Recent advances in the biotechnology of ruminal bacteria have been made in the characterization of enzymes involved in plant cell wall digestion, the exploration of mechanisms of gene transfer in ruminal bacteria, and the development of vectors. These studies have culminated in the introduction and expression of heterologous glucanase and xylanase genes and a fluoroacetate dehalogenase gene in ruminal bacteria. These recent studies show the strategy of gene and vector construction necessary for the production of genetically engineered bacteria for introduction into ruminants. Molecular research on proteolytic turnover of protein in the rumen is in its infancy, but a novel protein high in essential amino acids designed for intracellular expression in ruminal organisms provides an interesting approach for improving the amino acid profile of ruminal organisms.
A series of experiments was carried out to determine the possibility for the non-ionic surfactant (NIS) as a feed additive for ruminant animals. The effect of the NIS on (1) the enzyme distribution in the rumen fluids of Hereford bulls, (2) the growth of pure culture of rumen bacteria and (3) rumen anaerobic fungi, (4) the ruminal fermentation characteristics of Korean native cattle (Hanwoo), and (5) the performances of Holstein dairy cows were investigated. When NIS was added to rumen fluid at the level of 0.05 and 0.1% (v/v), the total and specific activities of cell-free enzymes were significantly (p<0.01) increased, but those of cell-bound enzymes were slightly decreased, but not statistically significant. The growth rates of ruminal noncellulolytic species (Ruminobacter amylophilus, Megasphaera elsdenii, Prevotella ruminicola and Selenomonas ruminantium) were significantly (p<0.01) increased by the addition of NIS at both concentrations tested. However, the growth rate of ruminal cellulolytic bacteria (Fibrobacter succinogenes, Ruminococcus albus, Ruminococcus flavefaciens and Butyrivibrio fibrisolvens) were slightly increased or not affected by the NIS. In general, NIS appears to effect Gram-negative bacteria more than Gram-positive bacteria; and non-cellulolytic bacteria more than cellulolytic bacteria. The growth rates of ruminal monocentric fungi (Neocallimastix patriciarum and Piromyces communis) and polycentric fungi (Orpinomyces joyonii and Anaeromyces mucronatus) were also significantly (p<0.01) increased by the addition of NIS at all concentrations tested. When NIS was administrated to the rumen of Hanwoo, Total VFA and ammonia-N concentrations, the microbial cell growth rate, CMCase and xylanase activities in the rumen increased with statistical difference (p<0.01), but NIS administration did not affect at the time of 0 and 9 h post-feeding. Addition of NIS to TMR resulted in increased TMR intake and increased milk production by Holstein cows and decreased body condition scores. The NEFA and corticoid concentrations in the blood were lowered by the addition of NIS. These results indicated that the addition of NIS may greatly stimulate the release of some kinds of enzymes from microbial cells, and stimulate the growth rates of a range of anaerobic ruminal microorganisms, and also stimulate the rumen fermentation characteristics and animal performances. Our data indicates potential uses of the NIS as a feed additive for ruminant animals.
Journal of The Korean Society of Grassland and Forage Science
/
v.39
no.3
/
pp.132-140
/
2019
Fermented total mixed ration (TMR) is a novel feed for ruminants in South Korea. The purpose of this study was to evaluate the effects of lactic acid bacteria (LAB) on the quality of TMR and in vitro ruminal fermentation. Strains of three LAB spp. (Lactobacillus plantarum, L. brevis, L. mucosae) were used in fermentation of TMR. Inoculations with the three LAB spp. lowered pH and increased concentrations of lactic acid, acetic acid, and total organic acid compared to non-LAB inoculated control (only addition of an equivalent amount of water) (p<0.05). Bacterial composition indicated that aerobic bacteria and LAB were higher. However, E. coli were lower in the fermented TMR than those in the control treatment (p<0.05). Among the treatments, L. brevis treatment had the highest concentration of total organic acid without fungus detection. Gas production, pH, and ammonia-nitrogen during ruminal in vitro incubation did not differ throughout incubation. However, ruminal total VFA concentration was higher (p<0.05) in the LAB spp. treatments than the control treatment at 48 hours. Overall, the use of L. brevis as an inoculant for fermentation of high moisture. TMR could inhibit fungi growth and promote lactic fermentation, and enhance digestion in the rumen.
