• 제목/요약/키워드: 16S-rRNA

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Assessment of the gastrointestinal microbiota using 16S ribosomal RNA gene amplicon sequencing in ruminant nutrition

  • Minseok Kim
    • Animal Bioscience
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    • 제36권2_spc호
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    • pp.364-373
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    • 2023
  • The gastrointestinal (GI) tract of ruminants contains diverse microbes that ferment various feeds ingested by animals to produce various fermentation products, such as volatile fatty acids. Fermentation products can affect animal performance, health, and well-being. Within the GI microbes, the ruminal microbes are highly diverse, greatly contribute to fermentation, and are the most important in ruminant nutrition. Although traditional cultivation methods provided knowledge of the metabolism of GI microbes, most of the GI microbes could not be cultured on standard culture media. By contrast, amplicon sequencing of 16S rRNA genes can be used to detect unculturable microbes. Using this approach, ruminant nutritionists and microbiologists have conducted a plethora of nutritional studies, many including dietary interventions, to improve fermentation efficiency and nutrient utilization, which has greatly expanded knowledge of the GI microbiota. This review addresses the GI content sampling method, 16S rRNA gene amplicon sequencing, and bioinformatics analysis and then discusses recent studies on the various factors, such as diet, breed, gender, animal performance, and heat stress, that influence the GI microbiota and thereby ruminant nutrition.

한국산 짱뚱어(Boleophthalmus pectinirostris)와 남방짱뚱어(Scartelaos gigas) (Gobiidae)의 분자유전학적 계통연관과 DNA 다형화 (Phylogenetic Relationship and DNA Polymorphism of Boleophthalmus pectinirostris and Scartelaos gigas (Teleostei: Gobiidae) of Korea)

  • 최기호;정의영;박갑만
    • 한국어류학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.149-156
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    • 2013
  • 우리나라 망둑어과 어류 중 말뚝망둥어아과에 속하며 형태학적으로 흡사한 짱뚱어 (B. pectinirostris)와 남방짱뚱어(S. gigas)를 대상으로 12S rRNA, 16S rRNA 및 mitochondria cytochrome b 유전자의 염기서열 분석을 통해, 종내 및 종간의 분자유전학적 특성을 파악하고자 하였다. 짱뚱어 종내 개체간 유전적 차이를 밝히기 위해 mitochondria내에 3가지 유전자를 분석한 결과, 순천지역과 군산지역간의 염기서열은 12S rRNA는 총 434 bp (base pair)의 염기서열을 얻었으며 이를 비교 분석한 결과, 순천지역과 군산지역의 집단 간에는 100% 동일한 염기서열을 보였고, 16S rRNA 유전자는 총 484 bp의 염기서열 중 99.6%의 차이로 단지 2 bp가 치환된 것으로 나타났고, mitochondria cytochrome b 유전자의 경우, 444 bp의 염기서열을 얻었으며 두 지역 간 염기서열은 100%의 일치도를 보였다. 한국산 짱뚱어를 대상으로 한 동일한 종내에서 서식지 (서해, 남해)에 따른 유전적 차이나 지리적 거리의 차이가 있을 것으로 예상하였으나 이상의 3가지 유전자를 비교해 본 결과를 종합해 보면, 종내 개체 변이와 지역별 변이는 일어나지 않은 것으로 밝혀졌다. 또한 짱뚱어와 남방짱뚱어 2종간 비교 (inter-species)에서는 순천지역 짱뚱어와 해남지역 남방짱뚱어를 12S rRNA 유전자와 16S rRNA 유전자 및 mitochondria cytochrome b 유전자 염기서열을 비교 분석한 결과, 각각 96.1% (17 bp), 94.0 (29 bp), 그리고 82.9% (76 bp)로 나타나 두 종의 유전학적 차이는 크게 나타났다. 따라서 본 연구에서 나타난 짱뚱어와 남방짱뚱어 두 종간에 3.9~17.1%를 보여 서로 다른 종으로 볼 수 있을 것으로 사료되었다.

