in vitro 急性ルーメンアシドーシスチャレンジ中の直接給餌微生物としての Megasphaera elsdenii および Saccharomyces cerevisiae

Scientific Reports volume 12、記事番号: 7978 (2022) この記事を引用

1602 アクセス

4 引用

3 オルトメトリック

メトリクスの詳細

この研究は、肉牛の最終飼料における直接給餌微生物（DFM）としての出芽酵母とメガスファエラ・エルスデニの効果を、in vitroで急性ルーメン乳酸アシドーシスを軽減するために評価することを目的としました。 デュアルフロー連続培養システムを使用しました。 治療は対照であり、DFM はありませんでした。 YM1、S. cerevisiae および M. elsdenii 株 1; YM2、S. cerevisiae および M. elsdenii 株 2; 各 DFM 用量の濃度は 1 × 108 CFU/mL でした。 4 つの実験期間はそれぞれ 11 日間続きました。 非酸性日（1～8日目）の飼料には、飼料と濃縮物の比率が50:50で含まれていました。 チャレンジ日（9 ～ 11 日目）の飼料には、飼料と濃縮物の比率が 10:90 で含まれていました。 急性ルーメンアシドーシスの確立に成功しました。 処理間で、pH、d-、l-、または総乳酸塩の差異は観察されませんでした。 DFMを含む治療ではプロピオン酸が増加しました。 窒素代謝に関しては、YMM 処理によりタンパク質の分解と微生物のタンパク質合成が減少しました。 NH3-N 濃度に対する治療効果は観察されませんでした。 しかし、第一胃細菌による窒素利用効率は攻撃期間中 80% 以上であり、攻撃が進行するにつれて NH3-N 濃度は約 2 mg/dL に減少しました。

急性ルーメンアシドーシスは反芻動物の主要な消化器疾患であり、依然として肉牛産業が直面する最大の課題の 1 つです1、2、3。 繊維質炭水化物の消費量の減少に伴う急速発酵性炭水化物の消費量の急激な増加（飼養場への入場や選別行動時など）は、第一胃発酵の不均衡を引き起こします1,4。 第一胃内では、急速に発酵可能な炭水化物が揮発性脂肪酸 (VFA) と乳酸に変換されます。 これらの酸の代謝、吸収、流出は、その生成量を超えることはできません3。 したがって、酸、特に乳酸の蓄積により第一胃の pH が 5.2 未満に低下し、第一胃の発酵が損なわれる可能性があります 2。

乳酸は、ルーメン内で見られる他の VFA と比較して強い酸であり（pKa はそれぞれ 3.9 対 4.9）、乳酸を代謝するルーメン細菌（例：メガスファエラ エルスデニ）は、乳酸を生成する細菌（例： 、ウシ連鎖球菌；Nocek、1997年；RussellおよびRychlik、2001年）。 したがって、急性ルーメンアシドーシスを克服するための 1 つの選択肢は、乳酸を代謝できる微生物飼料添加物を補充することによってルーメン内の未解離乳酸を減らすことです。 Saccharomyces cerevisiae は、第一胃内の未解離乳酸の蓄積を減少させるために研究されている主要な直接栄養微生物 (DFM) です5。 第一胃発酵を調節するための DFM として S. cerevisiae を使用した研究のメタ分析で、Desnoyers ら 6 は、S. cerevisiae が第一胃乳酸濃度を低下させ、乾物摂取量 (DMI)、第一胃 pH、OM 消化率、および VFA を増加させると報告しました。さまざまな種類の反芻動物。 S. cerevisiae は酸素除去を通じて第一胃内環境の低下を促進するため、第 1 胃内での線維分解性細菌の増殖と繊維発酵による急性第一胃アシドーシスは、S. cerevisiae の補給により軽減される可能性があります 5。 S. cerevisiae は乳酸の代謝に寄与しますが、急性第一胃アシドーシス中の未解離乳酸の濃度により、第一胃環境を効果的に改善するには複数の DFM が必要になる場合があります。

考えられる組み合わせとしては、M. elsdenii7、Selenomonas ruminantium8、Propionibacterium freudenreichii9 など、ルーメン内に既に存在する細菌を利用する乳酸の使用が含まれる可能性があります。 具体的には、M. elsdenii が最も有望である。なぜなら、この細菌はすでに第一胃内で主要な乳酸利用細菌であり、通常の条件下でプロピオン酸への乳酸発酵全体の最大 80% を占めるからである10。 Megasphaera elsdenii は、M. elsdenii によって乳酸がグルコースよりも約 6 倍の速さで発酵するため、後者が枯渇するまで乳酸を発酵させることが報告されています 11,12。 したがって、この細菌は、急性ルーメンアシドーシス中に使用される強力な DFM 候補となります。 M. elsdenii の一部の株はアシドーシスを予防するための DFM として特許を取得しています 13,14 にもかかわらず、急性ルーメンアシドーシス状態の改善に成功した株は他にほとんどありません 15,16。

