ルーメン細菌の亜硝酸還元能の増強

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13660273
• 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)
• キーワード: ルーメン微生物 / 硝酸・亜硝酸還元 / メタン抑制 / Selenomonas ruminantim / Veillonella parvula / Wolinella succinogene / メタン生成菌 / 競合PCR

研究概要

1.競合PCR法によって見積もったルーメン内における硝酸還元菌の存在数
主要なルーメン菌の中で硝酸・亜硝酸還元能をもつことが知られているSelenomonas ruminantium、Veillonella parvula、およびWolinella succinogenesがヤギのルーメン内にどれ位の数で存在するかを調べた。これらの3菌の中でS.ruminantiumが最も多数存在し、V.parvula、およびW.succinogenesの数は非常に少なかった。しかし、後者の2菌の数は高濃厚飼料(低硝酸含量)を給与した場合よりも、高粗飼料(高硝酸含量)を給与した場合の方が多い傾向があった。そこで、高濃厚飼料に硝酸塩を添加したところ、両菌の数は明らかに増加した。従って、これら2菌の数は硝酸の増加によって増加すると考えられた。
2.硝酸還元ルーメン菌の硝酸・亜硝酸還元能、並びにメタン生成に及ぼす硝酸還元菌の影響
上記の3種の硝酸還元ルーメン菌は硝酸および(または)亜硝酸の還元と共役した電子伝達リン酸化によるATP獲得機構を持ち、しかも亜硝酸の毒性に対する耐性が高いことが明らかとなった。従って、硝酸の存在下では他のルーメンバクテリアよりも有利に増殖すると考えられた。それ故、硝酸含量の高い飼料の給与により、これらの硝酸還元菌、特にW.succinogenesの数が増加すると考えられた。一方、メタン生成反応はバクテリア全般の増殖を阻害しないような低濃度の亜硝酸によっても阻害された。つまり、亜硝酸はメタン生成を特異的に阻害することが判明した。従って、ルーメン内における硝酸還元菌の数を増加させれば、発酵を阻害しない程度の亜硝酸の作用と硝酸・亜硝酸還元による電子の消費により、H_2を蓄積させることなくメタン生成を抑制することができると考えられる。

研究成果

• [文献書誌] Narito Asanuma, Tsuneo Hino: "Presence of Butyrivibric fibrisolvens in the digestive tract of dogs and cats, and its contribution to butyrate production"The Journal of General and Applied Microbiology. 47. 313-319 (2001)
• [文献書誌] Narito Asanuma, Tsuneo Hino: "Molecular characterization and expression of pyruvate formate-lyase-activating enzyme in a ruminal bacterium, Streptococcus bovis"Applied and Environmental Microbiology. 68. 3352-3357 (2002)
• [文献書誌] Narito Asanuma, Tsuneo Hino: "Numbers of nitrate-reducing bacteria in the rumen as estimated by competitive PCR"Animal Science Journal. 73. 199-205 (2002)
• [文献書誌] Miwa Iwamoto, Tsuneo Hino: "Ability of Selenornonas ruminantium, Veilonella parvula, and Wolinella succinogenes to reduce nitrate and nitrite with special reference to the suppression of ruminal methanogenesis"Anaerobe. 8. 209-215 (2002)
• [文献書誌] 福田真嗣, 日野常男: "イヌおよびネコの糞便からの共役リノール酸生成菌の単離"日本ペット栄養学会誌. 5. 70-78 (2002)
• [文献書誌] Narito Asanuma, Tsuneo Hino: "Fructose bisphosphate aldolase activity and glycolytic intermediate concentrations in relation to lactate production in Streptococcus bovis"Anaerobe. 8. 1-8 (2002)
• [文献書誌] Narito Asanuma, Tsuneo Hino: "Gastrointestinal Microbiology in Animals"Scott A.Martin. 27 (2002)