This study was performed to investigate the effect of different levels of dietary crude protein (CP) on composition of odorous compounds and bacterial communities in pig manure. A total of 48 male pigs (average initial body weight 45 kg) fed diets containing three levels of dietary CP (20%, 17.5%, and 15%) and their slurry samples were collected from the pits under the floor every week for one month. Changes in composition of odorous compounds and bacterial communities were analyzed by gas chromatography and 454 FLX titanium pyrosequencing systems, respectively. Levels of phenols, indoles, short chain fatty acid and branched chain fatty acid were lowest (p<0.05) in CP 15% group among three CP levels. Relative abundance of Bacteroidetes phylum and bacterial genera including Leuconostoc, Bacillus, Atopostipes, Peptonphilus, Ruminococcaceae_uc, Bacteroides, and Pseudomonas was lower (p<0.05) in CP 15% than in CP 20% group. There was a positive correlation (p<0.05) between odorous compounds and bacterial genera: phenol, indole, iso-butyric acid, and iso-valeric acid with Atopostipes, p-cresol and skatole with Bacteroides, acetic acid and butyric acid with AM982595_g of Porphyromonadaceae family, and propionic acid with Tissierella. Taken together, administration of 15% CP showed less production of odorous compounds than 20% CP group and this result might be associated with the changes in bacterial communities especially whose roles in protein metabolism.
A series of in vitro incubation studies with washed rumen bacteria were conducted to determine the influence of incubation time and concentrations of peptides, alanine, ammonia nitrogen and carbohydrate on the rate of peptide disappearance and on bacterial growth. Disappearance rate of tri-alanine (ala3) under various conditions was between 30.6 and $58.2mg\;hr^-$ per gram bacterial dry matter. Ala3 was removed from the incubation medium in an almost linear fashion as incubation time and ala3 concentration was increased. Washed rumen bacteria utilized ala3 faster than di-l-alanine (ala2) at all concentrations. Adding 9mM carbohydrate significantly increased ala3 disappearance, but level of ammonia nitrogen had no influence on ala3 disappearance. The presence of alanine in the medium significantly lowered ala3 utilization by rumen bacteria. Bacterial dry matter and nitrogen growth yield were not influenced by alanine and peptides when incubation medium already contained a sufficient level of ammonia nitrogen. Increased ammonia nitrogen in the presence of ala3 did not stimulate bacterial growth. Carbohydrate significantly increased bacterial dry matter and nitrogen growth as expected. Results indicate that the rate of peptide utilization by rumen bacteria may be altered by type and concentration of peptides, and energy supply, and this may be mediated through changes in numbers and type of bacteria.
Terminal-restriction fragment length polymorphism (T-RFLP) analysis has been optimized by using in vitro model community composed of genomic DNAs of known bacterial strains and has been applied to assess the bacterial community structure in marine sediments. The specific fluorescence-labeled terminal restriction fragments (T-RFs) between 39 and 839 base long specifying each strain were precisely measured for known bacterial strains. The addition of a co-solvent (dimethylsulfoxide or glycerol) into PCR reactions has reduced differential PCR amplification. Comparative bacterial community structure was investigated for pristine and polluted sediments. A complex T-RFLP pattern showing complex bacterial community structure was obtained in the pristine sediment, whereas simple T-RFLP pattern (low bacterial diversity) was shown in polluted sediments where caged aquaculture has been conducted for several years. The results of T-RFLP analysis were compared with that of cloning and sequencing 16S rDNA clones from the same sediments. Sequence analysis of 16S rDNA clones (72) of the pristine sediment revealed a diverse collection of lineages, largely of the class Proteobacteria ($6\%$ alpha subdivision, $46\%$ gamma subdivision, $13\%$ delta subdivision, and $3\%$ epsilon subdivision), Nitrospina $(8\%)$, high G+C gram positive $(8\%)$, Verrucomicrobia $(7\%)$, and Planctomycetes $(6\%)$. In the contaminated sediments, 17 $(59\%)$ of the 16S rDNA clones (29) were related to Campylobacter and symbiont of Rimicaris exoculata belonging to epsilon subdivision of Proteobacteria. The results obtained indicated that T-RFLP analysis is a rapid and precise technique for comparative bacterial community analysis.