This study aimed to investigate the effects of ruminal infusion of garlic oil (GO) on fermentation dynamics, fatty acid (FA) profile, and abundance of bacteria involved in biohydrogenation in the rumen. Six wethers fitted with ruminal fistula were assigned to two groups for cross-over design with a 14-d interval. Each 30-d experimental period consisted of a 27-d adaptation and a 3-d sample collection. Goats were fed a basal diet without (control) or with GO ruminal infusion (0.8 g/d). Ruminal contents collected before (0 h) and at 2, 4, 6, 8, and 10 h after morning feeding were used for fermentation analysis, and 0 h samples were further used for FA determination and DNA extraction. Garlic oil had no influence on dry matter intakes of concentrate and hay. During ruminal fermentation, GO had no effects on total VFA concentration and individual VFA molar proportions, whereas GO increased the concentrations of ammonia nitrogen and microbial crude protein (p<0.05). Compared with control, GO group took a longer time for total VFA concentration and propionate molar proportion to reach their respective maxima after morning feeding. The ratio of acetate to propionate in control reduced sharply after morning feeding, whereas it remained relatively stable in GO group. Fatty acid analysis showed that GO reduced saturated FA proportion (p<0.05), while increasing the proportions of C18, t11-18:1 (TVA), c9,t11-conjugated linoleic acid (c9,t11-CLA), t10,c12-CLA, and polyunsaturated FA (p<0.05). The values of TVA/(c9,t11-CLA+TVA) and C18:0/(TVA+C18:0) were reduced by GO (p<0.05). Real-time PCR showed that GO tended to reduce Butyrivibrio proteoclasticus abundance (p = 0.058), whereas GO had no effect on total abundance of the Butyrivibrio group bacteria. A low correlation was found between B. proteoclasticus abundance and C18:0/(TVA+C18:0) (p = 0.910). The changes of fermentation over time suggested a role of GO in delaying the fermentation process and maintaining a relatively modest change of ruminal environment. The inhibitory effects of GO on the final step of biohydrogenation may be related to its antibacterial activity against B. proteoclasticus and other unknown bacteria involved.
A study was made of diurnal changes in the ruminal bacteria associated with feed particles, i.e., non-associated (NAB), loosely associated (LAB), and tightly associated with particles (TAB), and the TAB concentration in different particle sizes from sheep fed orchardgrass (OG) or alfalfa (ALF) hay. Diaminopimelic acid (DAPA) was used to determine the TAB mass. Results showed that the bacterial masses in NAB and LAB were small, but comprised over 90% in TAB. The TAB mass in the ALF group sharply increased within 2 h after feeding and decreased afterward. The TAB mass showed the same trend in the OG group, increasing from 0 h to 2 h, but remained at the same level up to 14 h after feeding. The peak bacterial mass was, however, lower in the OG than the ALF group. The TAB concentration reflected the changes in total particulate tightly associated bacterial masses in both groups of hay fed sheep. Number of bacterial colonies per particle increased as the particulate size decreased in both groups. This difference, however, tended to decline as the postprandial period was prolonged. DAPA, however, tended to overestimate the TAB mass in the reticulo-rumen digesta of the hay fed sheep.
The objective of this study was to evaluate the effects of sarsaponin on methane production, ruminal fermentation, nutrient digestion and blood metabolites using three Holstein steers in a 3${\times}$3 Latin Square design. The steers were fed Sudangrass hay plus concentrate mixture at a ratio 1.5:1 twice daily, and sarsaponin (0, 0.5 and 1% of DM), which was given at 09:00 and 17:00 h daily by mixing with concentrate. Rumen samples were collected 0, 2, and 5 h after morning dosing. Ruminal pH was numerically decreased and numbers of protozoa were decreased linearly (p<0.01) by treatment. Ruminal ammonia-N was reduced (linear; p<0.05) and total VFA was increased (quadratic; p<0.05) at 2 and 5 h after sarsaponin dosing. The molar proportion of acetate was decreased (quadratic; p<0.05) and propionate was increased (linear; p<0.01) at all sampling times. Blood plasma glucose was increased and urea-N was decreased (linear; p<0.05) at 2 and 5 h after dosing. Methane was decreased by approximately 12.7% (linear; p<0.05). The apparent digestibility of DM and NDF were decreased (quadratic; p<0.05) and that of CP remained unchanged due to the sarsaponin. The numbers of cellulolytic bacteria were decreased (quadratic; p<0.05), while numbers of total viable bacteria remained unchanged due to the sarsaponin. These results show that sarsaponin can partially inhibit rumen methanogenesis in vivo and improve ruminal fermentation, which supports our previous in vitro results.
