In order to develop probiotic strain for pigs, Lactobacillus spp. (527 isolates), Streptococcus spp. (95 isolates) and Bifidobacterium spp. (25 isolates) were isolated from the feces of 35 pigs. These isolates were tested through in vitro experiment such as acid tolerance at pH 2.0 (Lactobacillus spp. and Streptococcus spp.) or pH 3.0 (Bifidobacterium spp.), bile tolerance in MRS broth containing 0.3% (w/v) Oxgall, heat resistance at $70^{\circ}C$ and $80^{\circ}C$ for 5 min, antibiotic resistance, antimicrobial activity against pathogenic bacteria and Caco-2 cell adherence assay. Finally ten most superior strain (5 Lactobacillus spp. strain, 3 Bifidobacterium spp. strain and 2 Streptococcus spp. strain) were selected as potential candidate for probiotic use in pig industry. It could be used as an alternative to antibiotics in feed additives.
When plants are exposed to subfreezing temperatures ice crystals are forming within extracelluar space in leaves. The growth of ice crystal is closely related to the degree of freezing injury. It was shown that an antifreeze protein binds to an ice nucleator through hydrogen bonds to prevent growth of ice crystal and also reduces freezing damage. The antifreeze proteins in plants are similar to PR proteins but only the PR proteins induced upon cold acclimation were shown to have dual functions in antifreezing as well as antifungal activities. Three of the genes encoded for CLP, GLP, and TLP were isolated from barley and Kentucky bluegrass based on amino acid sequence revealed after purification and low temperature-inducibility as shown in analysis of the protein. The deduced amino acid of the genes cloned showed a signal for secretion into extracellular space where the antifreezing activity sup-posed to work. The western analysis using the antisera raised against the antifreeze proteins showed a positive correlation between the amount of the protein and the level of freeze tolerance among different cultivars of barely. Besides it was revealed that TLP is responsible for a freeze tolerance induced by a treatment of trinexapac ethyl in Kentucky bluegrass. Analysis of an overwintering wild rice, Oryza rufipogon also showed that an acquisition of freeze tolerance relied on accumulation of the protein similar to CLP. The more direct evidence for the role of CLP in freeze tolerance was made with the analysis of the transgenic tobacco showing extracellular accumulation of CLP and enhanced freeze tolerance measured by amount of ion leakage and rate of photosynthetic electron transport upon freezing. These antifreeze proteins genes will be good candidates for transformation into crops such as lettuce and strawberry to develop into the new crops capable of freeze-storage and such as rose and grape to enhance a freeze tolerance for a safe survival during winter.
This study is to investigate the ethanol tolerance of yeast strains related to fatty acid composition and intracellular ethanol concentration for various fermentation temperatures. The maximum accumulation of ethanol in the cells was decreased by lowering the fermentation temperature, while unsaturated fatty acid content was increased by decreasing the fermentation temperature. Thus, we found that the increase of ethanol accumulation in cells resulted in the decrease of unsaturated fatty acid content. Therefore, it was suggested that the composition of unsaturated fatty acids in the cell membrane be strongly related to the diffusion of ethanol from cell to medium.
Kang, Chang-Ho;Kim, YongGyeong;Han, Seul Hwa;Jeong, Yulah;Park, HyeMin;Paek, Nam-Soo
Journal of Dairy Science and Biotechnology
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v.37
no.1
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pp.40-48
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2019
Bifidobacteria are a prototype probiotic, which normally inhabit the intestinal tract of humans. In the present study, four species of Bifidobacterium isolated from the feces of infants were characterized. The tolerance for acid or bile salt, autoaggregation, and antibiotic resistance of the bacteria were examined. The four species were resistant to low pH, bile salts, and up to 3% bile acid. Autoaggregation rates were as high as 90%. The bacteria were consistently resistant to gentamicin, kanamycin, streptomycin, ciprofloxacin, and nalidixic acid. Due to their tolerance to environmental factors like acid and bile salts, B. longum MG723, B. breve MG729, B. bifidum MG731, and B. animalis subsp. lactis MG741 are potentially valuable as probiotics and may be useful for industrial application.
Trinexapac-ethyl[ 4-(cyclopropyl- $\alpha$ -hydroxy-methylene)-3,5-dioxocyclohexane carboxylic acid ethylester] is a growth-retardant for plants by inhibiting a key step in biosynthesis of GA. A treatment of trinexapacethyl generally induces a reduction in vegetative growth and also inhibits heading. In addition, the trinexapacethyl was known to enhance the freeze-tolerance in annual bluegrass, however, the mechanism is not known yet. One possible reason for the enhanced freeze-tolerance may be the antifreeze protein known to be accumulated in intercellular space of the leaf during cold acclimation. In order to see the possible in-duction of the synthesis of antifreeze proteins by trinexacpacethyl, the apoplastic proteins extracted from Kentucky bluegrass treated with trinexapacethyl were analyzed by SDS-PAGE and the presence of the antifreeze protein was observed. In addition, western analysis showed the identity of the protein induced by both a cold acclimation and a trinexapacethyl treatment. It appears that an enhanced freeze-tolerance of the turf grass by trinexapacethyl is due to the synthesis and/or accumulation of the antifreeze protein similar to the enhanced freeze tolerance induced by cold acclimation.
