草食動物消化管内での繊維分解において真に重要な細菌群の特定

鉴定对食草动物胃肠道纤维降解真正重要的细菌群

基本信息

批准号：
18880002
负责人：
小池聡
金额：
$ 1.8万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18880002/
关键词：
反芻動物ルーメン細菌植物繊維分解 16S rDNA real-time PCR

项目摘要

本課題の平成19年度における達成目標は、1)標的グループのルーメン内での挙動モニタリング、2)各種草食動物消化管内における標的グループの分布量把握および3)未知菌の培養化の3点であった。1および2点目については平成18年度の試験で繊維分解に深く関与する可能性を示したPrevotella属に着目し、rea1-time PCRによる定量を行った。その結果、本属はルーメン内で10〜20%程度の密度で存在することを確認した。さらに、ルーメン内繊維片上に15%程度の密度で付着することを突き止め、Prevotella属が繊維片上で量的にメジャーであることを明らかにした。3点目についてはこれまでに確立されている古典的培養法を基礎として、易分解性繊維成分に富む天然植物を培養基質として用いることで新規細菌の分離培養に成功した。新規に分離した繊維分解性細菌3菌株および非繊維分解性細菌4菌株はこれまでDNA情報でのみ存在が確認されてきた未培養細菌と91〜99%の16S rDNA塩基配列相同性を示し、本研究ではじめて分離に成功した菌株であった。新規株の繊維分解酵素活性を測定したところ、いずれの株もキシラナーゼやアラビノフラノシダーゼと言ったヘミセルロース分解に関与する酵素を保有し、その活性は既知のキシラン分解菌Butyrivibrio fibrisolvensの活性よりも高かった。したがって、本研究で初めて分離した新規菌株はルーメン内においてヘミセルロース分解に関与するものと考えられた。また、新規の非繊維分解性菌株を繊維分解菌と2菌共培養すると繊維分解率が向上することを確認した。以上の結果はルーメン内での繊維分解において既知の繊維分解菌以外にも重要な細菌が存在することを示すものであり、草食動物消化管内での繊維分解を最適化する上で必要不可欠な情報を得ることができたものと確信している。

2007年该任务的三个目标是1）监测管腔内目标群体的行为，2）了解各种草食动物胃肠道内目标基团的分布量，以及3）培养未知细菌。第一个和第二点通过Rea1时间PCR进行了量化，重点是Prevotella属，该属显示有可能在2006年考试中深深涉及纤维降解。结果，已经证实该物种在管腔内的密度约为10-20％。此外，发现它以约15％的密度粘附在管腔中的纤维片中，表明Prevotella属在纤维片上定量为主要。第三点是基于既定的经典培养方法，将富含可降解纤维成分的天然植物成功隔离和培养新细菌作为培养基底物。三种新分离的纤维降解细菌菌株和四种非纤维状降解细菌菌株具有91-99％16S rDNA碱基序列与未经培养细菌的同源性的91-99％rDNA碱基，以前仅证实，这些细菌仅在DNA信息中存在，并且是在这项研究中已成功隔离的第一个菌株。当测量新菌株的原纤维降解酶活性时，这两种菌株都带有参与半纤维素降解的酶，例如二甲那酶和阿拉伯墨萝卜酶，它们的活性都高于已知的xylan降解细菌butyrivibibirio纤维纤维蛋白酶的酶。因此，认为这项研究中分离出的第一个新型菌株被认为与瘤胃中的半纤维素降解有关。还证实，新型的非纤维降解细菌菌株与两种细菌的共同培养可以提高纤维降解率。以上结果表明，除了已知的纤维降解细菌外，瘤胃内的纤维降解中存在其他重要细菌，我们认为信息对于优化草食动物消化道内的纤维降解至关重要。