ルーメンにおけるメタン生成の制御と繊維消化の増進

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10460125
• 研究機関: 明治大学
• 研究代表者: 日野 常男 明治大学, 農学部, 教授 (50012050)
• 研究分担者: 長峰 孝文 農林水産先端技術研究所, 研究第2部, 研究職主任研究員 ; 竹中 昭雄 農林水産省, 東北農業試験場, 農林水産技官 ; 板橋 久雄 東京農工大学, 農学部, 教授 (00280991) ; 鷲尾 雄一郎 伊藤忠飼料株式会社, 総合技術研究部, 研究員(研究職) ; 田島 清 農林水産先端技術研究所, 研究第2部, 研究職研究員
• キーワード: 牛 / ルーメン / メタン生成 / フマル酸 / 硝酸塩 / サリノマイシン / メタン菌阻害剤

研究概要

ルーメンにおけるメタン生成の抑制の問題について、以下の結果を得た。
1.in vitro実験により、飼料添加物としてフマル酸を投与することによってメタン生成を減少させ、プロピオン酸生成を増加させることができることを明らかにした。フマル酸は発酵に対する阻害作用もなく、好適なメタン生成抑制剤と言える。
2.同様に、硝酸塩の添加によってもメタン生成を低下させることができるが、この場合には硝酸還元よりも亜硝酸還元の方が遅いために亜硝酸が蓄積し、亜硝酸の毒性によって発酵、特に繊維分解が抑制されることを明らかにした。しかし、硝酸塩と同時にフマル酸を添加すると、繊維分解の抑制なしにメタン生成を低下させ得ることを見出した。
3.ホルスタイン種去勢牛の飼料にサリノマイシンを添加したところ、メタン生成が20%減少しプロピオン酸生成が増加したが、乾物とNDFの消化率、およびプロトゾア数も低下した。しかし、サリノマイシンとフマル酸を併用することにより、乾物・NDFの消化率およびプロトゾア数の低下が防止できることが明らかとなった。
4.上記の牛にメタン菌阻害剤のサイクロデキストリン包接ブロモクロロメタンを添加したところ、メタン生成が95%減少した。遺伝子プローグを用いてメタン菌の検出を行なった結果、この阻害剤の添加前に4種存在したメタン菌が添加後には全く検出されなかった。

研究成果

• [文献書誌] N.Asanuma,M.Iwamoto,and T.Hino.: "Structure and transcriptional regulation of the gene encoding pyruvate formate-lyase of a ruminal bacterium,Streptococcus bovis."Microbiolgy,. 145. 151-157 (1999)
• [文献書誌] N.Asanuma,M.Iwamoto,and T.Hino.: "Effect of the addition of fumarate on methane production by ruminal microorganisms in vitro."J.Dairy sci.,. 82. 780-787 (1999)
• [文献書誌] T.Miwa,J.Umemori,T.Nagamine,K.Ogata,A.Takenaka,T.Hino.: "Differences in structure of the gene encoding H^+-ATPase between Streptococcus bovis and Ruminococcus albus."Anim. Sci.Technol.. 70. 290-296 (1999)
• [文献書誌] M.Iwamoto,N.Asanuma,and T.Hino.: "Effects of nitrate combined with fumarate on methanogenesis,fermentation,and cellulose digestion by mixed ruminal microbes in vitro."Anim.Sci.Technol.,. 70. 471-478 (1999)
• [文献書誌] T.Miwa and T.Hino.: "Influence of the concentration of K^+ ion,Na^+ ion,and ammonia on the regulation of intracellular pH in ruminal bacteria."Bull.Fac.Agr.Meiji Univ.. 120. 1-10 (1999)
• [文献書誌] 日野常男,三輪岳宏,浅沼成人,白石久仁子,北村博,溝口秀城: "肉用牛における繊維消化に及ぼすセルラーゼ標品の添加効果"日畜会報. 71. J46-J50 (2000)
• [文献書誌] A.Takenaka,C.G.D'Silva,H.Kudo,H.Itabashi,and K.J.Cheng.: "Molecular cloning,expression,and characterization of an endo-β-1,4-glucanase cDNA from Epidinium caudatum."J.Gen.Appl.Microbiol.. 45. 57-61 (1999)
• [文献書誌] 小林剛,佐藤博,西口靖彦,板橋久雄: "ルーメンバイパスアミノ酸・脂肪の飼料添加が乳生産、ルーメン発酵および血漿成分に及ぼす影響"畜試研究報告. 59. 17-23 (1999)
• [文献書誌] 高橋強,エンデルバヤル,神田修平,板橋久雄,原浩司,三國克彦,原耕三: "牛のルーメンからのメタン放出に及ぼすサイクロデキストリン包接化合物の影響"関東畜産学会報. 49. 7-8 (1999)
• [文献書誌] K.Tajima,R.I.Aminov,T.Nagamine,K.Ogata,M.Nakamura,H.Matsui,and Y.Benno.: "Rumen bacteria diversity as determined by sequence analysis of 16S rDNA libraries."FEMS Microbiol.Ecol.. 29. 159-169 (1999)
• [文献書誌] M.Nakamura,T.Nagamine,K.Ogata,K.Tajima,R.I.Aminov,and Y.Benno.: "Sequence analysis of small cryptic plasmids isolated from Selenomonas ruminantium S20."Current Microbiol.. 38. 107-112 (1999)
• [文献書誌] K.Ogata,R.I.Aminov,K.Tajima,M.Nakamura,H.Matsui,T.Nagamine,and Y.Benno.: "Construction of Prevotella ruminicola-Escherichia coli shuttle vector pRAM45 and transformation of P.ruminicola strains by electroporation."J.Biosci.Bioengineer.. 38. 316-318 (1999)
• [文献書誌] K.Ogata,T.Sekizaki,R.I.Aminov,K.Tajima,M.Nakamura,H.T.Nagamine,H.Matsui,and Y.Benno.: "A small cryptic plasmid from Ruminobacter amylophilus NIAH-3 possesses functional mobilization properties."FEMS Microbiol.Lett.,. 181. 41-48 (1999)