جداسازی و شناسایی باکتری های تجزیه کننده تانن از دستگاه گوارش گوزن و پتانسیل آنها در بهبود ارزش تغذیه ای گیاهان غنی از تانن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد گروه علوم دامی، دانشکده علوم دامی و صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، اهواز، ایران

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد گروه علوم دامی، دانشکده علوم دامی و صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، اهواز، ایران

3 استاد گروه زیست شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز و مرکز تحقیقات علوم زیستی و بیوتکنولوژی، دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران

4 استاد گروه میکروبیولوژی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه بصره، عراق

چکیده

    این آزمایش برای جداسازی و شناسایی باکتری­های تجزیه کننده تانن از دستگاه گوارش گوزن و استفاده از این باکتری­ها در بهبود ارزش تغذیه­ای و فراسنجه­های تولید گاز برگ­های کنوکارپوس و اکالیپتوس انجام شد. جداسازی، فعالیت آنزیم تاناز و فراوری برگ­های اوکالیپتوس و کنوکارپوس با این جدایه­ها برای 10 روز انجام شد.  نتایج تشخیص ملکولی بر اساس توالی یابی DNA نشان داد که جدایه­های A1، A2، A3، A4، A5، A7، A8 و A9 با کلبسیلا پنومونیه و جدایه A6 با اسینتو باکتر شباهت داشتند.  جدایه اسینتوباکتر A6 بالاترین و کلبسیلا پنومونیه A2 پایین­ترین فعالیت آنزیمی را داشتند.  تخمیر باکتریایی، میزان تانن برگ­های کنوکارپوس و اوکالیپتوس را کاهش داد و کم­ترین مربوط به فراوری با کلبسیلا پنومونیه A7 و اسینتو باکتر بود.  فراوری باکتریایی هیچ اثری بر پتانسیل تولید گاز برگ­های کنوکارپوس نداشت اما نرخ تولید گاز افزایش پیدا کرد.  در حالی که فراوری باعث افزایش پتانسیل و نرخ تولید گاز برگ­های اوکالیپتوس شد.  بالاترین فراسنجه­های تخمیری مربوط به برگ کنوکارپوس و اوکالیپتوس فراوری شده با کلبسیلا پنومونیه A9 بود.  نتایج نشان داد که کلبسیلا پنومونیه و اسینتوباکتر به عنوان تجزیه کننده­های تانن جداسازی شده از شکمبه گوزن فراسنجه­های تخمیر برگ کنوکارپوس و اوکالیپتوس را بهبود دادند.  بنابراین این جدایه­ها برای ارتقای ارزش تغذیه­ای گیاهان حاوی تانن بالا استفاده می­شوند.

