RUMEN MİKROBİYOLOJİSİC. Saygın GÜMÜŞEL

04.08.8917

Ruminantlarda rumen mikroorganizmalarının varlığı ve önemi

Ruminantlar (geviş getirenler), tek mideli hayvanların sindiremediği besin maddelerini retikulorumende bulunan mo populasyonu sayesinde sindirebilmektedir.

Ruminantlarda; rumen, reticulum, omasum ve abomasum’dan oluşan 4 bölmeli bir mide yapısı bulunur.

Rumen mikroorganizmaları Rumende yer alan mikroorganizma tipleri

› Bacteria› Archaea› Protozoa› Fungi› Mycoplasma› Bacteriyofajlar

Populasyondaki önemli çeşitlilik› Geleneksel kültür teknikleri

Bacteria: 22 Genus ve 68 tür Protozoa: 6 Genus and 15 tür Fungi: 3 Genus ve tür

Rumen mikroorganizmaları Bakteriler; Kok, çubuk, kokobasil ve spiral şekillilerdir. Çoğunluğunu Anaerovibrio lipolytica, Bacteroides ruminicola gibi

gram (-) bakteriler ve Ruminococcus amyloplilus, Streptococcus bovis gibi proteolitik bakteriler oluşturur.

Protozoonlar; Kamçılılar (Mastigophora) ve siliatlardan (Ciliophora) oluşur. Çoğu, anaerobik ve proteolitik özelliktedirler. Protein kaynağı olarak bakterileri tüketir ve lipid hidrolizinde rol

alırlar. Karbonhidratları bünyelerine alarak ani pH düşüşlerini önlerler. Mantarlar; Azotlu maddeleri aminoasitlere kadar parçalarlar. Oksijeni yoğunlaştırıp, rumendeki anaerobikliği sağlarlar. Neocallimastix trontalis, Piromyces communis (Chytiridiomycota)

Gerçek rumen mikroorganizmalarının özellikleri;› Anaerobik ya da fakültatif anerobik türleri vardır› Rumende bulunan ya da diğer mikroorganizmalar

tarafından kullanılan son ürünleri üretirler› Gerekli sayıları

Bakteriyel türler >106/ml

› Gözle görülebilen organizmalar 1010 – 1011 bakteri/gm (%42-44 protein) 105 protozoa/gm (%55 protein) 105 fungi/gm 109 bakteriyofaj/gm

› Geleneksel tekniklerdeki problemler

Bakteriler (Kültür teknikleri)

- Partikül bağlı bakteriyi ayırmak zordur

- Gözle görülebilir olanları sayamamak, bölünmeyen hücreler

- Koloniler hücre kümeleri tarafından meydana getirilirler

- Bazı türleri petride büyütememek

Protozoa

- Kemotaksi

- Küçük türlerin dilüsyonu

Rumen bakterilerinin sınıflandırma yöntemleri› Geleneksel

Morfoloji Şekil Boyut Gram – /+ Gruplar

Enerji kaynağı Fermantasyon son ürünleri Özel besin gereksinimleri

› İmmunolojik› Moleküler

RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphisms) 16s RNA sekans analizi PCR (Polymerase Chain Reactions)

Selülotik bakterilerin; hemiselülolitik (Prevotella ruminicola), pektinolitik (Fibrobacter succinogenes ), amilolitik (Streptococcus bovis) türleri olup, fermantasyon son ürünleri;› Sellobiyoz› Asetik asit*› Bütirik asit› CO2*› H2* Normalde bulunmazlar; › Etanol* diğer bakteriler tarafından

kullanılırlar › Suksinik asit*› Formik asit› Laktik asit*Temel son ürünler

› Metanogenik archaea Sınıfları

Serbest yaşayan Methanomicrobiales sp. Methanosarcinales sp.

Protozoa ile ilişkili Methanobrevibacter sp. Methanococcales sp.