PCR-DGGE를 이용한 막걸리발효에서 미생물 다양성 분석 (Analysis of Microbial Diversity in Makgeolli Fermentation Using PCR-DGGE)

  • 권승직;안태영;손재학
    • 생명과학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.232-238
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    • 2012
  • 금정산성 막걸리$^{(R)}$는 전통적인 수제누룩과 쌀로부터 발효된 한국의 전통적인 술이다. 본 연구에서는 막걸리 발효기간 동안 세균과 진균의 다양성을 특성화하기 위해 16S와 28S rRNA 유전자를 목적으로 하는 PCRDenaturing Gradient Gel Electrophoresis (PCR-DGGE) 분석을 수행하였다. 막걸리 발효기간 동안 PCR-DGGE profile에서 검출된 세균은 16S rRNA 유전자 서열에 기초한 동정결과 Lactobacillus spp. (L. curvatus, L. kisonensis, L. plantarum, L. sakei 및 L. gasseri), Pediococcus spp. (P. acidilactici, P. parvulus, P. agglomerans및 P. pentosaceus), Pantoea spp. (P. agglomerans 및 P. ananatis) 그리고 Citrobacter freundii로 총 12종이었으며, 배양2일 이후 L. curvatus가 주된 우점 종을 형성하였다. 반면 PCR-DGGE profile에서 검출된 진균은 28S rRNA 유전자 서열에 기초한 동정결과 Pichia kudriavzevii, Saccharomyces cerevisiae, Asidia idahoensis, Kluyveromyces marxianus, Saccharomycopsis fibuligera 및 Torulaspora delbrueckii로 6종이었으며 주된 우점 진균은 배양0일에서 2일에 P. kudriavzevii에서 배양 3일에서 6일에 S. cerevisiae로 전환되었다. 결과적으로 PCR-DGGE분석은 막걸리발효기간 동안 미생물의 구조와 다양성을 이해하는 데 유용한 도구임을 보여주었다.

($\eta^{6}$-Mesitylene) manganese-(Ⅰ) Tricarbonyl hexafluorophosphate를 사용한 Pseudomonas Alcaligenes 5S rRNA의 고차원 구조 분석 (Analysis of Higher Order Structure of 5S rRNA from Pseudomonas Alcaligenes by using($\eta^{6}$-mesitylene) manganese-(Ⅰ) Tricarbonyl hexafluorophosphate)

  • 김상범;박인원
    • 대한화학회지
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    • 제42권2호
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    • pp.209-213
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    • 1998
  • (η6-mesitylene) manganese (Ⅰ) tricarbonyl hexafluorophosphate[MTH-Mn (Ⅰ)]과 황산 이메틸, 피로탄산 이에틸, 과망간산 칼륨 따위 화학탐침들을 사용하여 Pseudomonas alcaligenes 5S rRNA의 고차원 구조를 분석하였다. 5S rRNA의 삼차구조에서 MTH-Mn (Ⅰ)이 강하게 절단하는 자리들은 a고리의 $G_{12}AUGG_{16}$, b-C 구역의 3'쪽 가닥, 즉$G_{51}AAGUGAAGC_{60}$, B-a구역의 $U_{65}-AGCG_{69}$, d고리의 5'쪽 가닥의 $G_{72}AUGG_{76}$ 연속부분 들이다. MTH-Mn(Ⅰ)과 그밖의 화학 탐침들을 사용하여 얻은 절단 양식들에서 우리는, MTH-Mn(Ⅰ)으로 강하게 절단되는 연속부분들이 $tRNA^{Phe}$의 L자 구조의 모서리 부분에서와 같은 주머니 구조를 이룰 것이며, 이러한 구조를 형성할 때 b-C구역과 d고리가 돌쩌귀 구실을 하는 것으로 추정한다.

