اثر باکتریوسین HC5 bovicin روی تولید متان شکمبه ای در محیط کشت
چکیده
متان نشان دهنده از دست رفتن انرژی غذای داده شده به پستانداران نشخوار کننده می باشد، و متخصصین تغذیه به دنبال جستجوی روش هایی برای مهار تولید متان شکمبه ای می باشند. زمانی که مخلوط باکتری های شکمبه ای (حدود 400 میلی گرم پروتئین در هر میلی لیتر) یک گاو ماده که از یونجه ی تیموتی تغذیه می کرد، در محیط in vitro ، به مدت کمتر از 8 ساعت، با کربن دی اکسید و هیدروژن (0.5 اتمسفر) انکوبه شد، نرخ مرتبه ی اول تولید متان μmol ml-1 17 بود. باکتریوسین نیمه خالص از استرپتوکوکوس بوویس HC5 ( bovicin HC5) تولید متان را، به اندازه 50%، مهار می کند و حتی یک غلظت پایین تر از bovicin HC5 (128 واحد فعال (AU) در هر میلی لیتر) یک کاهش معنی داری (قابل توجهی) را ایجاد می کند. مخلوط باکتری های شکمبه ای که به صورت متوالی، انتقال پیدا کرده بودند، (transferred) توانایی خودشان را برای تولید متان از کربن دی اکسید و هیدروژن حفظ کرده بودند ، و نرخ اولیه ی تولید متان کاهش پیدا نکرده بود. کشت هایی که با bovicin HC5 (128 AU ml-1) تیمار شده بودند به تدریج، توانایی خودشان را برای تولید متان از دست داده بودند و دیگر متانی، بعداز 4 انتقال، تشخیص داده نمی شد . این نتایج نشان می دهند که متانوژن های شکمبه ای نمی توانند سازگار شوند و به bovicin HC5 مقاوم می شوند. زمانی که DNA کروموزومی با پرایمرهای 16S rRNA اختصاصی آرکی باکتری ها تکثیر شدند، با آنزیم های محدود کننده (HhaI and HaeIII) برش خوردند (یا مورد هضم آنزیمی قرار گرفتند) و روی ژل آگارز از هم تفکیک شدند، تقریبا 12 قطعه مشاهده شد. DNA به دست آمده از کشت های کنترل و تیمار (سومین انتقال) دارای الگوهای قطعه ای مشابهی بودند که نشان می دهد bovicin HC5 انتخابی عمل نمی کند. با توجه به درک اینکه باید از استفاده ی معمول از آنتی بیوتیک ها، در غذاهای حیوانی اجتناب شود، باکتریوسین ها می توانند یک استراتژی جایگزین را برای کاهش تولید متان شکمبه ای، فراهم کنند.
1. مقدمه
تخمیر شکمبه ای، متان را به عنوان یک محصول فرعی تولید می کند، و تولید متان از یک گاو می تواند به اندازه 17 l h-1 باشد. از آنجایی که متان نشان دهنده ی از دست رفتن انرژی علوفه ی داده شده به حیوان می باشد و یک منبع قابل توجه از تولید گاز گلخانه ای می باشد، متخصصین تغذیه ی نشخوار کنندگان، به دنبال روش هایی برای مهار تولید متان شکمبه ای می باشند. در سال 1970، محققین در بلژیک اثبات کردند که متانوژن ها می توانند با هیدروکربن های آغشته به کلر (به عنوان مثال، کلروفرم و کربن تتراکلرید) مهار شوند. به هر حال، این اثرات پایدار نیستند، و یک سازگاری مشابه با پیروملیتیک دایمید (pyromellitic diimide) برای آنها نیز مشاهده شده بود. یونوفور، موننسین، تولید متان را در احشام کاهش می دهد، اما به نظر نمی رسد که دارای یک اثر اولیه روی متانوژن ها باشد. زمانی که مخلوط باکتری های شکمبه ای با monensin، تیمار می شوند، تولید متان از هیدروژن و کربن دی اکسید کاهش پیدا نمی کند، و کار دیگری نشان داد که monensin، باکتری های تخمیر کننده ی کربوهیدرات ها، که هیدروژن تولید می کنند را مهار می کند. Monensin، تولید متان از فرمات را کاهش می دهد، اما Hungate اثبات کرد که فرمات شکمبه ای، قبل از اینکه توسط متانوژن ها مصرف شود، به هیدروژن و کربن دی اکسید تبدیل می شود.
