培地の改変による新規繊維分解菌の分離

• 担当機関: （独）農業・食品産業技術総合研究機構 畜産草地研究所
• 研究期間: 2008～2014
• 研究担当者: 三森眞琴; Nyonyo Thet; 真貝拓三
• 発行年度: 2014
• 要約: 分離培養に用いる培地を改変することにより、反すう家畜の第一胃(ルーメン)からこれまで培養できなかった繊維分解菌が分離できるようになり、分離された菌株の約20%は新種の細菌と推定される。
• キーワード: 反すう家畜、ルーメン、セルロース分解菌、分離培地、ゲランガム
• 背景・ねらい: ルーメン細菌による発酵作用(ルーメン発酵)は飼料を分解することにより反すう家畜に栄養を供給している。植物性飼料に多く含まれる繊維の分解はルーメン発酵の重要な機能であることから、ルーメン内の繊維分解菌をより詳しく調べることで飼料利用性を高めることが期待される。しかし、これまでに分離されている繊維分解菌種は少なく、繊維分解の仕組みは不明な部分が多い。そこで、多くの繊維分解菌をルーメンから分離・同定することを目的とする。

成果の内容・特徴

1. 繊維分解菌を分離するために、培地固化資材として寒天またはゲランガムを、基質としてアゾ-カルボキシルメチルセルロース(Azo-CMC)含む改変ルーメン培地を調製する。
2. これらの培地を含む試験管にウシのルーメンから採取したルーメン液を嫌気下で希釈した菌液を接種し,直ちに培地を試験管内面全体で固化させてロールチューブを作成する。ロールチューブを38°Cのインキュベーターで培養し,出現したコロニーを無作為に釣菌し、分離菌株とする。分離菌株の16S rRNA遺伝子配列を解析し、細菌種の同定を行う。
3. 2種類の培地から分離された菌株(129菌株)はFirmicutes, Proteobacteria, Spirochaetes、Bacteroidetes, Fibrobacteres, Actinobacteriaの6つの門に分類される。これらの門の分離割合は各々の培地で異なり、分離される菌株の種類に違いが見られる(表1)。また、これまでに分離されていない未分類の細菌が19.4%を占め、これらは新菌種と推定される(表1)。
4. 分離菌株の多くは複数の繊維分解酵素活性を示し、ろ紙分解活性、CMC分解活性、キシラン分解活性のすべてを有する菌株は全体の26.4%である(図1)。

成果の活用面・留意点

1. 反すう家畜の飼料分解に重要な繊維分解菌をより多くルーメンから分離・培養するための基礎的な手法・知見として活用できる。
2. 培養可能となったルーメン細菌の生化学性状や遺伝情報を明らかにし、ルーメン発酵での役割を解明する必要がある。

• 研究内容: http://www.naro.affrc.go.jp/project/results/laboratory/nilgs/2014/nilgs14_s16.html
• カテゴリ: 飼料利用性