Rumen bacterial amino acids in sheep on urea diet were monitored to assess a possible change in amino acid synthesis as a long term response to high rumen ammonia environment. A sheep was fed a semipurified diet with soybean meal, followed by a diet with urea as a main nitrogen source. Mixed rumen bacteria were harvested from ruminal fluid taken 3 h after feeding (twice in soybean meal feeding and 6 times in urea feeding) and fractionated as cell wall, proteins and protein-free cell supernatant of monitor amino acids in each fraction. Ruminal ammonia concentration at the sampling ranged from 5.7 to 39.5 mgN/dl. Cell wall and protein fractions of mixed rumen bacteria were stable in their amino acid composition regardless of nitrogen sources of diet and the feeding duration. However, protein-free cell supernatant fraction showed a higher alanine proportion with urea feeding (18.6 and 28.2 molar % of alanine for samples from sheep fed soybean meal and urea, respectively) and its duration (20.6 and 32.9 molar % for samples from sheep on urea diet for 1 and 65 days, respectively). Total free amino acid level of bacteria was depressed in the initial period of urea feeding but restored on 65th day of the feeding. These results suggest that an alanine synthesizing system may develop in rumen bacteria as urea feeding becomes longer.
Goto, M.;Karita, S.;Yahaya, M.S.;Kim, W.;Nakayama, E.;Yamada, Y.
Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
/
v.16
no.1
/
pp.44-49
/
2003
Effects of supplementation with ruminal epithelial cells on fiber-degrading activity and cell growth of Ruminococcus albus (R. albus, strain 7) was tested using a basal substrate of rice straw and formulated concentrate. Cultures of R. albus alone and R. albus with rumen protozoa were grown at $39^{\circ}C$ for 48 h with an 8.4% crude protein (CP) substrate, 33% of the CP supplemented with either ruminal epithelial cells or defatted soybean meal. The ruminal epithelial cells had lower amounts of rumen soluble and degradable protein fractions as compared to defatted soybean meal, as determined by an enzymatic method, and the same was found with amino acid composition of protein hydrolysates. Ruminal epithelial cells were directly utilized by the R. albus, and resulted in greater growth of cell-wall free bacteria compared to defatted soybean meal. The effect of epithelial cells on bacterial growth was enhanced by the presence of rumen protozoa. In consistency with cultures of R. albus and R. albus with rumen protozoa, fermentative parameters such as dry matter degradability and total volatile fatty acid did not differ between supplementation with ruminal epithelial cells or defatted soybean meal.
The study evaluated different synthetic and semisynthetic media for maximal recovery of rumen bacteria and expression of their antibacterial activity. Rumen Glucose Cellobiose Agar (RGCA) medium was found to be the best for recovery of rumen bacteria. However, L-10 medium was the best for expression of antibacterial activity of ruminal isolates followed by Easy, M-10, RGCA and M-98-5 medium. The present study recommends the use of L-10 medium as the medium of choice for screening of antibacterial activity of ruminal isolates. Comparative evaluation of bacterial counts on different dietary regimes indicated significant difference between different growth media on a specific diet and between diets on specific growth media within a species. However, there is no overall significant difference between total bacterial counts obtained from rumen liquor of cattle and buffalo with respect to either the feeding regime or growth media. Feeding straw based diet to the animal is the best for high recovery of rumen bacteria.
This study aimed to investigate the diversity of the Butyrivibrio group bacteria in goat rumen and its response to garlic oil (GO) supplementation as revealed by molecular analysis of cloned 16S rRNA genes. Six wethers fitted with ruminal fistulas were assigned to two groups for a cross-over design with 28-d experimental period and 14-d interval. Goats were fed a basal diet without (control) or with GO ruminal infusion (0.8 g/d). Ruminal contents were used for DNA extraction collected before morning feeding on d 28. A total bacterial clone library was firstly constructed by nearly full-length 16S rRNA gene cloned sequences using universal primers. The resulting plasmids selected by Butyrivibrio-specific primers were used to construct a Butyrivibrio group-specific bacterial clone library. Butyrivibrio group represented 12.98% and 10.95% of total bacteria in control and GO group, respectively. In libraries, clones were classified to the genus Pseudobutyrivibrio, Butyrivibrio and others within the family Lachnospiraceae. Additionally, some specific clones were observed in GO group, being classified to the genus Ruminococcus and others within the family Ruminococcaceae. Based on the criterion that the similarity was 97% or greater with database sequences, there were 29.73% and 18.42% of clones identified as known isolates (i.e. B. proteoclasticus and Ps. ruminis) in control and GO groups, respectively. Further clones identified as B. fibrisolvens (5.41%) and R. flavefaciens (7.89%) were specifically found in control and GO groups, respectively. The majority of clones resembled Ps. ruminis (98% to 99% similarity), except for Lachnospiraceae bacteria (87% to 92% similarity) in the two libraries. The two clone libraries also appeared different in Shannon diversity index (control 2.47 and GO group 2.91). Our results indicated that the Butyrivibrio group bacteria had a complex community with considerable unknown species in the goat rumen.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.