Objective: The use of probiotics as an alternative to antibiotics in animal feed has received considerable attention in recent decades. Lactic acid bacteria (LAB) have remarkable functional properties promoting host health and are major microorganisms for probiotic purposes. The aim of this study was to characterize LAB strains of the chicken digestive tract and to determine their functional properties for further use as potential probiotics in poultry. Methods: A total of 2,000 colonies were isolated from the ileum and cecal contents of the chickens based on their phenotypic profiles and followed by a preliminary detection for acid and bile tolerance. The selected 200 LAB isolates with exhibited well-tolerance in acid and bile conditions were then identified by sequencing the 16S rDNA gene, followed by acid and bile tolerance, antimicrobial activity, adhesion to epithelial cells and additional characteristics on the removal of cholesterol. Then, the two probiotic strains (L. ingluviei and L. salivarious) which showed the greatest advantage in vitro testing were selected to assess their efficacy in broiler chickens. Results: It was found that 200 LAB isolates that complied with all measurement criteria belonged to five strains, including L. acidophilus (63 colonies), L. ingluviei (2 colonies), L. reuteri (58 colonies), L. salivarius (72 colonies), and L. saerimneri (5 colonies). We found that the L. ingluviei and L. salivarius can increase the population of LAB and Bifidobacterium spp. while reducing Enterobacteria spp. and Escherichia coli in the cecal content of chickens. Additionally, increased concentrations of valeric acid and short chain fatty acids were also observed. Conclusion: This study indicates that all five Lactobacillus strains isolated from gut contents of chickens are safe and possess probiotic properties, especially L. ingluviei and L. salivarius. Future studies should evaluate the potential for growth improvement in broilers.
We screened Paenibacillus sp. strains from Jeotgal, a Korean salted and fermented fish product, for use as a novel probiotic. Among these Paenibacillus sp. isolates, BCNU 5016 was a typical Paenibacillus sp. strain that showed gram-positive, gelatinase-negative, and urease negative activity. On the basis of 16S rDNA sequence comparisons, BCNU 5016 was most closely related phylogenetically to P. polymyxa. When Paenibacillus sp. BCNU 5016 was subjected to the acid tolerance test, this strain showed 91.89% survival after 3 h culture at pH 2.5. Paenibacillus sp. BCNU 5016 also showed excellent bile acid tolerance. Furthermore, its auto-aggregation, coaggregation, and hydrophobic capacities suggest that BCNU 5016 had the capacity to adhere well to the intestinal tract. We conclude that Paenibacillus sp. BCNU 5016 has excellent potential as a probiotic.
Root colonization by Pseudomonas chlororaphis O6 induces systemic drought tolerance in Arabidopsis thaliana. Microarray analysis was performed using the 22,800-gene Affymetrix GeneChips to identify differentially-expressed genes from plants colonized with or without P. chlororaphis O6 under drought stressed conditions or normal growth conditions. Root colonization in plants grown under regular irrigation condition increased transcript accumulation from genes associated with defense, response to reactive oxygen species, and auxin- and jasmonic acid-responsive genes, but decreased transcription factors associated with ethylene and abscisic acid signaling. The cluster of genes involved in plant disease resistance were up-regulated, but the set of drought signaling response genes were down-regulated in the P. chlororaphis O6-colonized under drought stress plants compared to those of the drought stressed plants without bacterial treatment. Transcripts of the jasmonic acid-marker genes, VSP1 and pdf-1.2, the salicylic acid regulated gene, PR-1, and the ethylene-response gene, HEL, also were up-regulated in plants colonized by P. chlororaphis O6, but differed in their responsiveness to drought stress. These data show how gene expression in plants lacking adequate water can be remarkably influenced by microbial colonization leading to plant protection, and the activation of the plant defense signal pathway induced by root colonization of P. chlororaphis O6 might be a key element for induced systemic tolerance by microbes.