Metan üretimi mekanizmaları Asetat ya da metanol > CH4 + CO2

CO2 + 4H2 > CH4 + H2O Formik asit + 3H2 > CH4 + 2H2O

Etkileri Enerji atığı (% 5-6) Sera gazları ATP artışı ve mikrobiyal büyüme gereksinimleri

•Rumendeki protozoonlar- Çoğu siliat - Familyalar• Isotrichidae (Holotrichs)

- Tüm vücut üzerinde siller- Genuslar

* Isotricha* Dasytricha

• Orphryscolidae (Oligotrichs)

- Ağız bölgesinde siller - Genuslar

* Entodinium* Eudiplodinium* Epidinium* Ophryoscolex

http://www.rowett.ac.uk/ercule/html/rumen_protozoa.html

Photos courtesy M. Rasmussen andS. Franklin, USDA-ARS

Protozoa hareketi

Photos courtesy M. Rasmussen andS. Franklin, USDA-ARS

Rumende protozoa’ya ihtiyaç var mı? Protozoa hayvanlar için gerekli değildir (Kommensalizm)

Protozoa’nın avantajları› Selüloz sindiriminde

artış Total selülloz

sindiriminin % 25-33’ü Mekamizmalar

Bakterilerden daha mı aktif?

Bakteriye NH3 sağlar O2 ‘i uzaklaştırır

› Nişasta ve şekerlerin daha yavaş fermantasyonu

› Daha çok VFA üretimi › konjuge linoleik asitin

(CLA) taşınımında artı ve trans-11 (18:1) yağ asidinin, duodenum et ve süte transferi

Protozoa’nın dezavantajları› Rumen proteini

devrinde artış Protein kullanımı

etkisinde azalma Artan rumen [NH3] ü

› Artan CH4 üretimi› Patojenik

bakterilerin daha çok virulent strenlerinde gelişme

Rumen mikroorganizmaları Rumen fungusları

› Türleri Neocallimastix frontalis Sphaeromonas communis Piromyces communis

› Ortaya çıkışı Doğumdan 8 – 10 gün sonra görülür Legümlere göre otlarda daha yaygın Sülfür ilavesiyle ilişkili olabilir Fonksiyon

Lif sindirimi

Rumen mikrobiyal popülasyonunun kuruluşu› Doğumda rumende hiç bakteri yok› Kuruluşun normal şablonu

GörülmePik Mikroorganizmalar5-8 saat 4 gün E. coli, Clostridium welchii,

Streptococcus bovis½ hafta 3 hafta Lactobacilli½ hafta 5 hafta Laktik asit kullanan bakteriler½ hafta 6 hafta Amilolitik bakteriler

Prevotella-6 hafta1 hafta 6-10 hafta Selülolitik ve

Metanogenik bakteriler Butyrvibrio -1 hafta Ruminococcus - 3 hafta

Fibrobacter -1 hafta1 hafta 12 hafta Proteolitik bakteriler3 hafta 5-9 hafta Protozoa- 9-13 hafta Normal popülasyon

Rumen popülasyonunun değiştirilmesi› Diyet

Yüksek yem > Yüksek pH, selüloz, hemiselüloz, şekerler > Yüksek selülolitik ve hemiselülolitik bakteriler

> Yüksek metanogenler > Yüksek protozoa

Yüksek konsanstrasyon> Düşük pH, yüksek nişasta > Düşük selülolitik ve hemiselülolitik bakteriler

> Yüksek amilolitik bakteriler > Düşük metanogenler > Düşük protozoa, öncelikle oligotrikler

› Bufferlar Yüksek yem ile aynı

› Antibiyotikler İyonoforlar (Monensin, Lasalocid, Laidlomycin)

› Mikrobiyal inokülantlar

Kaynakça

J.A. Patterson, ’’Rumen Microbiology’’, Encyclopedia of Microbiology. Academic Press, New York Vol. 3, 623-542(1992)

A. V. Garipoğlu, B.Z. Sarıçiçek, ’’Rumen Bakterileri’’ OMÜ Zir. Fak. Dergisi, 15(3): 131-137. (2000a)

J.B. Russell, J.L. Rychlik, ’’Factors That Alter Rumen Microbial Ecology’’. Ege Üniv. Zir. Fak. Yayınları No:524. (1996)

TEŞEKKÜRLER