Ralstonia solanacearum species complex (RSSC) causes bacterial wilt, and it is one of the most important soil-borne plant pathogenic bacteria. RSSC has a large host range of more than 50 botanical families, which represent more than 200 plant species, including tomato. It is difficult to control bacterial wilt due to following reasons: the bacterial wilt pathogen can grow inside the plant tissue, and it can also survive in soil for a long period; moreover, it has a wide host range and biological diversity. In most previous studies, scientists have focused on developing biological control agents, such as antagonistic microorganisms and botanical materials. However, biocontrol attempts are not successful. Plant-derived metabolites and extracts have been promising candidates to environmentally friendly control bacterial wilt diseases. Therefore, we review the plant extracts, essential oils, and secondary metabolites that show potent in vivo antibacterial activities (in potted plants or in field) against tomato bacterial wilt, which is caused by RSSC.
G. persimonensis-KJ145를 차용하여 BC 생산과 식초생산에 미치는 에탄올의 영향을 조사하였다. 그 결과 사과쥬스배지에 에탄올을 2%(v/v) 첨가하였을 때 BC의 생산성이 가장 좋았으며, 7%(v/v)를 첨가하였을 때 총산의 함량이 가장 높았다. BC와 식초를 동시 생산하기 위해서는 에탄올을 5%(v/v) 첨가하는 것이 가장 좋을 것으로 생각되며 발효과정 중의 식초 품질 변화에 대한 보다 자세한 연구가 요구되었다. BC와 식초 생산에 가장 효과적인 질소원은 CSL인 것으로 조사되었고 최적 농도는 15%(w/v)이었다. 배양시간의 영향을 조사한 결과 14일간 배양하는 것이 가장 많은 양의 BC를 생산하였으며, 최적조건에서 생산되는 BC 생산량은 7.55 g/L이었다.
The bacterial celluloses are very different in its physical, chemical and morphological structures compared to wood cellulose. These fibers have many unique properties that are potentially and commercially beneficial. This study was aimed to elucidate the production of bacterial celluloses and to improve their physical properties by chemical pretreatment. Bacterial celluloses produced by static culture had gel-like pellicle structure. The pellicle thickness was increased with the increasing time, and its layer was about 1.8cm after one-month incubation. The pellicles extruded from the cells of Acetobacter had a non-crystalline structure during initial growing stages, gradually getting crystaliyzed with the incubation time elapse, and eventually fumed to the cellulose I crystals. Young's modulus of bacterial cellulose sheet was increased with increasing NaOH concentration, and resulted in the highest at 5% NaOH concentration. Similar results with NaClO3 pretreatment can be observed. Too concentrated alkali solutions induced the destruction of cellulose fibrils and changed the mechanical properties of the sheets. These alkaline pretreatment have removed non-cellulosic components(NCC) from the bacterial cellulose, and enhanced inter-abrillar bonding by direct close contact among cellulosic fibrils.
Phenol is frequently present as the hazardous pollutant in petrochemical and pesticide industry wastewater. Because of its high toxicity and carcinogenic potential, a proper treatment is needed to reduce the hazards of phenol carrying effluent before being discharged into the environment. Phenol biodegradation with microbial consortium offers a very promising approach now a day's. This study focused on the formulation of phenol degrading bacterial consortium with three bacterial isolates. The bacterial strains Bacillus cereus strain VCRC B540, Bacillus cereus strain BRL02-43 and Oxalobacteraceae strain CC11D were isolated from detergent contaminated soil by soil enrichment technique and was identified by 16s rDNA sequence analysis. Individual cultures were degrade 100 μl phenol in 72 hrs. The formulated bacterial consortium was very effective in degrading 250 μl of phenol at a pH 7 with in 48 hrs. The study further focused on the analysis of the products of biodegradation with Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT/IR) and Gas Chromatography-Mass Spectroscopy (GC-MS). The analysis showed the complete degradation of phenol and the production of Benzene di-carboxylic acid mono (2-ethylhexyl) ester and Ethane 1,2- Diethoxy- as metabolic intermediates. Biodegradation with the aid of microorganisms is a potential approach in terms of cost-effectiveness and elimination of secondary pollutions. The present study established the efficiency of bacterial consortium to degrade phenol. Optimization of biodegradation conditions and construction of a bioreactor can be further exploited for large scale industrial applications.
Ooi, Ying Shing;Nor, Nik M.I. Mohamed;Furusawa, Go;Tharek, Munirah;Ghazali, Amir H.