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Vibrio vulnificus ATCC 27562의 16S rRNA 유전자의 PCR과 제한효소절단 방식 (PCR and Restriction Fragment Pattern of 16S rRNA gene of Vibrio vulnificus)

  • 허문수;정초록
    • 생명과학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.126-130
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    • 1998
  • Vibrio unlnificus ATCC 27562의 16S rRNA 유전자를 PCR법과 제한효소절단법으로 분석 하여 얻은 결과는 다음과 같다. 1. 고안된 한쌍의 primer로 PCR을 시행하여 얻은 산물은 약 1.3Kb 였다. 2. PCR산물을 여섯가지의 제한 효소로 절단하여 얻은 단편들은 아래와 같다. BamH I: 어떤 restriction fragment도 만들지 않았다. Alu I : 약 400bp와 200bp의 두가지 fragment를 생산하였다. Sau3A I : 약 70bp에서 450bp 사이에 세가지 fragment를 생산하였다. Hind III : 약 800bp와 500bp의 약간 큰 두가지 fragment를 생산하였다. Sal I : 약 500bp와 750bp의 두가지 fragment를 생산하였다. Sma I : 약 800bp와 470bp의 두가지 fragment를 생산하였다.

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A Novel PCR Primers HPU185 and HPL826 Based on 16S rRNA Gene for Detection of Helicobacter pylori

  • Kim, Jong-Bae;Kim, Geun-Hee;Kim, Hong;Jin, Hyun-Seok;Kim, Young-Sam;Ha, Soo-Hyun;Lee, Dong-Ki
    • 대한미생물학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.283-288
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    • 2000
  • The PCR primer set JW21-JW22 of Weiss et al. (19), which was reported to amplify a 139-bp fragment of the l6S rRNA gene of Helicobacter pylori, has been recently used for the detection of H. pylori in clinical specimens. However, when we applied JW21-JW22 PCR to other members of the genus Helicobacter and unrelated microorganisms, all of these bacteria produced a 139-bp PCR product. Therefore, we designed a novel primer set, HPU185-HPL826, which produced a 642-bp amplicon of the l6S rRNA gene of H. pylori. Then we further examined the specificity of the novel PCR assay using Southern blot hybridization with an internal probe, HPP225. The PCR assay described in this study was shown to be highly sensitive and specific only to the H. pylori 16S rRNA gene sequences.

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Lactobacillus spp의 Salmonella enteritidis KU 101에 대한 보호 효과와 L. casei YIT 9018의 16S-23S rRNA Intergenic Spacer Region 염기배열 특성 (Protective Activities of Lactobacillus casei YIT 9018 against Salmonella enteritidis KU101 and Characteristics of 16S-23S rRNA Intergenic Spacer Region Sequence)

  • 배진성;윤영호
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제45권3호
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    • pp.473-482
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    • 2003
  • Lactobacillus spp. 급여에 의하여 Salmonella enteritidis 감염에 의한 치사율의 저하 성향, 시험관내 억제활성, 장액 내의 총 IgA 농도변화와 Lactobacillus casei.의 16S-23S rRNA intergenic spacer region의 sequence를 측정 비교한 결과는 다음과 같다. Lactobacillus spp. 5균주는 시험관내 Salmo- nella enteritidis 억제활성 측정 결과 모든 시험균주가 억제활성을 나타내었고 그 억제활성의 차이가 통계적인 유의성을 보였으며, 억제활성의 차이는 L. helveticus CU 631 > L. rhamnosus GG ATCC 53103 > L. johnsonii C-4 > L. acidophilus ATCC 4356 > L. casei YIT 9018 인 것으로 나타났다. Lactobacillus spp. 급여에 의하여 Salmonella enteritidis challenge에 의한 치사율 저하효과는 Lb. helveticus CU 631은 대조구의 생존률 62%에 대하여 100%로서 가장 높은 치사율 저하효과를 나타내었고, L casei YIT 9018, L johnsonii C-4의 생존률이 70%와 50%를 나타내었다. Lactobacillus spp.의 16S-23S rRNA intergenic spacer region의 sequence를 측정하고 gene bank에 등록된 균주의 sequence와 비교한 결과 homology의 차이를 나타내었다.

