RUMEN MİKROBİYOLOJİSİ

1. RUMEN MİKROBİYOLOJİSİ C. Saygın GÜMÜŞEL 04.08.8917

2. Ruminantlardarumen mikroorganizmalarının varlığı ve önemi • Ruminantlar (geviş getirenler), tek mideli hayvanların sindiremediği besin maddelerini retikulorumende bulunan mopopulasyonu sayesinde sindirebilmektedir. • Ruminantlarda; rumen, reticulum, omasum ve abomasum’dan oluşan 4 bölmeli bir mide yapısı bulunur.

3. Rumen mikroorganizmaları • Rumende yer alan mikroorganizma tipleri • Bacteria • Archaea • Protozoa • Fungi • Mycoplasma • Bacteriyofajlar • Populasyondaki önemli çeşitlilik • Geleneksel kültür teknikleri • Bacteria: 22 Genusve 68 tür • Protozoa: 6 Genus and 15 tür • Fungi: 3 Genusve tür

4. Rumen mikroorganizmaları • Bakteriler; • Kok, çubuk, kokobasil ve spiral şekillilerdir. • Çoğunluğunu Anaerovibriolipolytica, Bacteroidesruminicolagibi gram (-) bakteriler ve Ruminococcusamyloplilus, Streptococcusbovisgibiproteolitik 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. • Neocallimastixtrontalis, Piromycescommunis(Chytiridiomycota)

5. Gerçek rumen mikroorganizmalarının özellikleri; • Anaerobikya da fakültatifanerobik türleri vardır • Rumende bulunan ya da diğer mikroorganizmalar tarafından kullanılan son ürünleri üretirler • Gerekli sayıları • Bakteriyel türler • >106/ml • Gözle görülebilen organizmalar • 1010 – 1011bakteri/gm (%42-44 protein) • 105 protozoa/gm (%55 protein) • 105 fungi/gm • 109 bakteriyofaj/gm

6. 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

7. 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)

8. Selülotik bakterilerin; hemiselülolitik (Prevotellaruminicola), pektinolitik (Fibrobactersuccinogenes), 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

9. Metanogenik archaea • Sınıfları • Serbest yaşayan • Methanomicrobiales sp. • Methanosarcinales sp. • Protozoa ile ilişkili • Methanobrevibacter sp. • Methanococcales sp. • Metan üretimi mekanizmaları • Asetatya 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

10. Rumendekiprotozoonlar • - Çoğu siliat • - Familyalar • Isotrichidae(Holotrichs) • - Tüm vücut üzerinde siller • - Genuslar • * Isotricha • * Dasytricha • Orphryscolidae(Oligotrichs) • - Ağız bölgesinde siller • - Genuslar • * Entodinium • * Eudiplodinium • * Epidinium • * Ophryoscolex Photos courtesy M. Rasmussen and S. Franklin, USDA-ARS http://www.rowett.ac.uk/ercule/html/rumen_protozoa.html

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

12. Rumendeprotozoa’ya ihtiyaç var mı? Protozoa hayvanlar için gerekli değildir (Kommensalizm) • Protozoa’nın dezavantajları • Rumen proteini devrinde artış • Protein kullanımı etkisinde azalma • Artan rumen[NH3] ü • Artan CH4üretimi • Patojenik bakterilerin daha çok virulentstrenlerinde gelişme • Protozoa’nın avantajları • Selüloz sindiriminde artış • Totalselülloz sindiriminin % 25-33’ü • Mekamizmalar • Bakterilerden daha mı aktif? • Bakteriye NH3sağlar • O2 ‘i uzaklaştırır • Nişasta ve şekerlerin daha yavaş fermantasyonu • Daha çok VFA üretimi • konjugelinoleik asitin (CLA) taşınımında artı ve trans-11 (18:1) yağ asidinin, duodenum et ve süte transferi

13. Rumen mikroorganizmaları • Rumen fungusları • Türleri • Neocallimastixfrontalis • Sphaeromonascommunis • Piromycescommunis • Ortaya çıkışı • Doğumdan 8 – 10 gün sonra görülür • Legümlere göre otlarda daha yaygın • Sülfür ilavesiyle ilişkili olabilir • Fonksiyon • Lif sindirimi

14. Rumen mikrobiyal popülasyonunun kuruluşu • Doğumda rumende hiç bakteri yok • Kuruluşun normal şablonu GörülmePikMikroorganizmalar 5-8 saat 4 gün E. coli, Clostridium welchii, Streptococcus bovis ½ hafta 3 haftaLactobacilli ½ hafta 5 hafta Laktik asit kullananbakteriler ½ hafta 6 hafta Amilolitikbakteriler Prevotella-6 hafta 1 hafta 6-10 hafta Selülolitik ve MetanogenikbakterilerButyrvibrio-1 hafta Ruminococcus-3 hafta Fibrobacter -1 hafta 1 hafta 12 hafta Proteolitik bakteriler 3 hafta 5-9 hafta Protozoa - 9-13 hafta Normal popülasyon

15. Rumen popülasyonunun değiştirilmesi • Diyet • Yüksek yem > Yüksek pH, selüloz, hemiselüloz, şekerler > Yüksek selülolitik ve hemiselülolitik bakteriler > Yüksekmetanogenler > Yüksek protozoa • Yüksek konsanstrasyon> Düşük pH, yüksek nişasta > Düşük selülolitik ve hemiselülolitik bakteriler > Yüksek amilolitikbakteriler > Düşük metanogenler > Düşük protozoa, öncelikleoligotrikler • Bufferlar • Yüksek yem ile aynı • Antibiyotikler • İyonoforlar (Monensin, Lasalocid, Laidlomycin) • Mikrobiyalinokülantlar

16. Kaynakça • J.A. Patterson, ’’Rumen Microbiology’’, Encyclopedia of Microbiology. AcademicPress, 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, ’’FactorsThatAlter Rumen MicrobialEcology’’. Ege Üniv. Zir. Fak. Yayınları No:524. (1996)

17. TEŞEKKÜRLER 