کلیدواژه‌ها


Aguilar, C. N., Cruz, M., Rodriguez,Gutierrez-Sanchez, R., Ramirez-Coronel, G., & Augur. A.C. (2004). Catechin degradation by several fungal strains isolated from Mexican desert. Journal of Microbiol Biotechnology, 14: 426-429.
Al Koaik, F., El-Waziry, AM., Khalil, A.I., Metwally, H., & Al-Mahasneh. M.A. (2014). Evaluation of Conocarpus (Conocarpus erectus) Leaves and Bermuda Grass (Cynodon dactylon L.) Using Chemical Analysis and In Vitro Gas Production Technique. Bulgarian Journal of Agriculture Science, 20: 824-829.
Allen, M.E., (2005). MacConkey agar plates protocols. American Society for Microbiology. https://www.asmscience.org/content/education/protocol/protocol.2855.
AOAC. (1990). Official method No. 984.13. In ‘Official method of analysis’. 15th edn. (Ed.KHelrich) pp. 191–201. (Association of Official Analytical Chemists Inc.: Arlington, VA).
Ausubel, F. M., Brent, R., Kingstone, R.E., Moore, D. D., Seidman, J. G., Smith, J. A., & Struhl. K. (1992). Short Protocols in Molecular Biology, Second edition. JohnWiley and Sons, New York, pp. 1–15.6.
Babaei, Y., Rouzbehan, Y., & Alipour, D. (2015). Effect of rumen bacteria from sheep adapted to a tanninferous diet on in vitro fermentation parameters of pistachio hulls using bovine inoculum. Iranian Journal of Veterinary Research, 16:357-362.
Bagheripour, E., Rouzbehan, Y., & Alipour, D. (2008). Effects of ensiling, air-drying and addition of polyethylene glycol on in vitrogas production of pistachio by-products. Animal Feed Science and Technology, 146: 327-336.
Belur, P.D., Gopal, M., Nirmala, K.R., & Basavaraj. N. (2010). Production of novel cell-associated tannase from newly isolated Serratia ficaria DTC. Journal of Microbiology and Biotechnology, 20: 732-736.
FASS. Guide for the care and use of agricultural animals in research and teaching, 3rd ed. Federation of Animal Science Societies, Champaign, IL.2010.
Hemraj, V., Diksha, S., & Avneet, G. (2013). A review on commonly used biochemical test for bacteria. Innovare Journal of Life Science, 1: 1-7.
Hiura, T., Hashidoko, Y., Kobayashi, Y., & Tahara, S. (2010). Effective degradation of tannic acid by immobilized rumen microbes of a sika deer (Cervus nippon yesoensis) in winter. Anim feed Science and Techology, 155(1):1-8.
Jadhav, U., Kadu, S., Thokal, N., Padul, M., Dawkar, V., Chougale, A., Salve, A., & Patil, M. (2011). Degradation of tannic acid by cold-adapted Klebsiella sp NACASA1 and phytotoxicity assessment of tannic acid and its degradation products.  Environmental Science Pollution R, 18: 1129-1138.
Kátia, K.S., Albuquerque, A., Wendell, W.C., Albuquerque Romero, M.P.B., Costa Juanize Matias Batista, S., Daniela, A.V., Marques, Raquel Pedrosa Bezerra, Polyanna N., Herculano Ana, Porto. L.F. (2020). Biotechnological potential of a novel tannase-acyl hydrolase from Aspergillus sydowii using waste coir residue: Aqueous two-phase system and chromatographic techniques. Biocatalysis Agriculture Biotechnology, 23: 101453.
Kohl, K. D., Stengel, A., & Dearing. M.D. (2016). Inoculation of tannin‐degrading bacteria into novel hosts increases performance on tannin‐rich diets. Environmental Microbiology, 18: 1720-1729.
Kumar, M., Beniwal, V., & Salar, R.K. (2015). Purification and characterization of a thermophilic tannase from Klebsiella pneumoniae KP715242. Biocatalysis Agriculture Biotechnology, 4(4): 745-751.
Lotfi, R., & Rouzbehan, Y. (2011). The in vitroorganic matter digestibility of pistachio hull using rumen fluid in Taleshi sheep. Iranian Journal of Animal Science, 42: 231-237 (abst.).
Makkar, H. P. S., & Becker K. (1998). Do tannins in leaves of trees and shrubs from African and Himalayan regions differ in level and activity. Agroforestem System, 40: 59-68.
Mandal, S., & Ghosh, K. (2013). Isolation of tannaseproducing microbiota from the gastrointestinal tracts of some freshwater fish. Journal of Applied Ichthyology, 29: 145-153.
Mason, C.J., Lowe-Power, T.M., Rubert-Nason, K.F., Lindroth, R.L., & Raffa. K.F. (2016). Interactions between Bacteria And Aspen Defense Chemicals at the Phyllosphere – Herbivore Interface. Journal of Chememistry Ecology, 42 (3): 193-201.
Mosleh, H., Naghiha, A., Keshtkaran, A. N., & Khajavi. M. (2014). Isolation and identification of tannin-degrading bacteria from native sheep and goat feces in Kohgiloye and Boyer-Ahmad Province.  International Journal Advantage Biological Biomedical Research, 2: 176-180.