The Plant Pathology Journal
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제38권5호
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pp.490-502
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2022
Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) causes bacterial leaf blight (BLB) disease in rice (Oryza sativa L.) and it is among the most destructive pathogen responsible for severe yield losses. Potential bacterial biocontrol agents (BCAs) with plant growth promotion (PGP) abilities can be applied to better manage the BLB disease and increase crop yield, compared to current conventional practices. Thus, this study aimed to isolate, screen, and identify potential BCAs with PGP abilities. Isolation of the BCAs was performed from internal plant tissues and rhizosphere soil of healthy and Xoo-infected rice. A total of 18 bacterial strains were successfully screened for in vitro antagonistic ability against Xoo, siderophore production and PGP potentials. Among the bacterial strains, 3 endophytes, Bacillus sp. strain USML8, Bacillus sp. strain USML9, and Bacillus sp. strain USMR1 which were isolated from diseased plants harbored the BCA traits and significantly reduced leaf blight severity of rice. Simultaneously, the endophytic BCAs also possessed plant growth promoting traits and were able to enhance rice growth. Application of the selected endophytes (BCAs-PGP) at the early growth stage of rice exhibited potential in suppressing BLB disease and promoting rice growth.
Shin, Seung Yeol;Joung, Yochan;Han, Dukki;Jeong, Ji Hye;Jeon, Yi Hyun;Song, Jaeho
Journal of Species Research
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제11권3호
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pp.143-154
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2022
To obtain unrecorded bacterial species in Korea, various marine samples were collected from Jeollanam-do Province, Korea in 2021. After plating the samples on marine agar and marine R2A agar, and incubating aerobically and anaerobically, approximately 1200 bacterial strains were isolated and identified using 16S rRNA gene sequences. A total of 30 strains showed ≥98.7% 16S rRNA gene sequence similarity with validly published bacterial species but not reported in Korea, indicating that they are unrecorded bacterial species in Korea. The unrecorded bacterial strains belonged to 4 phyla, 7 classes, 13 orders, 19 families, and 22 genera, which were assigned to Azospirllium, Loktanella, and Pseudovibrio of the class Alphaproteobacteria; Grimontia, Halomonas, Marinobacter, Microbulbifer, Photobacterium, Pseudoalteromonas, Pseudidiomarina, Ferrimonas, Shewanella, Simiduia, Thalassotalea, and Vibrio of the class Gammaproteobacteria; Priestia and Enterococcus of the class Bacilli; Persicobacter of the class Cytophagia; Aureivirga of the class Flavobacteriia; Propionigenium and Psychrilyobacter of the class Fusobacteriia; and Tepidibacter of the class Clostridia. The details of the unreported species including Gram reaction, colony and cell morphology, biochemical characteristics, and phylogenetic position are also provided in the description of the strains.
Hyoung Ju Lee;Sang-Moo Lee;Minseo Choi;Joo Hwan Kwon;Seon-Woo Lee
The Plant Pathology Journal
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제39권5호
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pp.417-429
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2023
Ralstonia solanacearum species complex (RSSC) is a soil borne plant pathogen causing bacterial wilt on various important crops, including Solanaceae plants. The bacterial pathogens within the RSSC produce exopolysaccharide (EPS), a highly complicated nitrogencontaining heteropolymeric polysaccharide, as a major virulence factor. However, the biosynthetic pathway of the EPS in the RSSC has not been fully characterized. To identify genes in EPS production beyond the EPS biosynthetic gene operon, we selected the EPS-defective mutants of R. pseudosolanacearum strain SL341 from Tn5-inserted mutant pool. Among several EPSdefective mutants, we identified a mutant, SL341P4, with a Tn5-insertion in a gene encoding a putative NDP-sugar epimerase, a putative membrane protein with sugar-modifying moiety, in a reverse orientation to EPS biosynthesis gene cluster. This protein showed similar to other NDP-sugar epimerases involved in EPS biosynthesis in many phytopathogens. Mutation of the NDP-sugar epimerase gene reduced EPS production and biofilm formation in R. pseudosolanacearum. Additionally, the SL341P4 mutant exhibited reduced disease severity and incidence of bacterial wilt in tomato plants compared to the wild-type SL341 without alteration of bacterial multiplication. These results indicate that the NDP-sugar epimerase gene is required for EPS production and bacterial virulence in R. pseudosolanacearum.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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