مقاله اثر باکتریوسین HC5 bovicin روی تولید متان شکمبه ای در محیط کشت (2002 الزویر)

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

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.

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 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 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 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 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.