Abstract
Methane represents a loss of feed energy to ruminant animals, and nutritionists have sought methods of inhibiting ruminal methane production. When mixed ruminal bacteria (approximately 400 mg protein ml31) from a cow fed timothy hay were incubated in vitro with carbon dioxide and hydrogen (0.5 atm) for less than 8 h, the first-order rate of methane production was 17 Wmol ml31. Semi-purified bacteriocin from Streptococcus bovis HC5 (bovicin HC5) inhibited methane production, by asmuch as50%, and even a low concentration of bovicin HC5 (128 activity units(AU) ml31) caused a significant decrease. Mixed ruminal bacteria that were transferred successively retained their ability to produce methane from carbon dioxide and hydrogen, and the first-order rate of methane production did not decrease. Cultures that were treated with bovicin HC5 (128 AU ml31) gradually lost their ability to produce methane, and methane was not detected after four transfers. These latter results indicated that ruminal methanogens could not adapt and become resistant to bovicin HC5. When the chromosomal DNA was amplified with 16S rDNA primers specific to archaea, digested with restriction enzymes (HhaI and HaeIII) and separated on agarose gels, approximately 12 fragments were observed. DNA from control and treated cultures (third transfer) had the same fragment pattern indicating bovicin HC5 was not selective. Given the perception that the routine use of antibiotics in animal feeds should be avoided, bacteriocins may provide an alternative strategy for decreasing ruminal methane production. < 2002 Federation of European Microbiological Societies. Published by Elsevier Science B.V. All rights reserved.
1. Introduction
Ruminal fermentation producesmethane asa by-product, and the methane production of a single cow can be as great as17 l h31 [1]. Because methane represents a loss of feed energy to the animal and a signi¢cant source of ‘greenhouse’ gas, ruminant nutritionists have sought methodsof inhibiting ruminal methane production [2]. In the 1970s, researchers in Belgium demonstrated that methanogenscould be inhibited by chlorinated hydrocarbons(e.g. chloroform and carbon tetrachloride) [3]. However, these e¡ects did not persist, and a similar adaptation was noted with pyromellitic diimide [4]. The ionophore, monensin, decreases the methane production of cattle, but it doesnot seem to have a primary e¡ect on methanogens [5]. When mixed ruminal bacteria were treated with monensin, methane production from hydrogen and carbon dioxide did not decrease [6], and later work showed that monensin was inhibiting carbohydrate fermenting bacteria that produced hydrogen [7]. Monensin decreased methane production from formate [8], but Hungate demonstrated that ruminal formate was converted to hydrogen and carbon dioxide before it was consumed by methanogens [9].
چکیده
1. مقدمه
2. مواد و روش ها
2.1 حیوانات
2.2. باکتری های شکمبه ای
2.3 فعالیت ویژه تولید متان
2.4. آماده سازی و فعالیت bovicin HC5.
2.5 PCR 16S rDNA آرکئایی (آرکئاباکتریایی)
2.6. روش های آماری
3.نتایج
4.بحث
Abstract
1. Introduction
2. Materials and methods
2.1. Animals
2.2. Ruminal bacteria
2.3. Speci¢c activity of methane production
2.4. Preparation and activity of bovicin HC5
2.5. PCR of archaeal 16S rDNA
2.6. Statistical methods
3. Results
4. Discussion
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه