RUMEN MKROBYOLOJS C Saygn GMEL 04 08 8917

RUMEN MİKROBİYOLOJİSİ C. 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 p. H 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) � 16 s 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 › CO 2* › H 2 * › Etanol* › Suksinik asit* › Formik asit › Laktik asit *Temel son ürünler Normalde bulunmazlar; diğer bakteriler tarafından kullanılırlar

› Metanogenik archaea �Sınıfları �Serbest yaşayan �Methanomicrobiales sp. �Methanosarcinales sp. �Protozoa ile ilişkili �Methanobrevibacter sp. �Methanococcales sp. �Metan üretimi mekanizmaları �Asetat ya da metanol > CH 4 + CO 2 �CO 2 + 4 H 2 > CH 4 + H 2 O �Formik asit + 3 H 2 > CH 4 + 2 H 2 O �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 and S. Franklin, USDA-ARS

Protozoa hareketi Photos courtesy M. Rasmussen and S. Franklin, USDA-ARS

Rumende protozoa’ya ihtiyaç var mı? Protozoa hayvanlar için gerekli değildir (Kommensalizm) � Protozoa’nın dezavantajları › Selüloz sindiriminde artış �Total selülloz sindiriminin % 25 -33’ü �Mekamizmalar �Bakterilerden daha mı aktif? �Bakteriye NH 3 sağlar �O 2 ‘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 › Rumen proteini devrinde artış �Protein kullanımı etkisinde azalma �Artan rumen [NH 3] ü › Artan CH 4 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 Görülme 5 -8 saat Pik 4 gün ½ hafta 3 hafta 5 hafta 6 hafta 1 hafta 6 -10 hafta 1 hafta 3 hafta - 12 hafta 5 -9 hafta 9 -13 hafta Mikroorganizmalar E. coli, Clostridium welchii, Streptococcus bovis Lactobacilli Laktik asit kullanan bakteriler Amilolitik bakteriler Prevotella-6 hafta Selülolitik ve Metanogenik bakteriler Butyrvibrio -1 hafta Ruminococcus - 3 hafta Fibrobacter -1 hafta Proteolitik bakteriler Protozoa Normal popülasyon

Rumen popülasyonunun değiştirilmesi › Diyet �Yüksek yem > Yüksek p. H, selüloz, hemiselüloz, şekerler > Yüksek selülolitik ve hemiselülolitik bakteriler > Yüksek metanogenler > Yüksek protozoa �Yüksek konsanstrasyon> Düşük p. H, 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. (2000 a) � J. B. Russell, J. L. Rychlik, ’’Factors That Alter Rumen Microbial Ecology’’. Ege Üniv. Zir. Fak. Yayınları No: 524. (1996)

TEŞEKKÜ RLER