并添加4.2mM NPA或NPOH用于富集二者中能够降解硝基毒素的细菌混合种群,对比反刍动物牛瘤胃与单胃动物马盲肠内微生物降解硝基毒素的能力,并使用不同气体培养介质和硝基化合物研究其对NPA代谢活性的影响,以期明晰其硝基代谢活性特征,对其降解特性及机理进行研究。对已富集的马盲肠微生物进行分离培养,分别利用传统培养法(Plate)和Hungate滚管法(Roll tube)分离单株菌株并利用16S rRNA序列分析对已分离出的菌株进行分子鉴定,同时运用DGGE分子生物学技术对已被成功分离鉴定的牛瘤胃中的NPA降解菌Denitrobacterium. Detoxiflcans和马盲肠中已富集微生物进行比对,以期探讨单胃动物消化道内硝基降解菌的种类及特性。主要研究结果如下：1.建立了一种快速、灵敏、准确的硝基毒素定量方法,其结果准确可靠,分析速度快,非常适用于菌液样品中NPA/NPOH的快速定量分析,为进一步研究硝基毒素的降解特性奠定基础。2.首次发现在单胃动物消化道内也存在降解硝基毒素的能力。牛瘤胃和马盲肠中的微生物代谢NPA的速率比代谢NPOH的速率分别快68%和62%,且前者微生物代谢能力高于后者。添加FeSO4和Na2S能有效提高牛瘤胃微生物代谢NPOH的速率,但对马盲肠微生物却未产生显著影响；而添加FeS04和Na2S后发现牛瘤胃和马盲肠中的微生物代谢NPA的速率被抑制了45%-58%。3.通过悬浮浓缩原始牛瘤胃液和马盲肠液后,将其作为接种体可有效提高NPA和NPOH代谢速率。薄层色谱试验进一步证实牛瘤胃和马盲肠内微生物对NPA和NPOH的代谢产物相同,都分别为p-丙氨酸和3-氨基-1丙醇,其代谢途径可能相似。4.在基础富集培养基(BEM)中添加4.2mMNPA和氢气作为能源物质,对牛瘤胃以及马盲肠液中能够降解硝基毒素的细菌混合种群进行24h连续富集,牛瘤胃和马盲肠微生物培养液中NPA的消失率分别增加1.5和5.8倍,且NPA代谢细菌的最大可能数(MPN)也分别增加2.1和1.7logl0细胞数/mL。5.通过富集牛瘤胃和马盲肠中NPA降解菌,发现氢气是此类微生物的一种重要能量源,甲酸盐和H2：CO2也是NPA代谢细菌重要的能量物质和(或)碳源底物,其中甲酸盐在微生物培养及代谢NPA的过程中可作为一种适宜的氢供体而有助于NPA代谢,且CO2气体介质对于维持NPA的代谢活性也尤为重要。6.硝酸盐(Nitrate)的添加可以有效抑制牛瘤胃和马盲肠微生物的NPA代谢速率。虽然马盲肠NPA代谢菌或许能够利用Nitrate作为电子受体,但与其它能降低Nitrate的细菌相比,并不具有竞争力。且马盲肠中Nitrate强化菌不能代谢NPA。7.对已富集的马盲肠微生物进行分离培养,分别利用传统培养法(Plate)和Hungate滚管法(Roll tube)分离单株菌株并利用16S rRNA序列分析对分离出的菌株进行分子鉴定。虽未成功分离鉴定出马盲肠内的硝基降解菌,但首次发现在单胃动物马盲肠内容物中经NPA硝基毒性物质富集培养后分离鉴定出唯一一株Sporanaerobacter acetigenes新型产乙酸菌。同时运用DGGE分子生物学技术对已分离鉴定牛瘤胃中的NPA降解菌Denitrobacterium. detoxificans和马盲肠中已富集微生物进行比对,发现二者非同种。