Odenyo, A. A., Bishop, R., Asefa, G., Jamnadass, R., Odongo, D., & Osuji. P. (2001). Characterization of  tannin-tolerant bacterial isolates from East African ruminants. Anaerobe, 7: 5-15.
Orskov, E. R., & McDonald. P. (1979). The estimation of protein degradability in the rumen from incubation measurements weighted according to rate of passage. Journal of Agricultural Science, 92: 499-503.
Osawa, R. (1990). Formation of a clear zone on tannin-treated brain heart infusion agar by a Streptococcus sp. isolated from feces of koalas. Applied Environmental Microbiology, 56: 829-831.
Pepi, M., Cappelli S., Hachicho, N., Perra, G., Renzi, M.,  Tarabelli, A., Altieri, R., Esposito, A., Focardi, S. E., & Heipieper. H. J. (2013). Klebsiella sp. strain C2A isolated from olive oil mill waste is able to tolerate and degrade tannic acid in very high concentrations. FEMS Microbiology Letter, 343: 105-112.
Raghuwanshi, S., Misra, S., & Saxena. R. K. (2014). Treatment of wheat straw using tannase and white-rot fungus to improve feed utilization by ruminants. Journal of Animal Science and Biotechnology, 5:13.
Rakesh, D. D., Bhat, T. K., & Singh. B. (2000). Effect of fungal treatment on composition, tannin levels and digestibility of black locust (Robinia pseudoacacia) leaves. Journal General Applied Microbiology, 46: 99-103.
Sallam, S. M., Bueno, I. C., Nasser, M. E., & Abdalla. A. L. (2010). Effect of eucalyptus (Eucalyptus citriodora) fresh or residue leaves on methane emission in vitro. Italian Journal of Animal Science, 9, e58
SAS Institute Inc (2002). Statistical Analysis System, User’s Guide: Statistics, Version 9.1. SAS Institute Cary, NC, USA.
Sasaki, E., Shimada, T., Osawa, R., Nishitani, Y., Spring, S., & Lang. E. (2005). Isolation of tannin-degrading bacteria isolated from feces of the Japanese large wood mouse Apodemus speciosus, feeding on tannin-rich acorns. System Appliled Microbiology, 28: 358-365.
Sharma, S., Bhat, R. K., & Dawra. R. K. (2000). A spectrophotometric method for assay of tannase using rhodanine. Italian Journal of Animal Science, 279: 85-89.
‫Sharma, N.K., Beniwal V., Kumar, N., Kumar, S., Pathera, A.K., & Ray. A. (2014). Production of tannase under solid-state fermentation and its application in detannification of guava juice. Production of tannase under solid-state fermentation and its application in detannification of guava juice. Preparative Biochem Biotechnology, 44 (3): 281-290.
Sharma, D., Mal, G., Kannan, A., Bhar, R., Sharma, R., & Singh. B. (2017). Degradation of euptox A by tannase-producing rumen bacteria from migratory goats. Journal of Applied Microbiology, 123 (5): 1194-1202.
Sivashanmugam, K., & Jayaraman, G. (2011). Media optimization for extra cellular tannase production by Klebsiella pneumoniae MTCC 7162 using response surface methodology. African Journal of Microbiological Research, 5: 3611-3615.
Skene, I. K., & Brooker, J. D. (1995). Characterization of tannin acylhydrolase activity in the ruminal bacterium Selenomonas ruminantium. Anaerobe, 1: 321-327.
Smith, A. H., Zoetendal, E., & Mackie. R. I. (2005). Bacterial mechanisms to overcome inhibitory effects of dietary tannins. Microbiology Ecology, 50: 197-205.
Tahmourespour, A., Tabatabaei, N., Khalkhali, H., & Amini. I. (2016). Tannic acid degradation by Klebsiella strains isolated from goat feces. Iranian Journal of Microbiology, 8: 14.
 Tahmourespour, A., Tabatabaei, N., Khalkhali, H., & Amini, I. (2017). Study of Tannin-degrading bacteria isolated from Pistachio soft hulls and feces of goat feeding on it. Biology Journal of Microorganism, 5.
Talukdar, S., Ringø, E, & Ghosh, K. (2016). Extracellular tannase-producing bacteria detected in the digestive tracts of freshwater fishes (Actinopterygii: Cyprinidae and Cichlidae). Acta Ichthyol Piscat, 46: 201.
Tamura, K., Nei, M.J.,  & Kumar, S. (2007). MEGA4: Molecular Evolutionary Genetics Analysis (MEGA) Software version 4.0. Molecular Biological of Evolutionment, 24:1596-1599.
Van Soest, P. J., Robertson, J. B., & Lewis, B. A. (1991). Methods for dietary fiber, neutral detergent fiber and non-starch polysaccharides in relation on animal nutrition. Journal of Dairy Science, 74: 3583-3597.
Weisburg, W. G., Borns, S. M., Pelltier, D. A., & Lane. D. J. (1991). 16S Ribosomal DNA amplification for phylogenetic study. Journal of Bacteriology, 173: 697-703.