낙동강 하류에 분포하는 남조류 Microcystis aeruginosa의 무균분리 및 16S rRNA 유전자 염기서열분석 (Axenic Isolation and 16S rRNA Gene Sequence of the Cyanobacterium Microcystis aeruginosa in Downstream of Nakdong River)

  • 박홍기;정은영;이유정;정종문;홍용기
    • 생명과학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.158-163
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    • 2002
  • 남조류 Microcystis aeruginosa를 무균적으로 분리하기 위해 낙동강 물금지역의 수화를 멸균 증류수로 vortex 전처리를 하였으며, 세균제거 및 무균상태를 계속 유지하기 위하여 항생물질(ampicillin 150 $\mu$g/$m\ell$, neomycin 25 $\mu$g/$m\ell$)을 배지에 첨가하고, 독립 집락으로 형성시켜 오염 기회를 줄이기 위하여 0.7% agarose로 고형화시킨 CB고체배지에서 3$0^{\circ}C$, 40 $\mu$mol m$^{-2}$ s$^{-1}$ 광 조건으로 배양하였다. 그 결과 분리되어진 26개의 Microcystis aeruginosa colony 중 3개의 무균 균주만이 확보되었다. 3개의 무균균주를 16S rRNA primer를 이용하여 PCR 증폭한 결과 M. aeruginosa AF 139292와 99.5에서 100%의 상동성을 가지는 것으로 나타났다.

16S rRNA에 의한 한국 내 Chyseobacterium indologenes과 염기 서열 변화 (Change of Sequences and Identification of Chyseobacterium indologenes in Korea by 16S rRNA)

  • 허만규;박소혜;염종화
    • 생명과학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.788-795
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    • 2011
  • 병원균에 대한 정확한 동정은 임상 연구실에서 필수적인 요소의 하나이다. Chyseobacterium indologenes에 대한 동정을 포함한 분자생물학적 분석과 리보솜의 16S rRNA 유전자로 한국에서 추출한 17검체와 GenBank에서 Chyseobacterium속 검색을 통해 이들과 계통관계를 평가하였다. C. indologenes의 배당 서열은 1,176 nucleotides였다. C. indologenes 내의 서열 변이는 주로 염기 치환이었다. 한국의 C. indologenes 검체는 다른 나라의 동 종과 크게 다르지 않았다. 그런데 한국의 C. indologenes의 치환율은 GenBank에 있는 동종보다 높았다. C. indologenes는 C. isbiliense, C. hominis, C. hispanicum, C. molle, C. hungaricum, and C. pallidum과 자매종을 형성하였다.

식육감별을 위한 미토콘드리아 12S rRNA와 16S rRNA 유전자의 종 특이적 multiplex PCR 기법 개발 (Development of species-specific multiplex PCR assays of mitochondrial 12S rRNA and 16S rRNA for the identification of animal species)

  • 고바라다;김지연;나호명;박성도;김용환
    • 한국동물위생학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.417-428
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    • 2011
  • Species-specific PCR assay was developed for detection of cattle, sheep, goat, horse, dog, pig, chicken, duck, goose, and turkey using mitochondrial 12S rRNA and 16S rRNA as target genes. Also, an internal positive control was used to detect possible false negatives by using 18S rRNA gene. We designed species-specific primers with amplicon length of 190, 219, 350, 467, 241, 119, 171, 229, 111 and 268 bp for cattle, sheep, goat, horse, dog, pig, chicken, duck, goose, and turkey respectively. The specificity of the primers was tested against the other 10 non-target animal species and a cross-reaction was not observed. We developed two multiplex PCR assays for the simultaneous identification of Korea's major livestock species (cattle, pig, chicken and duck) and poultry species (chicken, duck, goose and turkey) from analogous samples, retaining the same specificity. The limit of detection of the multiplex PCR assay (cattle, pig, chicken and duck) ranged between 1 pg and 0.1 pg of template DNA extracts from raw meat. Applying multiplex PCR assays to DNA extracts from experimental pork/beef and pork/chicken tested raw and heat-treated ($120^{\circ}C$ for 30 min) mixtures respectively, detection limit was 0.1% level beef in pork, pork in beef and chicken in pork and 1.0% level pork in chicken. In conclusion, this assay using gel-based capillary electrophoresis would be very useful in highly sensitive and rapid identification of animal species or ingredients in minced meat and other meat products.