ルーメン微生物の発酵調節の機構

瘤胃微生物对发酵的调控机制

• 批准号: 01J04108
• 负责人: 浅沼 成人
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Meiji University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J04108/
• 关键词: ルーメン微生物; ルーメンアシドーシス; メタン抑制; Streptococcus bovis; ピルビン酸・ギ酸開裂酵素(PFL); ギ酸; 硝酸・亜硝酸還元; 硝酸還元菌

競合PCR法によって見積もったルーメン内における硝酸還元菌の存在数主要なルーメン菌の中で硝酸・亜硝酸還元能をもつことが知られているSelenomonas ruminantium、Veillonella parvula、およびWolinella succinogenesがヤギのルーメン内にどれ位の数で存在するかを調べた。これらの3菌の中でS.ruminantiumが最も多数存在し、V.parvula、およびW.succinogenesの数は非常に少なかった。しかし、後者の2菌の数は高濃厚飼料(低硝酸含量)を給与した場合よりも、高粗飼料(高硝酸含量)を給与した場合の方が多い傾向があった。そこで、高濃厚飼料に硝酸を添加したところ、両菌の数は明らかに増加した。従って、これら2菌の数は硝酸の増加によって増加すると考えられた。これらの硝酸還元菌の数を更に増やすことができれば、硝酸還元反応が増加し、発酵を抑制せずにメタン生成を抑制できると考えられた。Streptococcus bovisのPFL活性化酵素の遺伝子解析と代謝的意義ルーメンアシドーシスの進行に大きく関与するS.bovisにおける乳酸生成の制御について検討した。本菌の乳酸生成はピルビン酸・ギ酸開裂酵素(PFL)の活性の影響を受けるので、PFLを活性化するPFL活性化酵素(PFL-AE)について解析した。PFL-AE遺伝子の塩基配列を決定し、本酵素の合成が転写レベルで調節されていることを示した。また、精製したPFL-AEを用いてその特性を調べ、Fe^<2+>を補因子として要求することを示した。S.bovisにPFL-AEの遺伝子を導入して過剰発現させて、乳酸とギ酸の生成割合は親株の場合と違いがなく、また活性型PFLの量にも違いがなかったので、S.bovisの菌体内にはPFLの活性化に十分な量のPFL-AEが常に存在すると考えられた。つまり、PFL活性はPFLの量と電子の供与速度によって左右されると考えられた。

The number of nitrate reducing bacteria present in the cluster is mainly determined by the PCR method. Selenomonas ruminantium, Veillonella parvula and Wolinella succinogenes are detected by PCR. S.ruminantium is the most abundant of these three bacteria, while V.parvula and W.succinogenes are the least abundant. The number of the latter two bacteria tends to increase in the case of high concentrated feed (low nitrate content) and high coarse feed (high nitrate content). High concentration of nitric acid added to the feed, the number of bacteria increased. The number of bacteria was increased by nitric acid. The number of nitrate reducing bacteria is increasing, the nitrate reducing bacteria is increasing, the fermentation is inhibiting, and the nitrate reducing bacteria is inhibiting. The significance of gene analysis and metabolism of PFL activating enzyme in Streptococcus bovis The lactic acid production of this bacterium is affected by the activity of PFL, and the activity of PFL is analyzed by PFL-AE. PFL-AE gene base alignment determination, synthesis of this enzyme and the regulation of the process. PFL-AE is used to adjust the properties of Fe^<2+>. PFL-AE gene is introduced into S.bovis, and PFL-AE gene is produced in the presence of lactic acid and acetic acid. PFL-AE gene is produced in the presence of active PFL in S.bovis. The activity of PFL is related to the electron supply and velocity.

项目成果

Narito Asanuma: "Presence of Butyrivibrio fibrisolvens in the digestive tract of dogs and cats, and its contribution to butyrate production"The Journal of General and Applied Microbiology. 47. 313-319 (2001)

Narito Asanuma：“狗和猫的消化道中存在纤维溶解丁酸弧菌，及其对丁酸盐产生的贡献”《普通与应用微生物学杂志》。

浅沼成人: "ルーメンバクテリア、Streptococcus bovisの発酵調節によるルーメンアシドーシスの防御"畜産の研究. 56. 1101-1109 (2002)

Masato Asanuma：“通过调节瘤胃细菌、牛链球菌的发酵来预防瘤胃酸中毒”牲畜研究 56. 1101-1109 (2002)。

Narito Asanuma: "Numbers of nitrate-reducing bacteria in the rumen as estimated by competitive PCR"Animal Science Journal. 73. 199-205 (2002)

Narito Asanuma：“通过竞争性 PCR 估算瘤胃中硝酸盐还原菌的数量”《动物科学杂志》。

Narito Asanuma: "Molecular characterization and expression of pyruvate formate-lyase-activating enzyme in a ruminal bacterium, Streptococcus bovis"Applied and Environmental Microbiology. 68. 3352-3357 (2002)

Narito Asanuma：“瘤胃细菌牛链球菌中丙酮酸甲酸裂解酶激活酶的分子特征和表达”应用和环境微生物学。

Narito Asanuma: "Gastrointestinal Microbiology in Animals"Scott A. Martin. 27 (2002)

浅沼成人：“动物胃肠微生物学”斯科特·A·马丁。