Nguyen, Thanh Quan;Do, Tan Khang;Nguyen, Van Quan;Truong, Ngoc Minh;Tran, Dang Xuan
Proceedings of the Korean Society of Crop Science Conference
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2017.06a
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pp.38-38
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2017
Water stress obstructs rice growth mainly by oxidative damage in biological cells to cause a reduction of leaf photosynthesis and evapotranspiration processes. In this study, exogenous application of vanillic acid (VA) and p-hydroxybenzoic acid (PHBA) to improve drought tolerance of two Oryza sativa cultivars, Q2 and Q8 was tested. The drought evaluation based on leaf phenotypes to show that both Q2 and Q8 resulted in remarkable water-stress tolerance induced by leaf spraying pretreatment of mixed solution of $50{\mu}M\;VA+50{\mu}M\;PHBA$. The mixtures of $25{\mu}M\;VA+25{\mu}M\;PHBA$ and $50{\mu}M\;VA+50{\mu}M\;PHBA$ treated on Q2 and Q8 in water deficit condition also indicated that total phenols, total flavonoids, and DPPH radical scavenging activity were significantly greater their controls. In general, the accumulation of individual phenolic acids was increased in exogenous phenolic treatments, as compared with controls. Particularly, Q2 obtained a considerable amount of endogenous PHBA after application of $50{\mu}M\;VA$, $25{\mu}M\;VA+25{\mu}M\;PHBA$, and $50{\mu}M\;VA+50{\mu}M\;PHBA$ (0.18 mg/g DW, 0.71 mg/g DW, and 1.41 mg/g DW, respectively); and a negligible content of VA (0.003 mg/g DW) appeared uniquely in the treatment of $50{\mu}M\;VA$. Similarly, Q8 also absorbed a significant quantity of PHBA in $50{\mu}M\;PHBA$, $25{\mu}M\;VA+25{\mu}M\;PHBA$, and $50{\mu}M\;VA+50{\mu}M\;PHBA$ treatments (0.15 mg/g DW, 0.15 mg/g DW, and 0.22 mg/g DW, respectively). In addition, the spraying $50{\mu}M\;PHBA$ and $25{\mu}M\;VA+25{\mu}M\;PHBA$ on Q8 leaves induced similar amount of drought tolerance of Q2 and Q8 were improved, paralleled with the increased amounts of endogenous phenolics revealed that VA and PHBA played an important role to enhance drought tolerance in rice.
Nguyen, Thanh Quan;Do, Tan Khang;Nguyen, Van Quan;Truong, Ngoc Minh;Tran, Dang Xuan
Proceedings of the Korean Society of Crop Science Conference
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2017.06a
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pp.33-33
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2017
Water stress obstructs rice growth mainly by oxidative damage in biological cells to cause a reduction of leaf photosynthesis and evapotranspiration processes. In this study, exogenous application of vanillic acid (VA) and p-hydroxybenzoic acid (PHBA) to improve drought tolerance of two Oryza sativa cultivars, Q2 and Q8 was tested. The drought evaluation based on leaf phenotypes to show that both Q2 and Q8 resulted in remarkable water-stress tolerance induced by leaf spraying pretreatment of mixed solution of $50{\mu}M\;VA+50{\mu}M\;PHBA$. The mixtures of $25{\mu}M\;VA+25{\mu}M\;PHBA$ and $50{\mu}M\;VA+50{\mu}M\;PHBA$ treated on Q2 and Q8 in water deficit condition also indicated that total phenols, total flavonoids, and DPPH radical scavenging activity were significantly greater their controls. In general, the accumulation of individual phenolic acids was increased in exogenous phenolic treatments, as compared with controls. Particularly, Q2 obtained a considerable amount of endogenous PHBA after application of $50{\mu}M\;VA$, $25{\mu}M\;VA+25{\mu}M\;PHBA$, and $50{\mu}M\;VA+50{\mu}M\;PHBA$ (0.18 mg/g DW, 0.71 mg/g DW, and 1.41 mg/g DW, respectively); and a negligible content of VA (0.003 mg/g DW) appeared uniquely in the treatment of $50{\mu}M\;VA$. Similarly, Q8 also absorbed a significant quantity of PHBA in $50{\mu}M\;PHBA$, $25{\mu}M\;VA+25{\mu}M\;PHBA$, and $50{\mu}M\;VA+50{\mu}M\;PHBA$ treatments (0.15 mg/g DW, 0.15 mg/g DW, and 0.22 mg/g DW, respectively). In addition, the spraying $50{\mu}M\;PHBA$ and $25{\mu}M\;VA+25{\mu}M\;PHBA$ on Q8 leaves induced similar amount of VA (0.04 mg/g DW). Meanwhile, there were no trace of VA and PHBA found in controls. The levels of drought tolerance of Q2 and Q8 were improved, paralleled with the increased amounts of endogenous phenolics revealed that VA and PHBA played an important role to enhance drought tolerance in rice.
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