したがって、この研究の目的は次のとおりでした。(1) デュアルフロー連続培養システムで急性ルーメン乳酸アシドーシスを誘導する。 (2) 急性ルーメン乳酸アシドーシス条件下での DFM として、新たに分離された M. elsdenii の 2 株 (急性アシドーシス下の肉牛のルーメンから分離) と組み合わせて S. cerevisiae を給餌した場合の効果を評価する。 この仮説は、デュアルフロー連続培養発酵槽に供給される飼料を突然変更することによって、急性ルーメンアシドーシスシナリオをインビトロで首尾よく誘導できるというものであった。 2 番目の仮説は、S. cerevisiae と両方の M. elsdenii 株の組み合わせにより、この食餌変更 (チャレンジ) 中の乳酸蓄積が大幅に減少し、第一胃発酵が改善されるというものでした。 ここでは、第一胃アシドーシスをシミュレートするモデルを提示し、そのような困難な状態を改善するための DFM の考えられる効果を評価する方法について説明します。

最近発表された 155 件の論文を含むメタ分析では、生体内条件と比較した場合のデュアルフロー連続培養システムの健全性が実証されています 17。 したがって、研究の目標の 1 つは、デュアルフロー連続培養発酵槽における急性ルーメン アシドーシスのシナリオを作成することでした。 この方法論は健全であるにもかかわらず、生体内での応用を提案する前に、発見を慎重に検討する必要があります。 一方、このシステムは、生体内では実現不可能な飼料摂取量とルーメン希釈率（液体と固体の流れの両方）の正確な制御を可能にするため、このような影響を分離して、この栄養障害をより適切に評価することができます。 文献の主要なレビューは、急性ルーメンアシドーシスの許容可能な pH 閾値とみなされる点で異なりますが (Owens ら 1 では pH < 5.2、Nagaraja および Titgemeyer では pH < 5.0 2)、急性ルーメン アシドーシスが特徴付けられているという点ではコンセンサスがあります。発生状況だけでなく、pH が通常の発酵条件を下回る程度 (1 日の平均 pH < 5.8) によっても異なります 2,18,19。 図 1 では、食餌を変更した日に pH が亜急性ルーメン アシドーシス (SARA) 状態に達し、攻撃期間の 1 日目と 2 日目に閾値 5.2 に達したことが示されています。 平均pH、pH 5.2下での時間、およびpH 5.2下での面積は、攻撃期間を通じて通常の発酵条件（pH < 5.6）を下回り、攻撃に対して1日目および2日目はアシドーシス条件に留まりました。 これらは、in vivo モデルと比較してデュアルフロー連続培養システムにおける重要な指標です。なぜなら、これらは問題への長期曝露を表しており、in vivo ではかなりの生理学的反応を促進する可能性があるからです 1,2,20。 全体として、YMM治療は、チャレンジと比較して1日目と2日目の終わりまでに急性および亜急性ルーメンアシドーシスpHの閾値を数値的に克服した唯一の治療であるにもかかわらず、急性ルーメンアシドーシス状態の改善に対する有意な相互作用または治療効果はありませんでした。 M. elsdenii の代謝は基質濃度よりも pH によってより制御されることが報告されている 21 ことを考えると、混合 YMM がこのメカニズムをわずかに下方制御し、そのような条件でよりよく機能した可能性があります。

朝の給餌後の発酵 pH、曲線下面積 (AUC)、および各期間の 8、9、10、および 11 日目の SARA および pH 5.2 未満での時間の動態。日 - 1、0、1、および2 課題に関連して。 7日目をモデルの共変量として使用しました。 すべての治療には同じ基礎食が与えられました（1 mL の各 DFM を 1 × 108 cfu/mL で 1 日あたり適用しました）。 処理は次のとおりでした。対照、DFM を含まない添加剤の担体。 YM1、S. cerevisiae および M. elsdenii 株 1; YM1、S. cerevisiae および M. elsdenii 株 2; YMM、S. cerevisiae および M. elsdenii 株 1 (1/2 用量) および株 2 (1/2 用量)。 統計的差異は、P ≤ 0.05 で宣言されるか、P > 0.05 および < 0.10 の場合は異なる傾向として宣言されました。

アシドーシスの課題を改善する効果がないことを考えると、研究で使用されたS. cerevisiaeおよびM. elsdeniiの新株は、おそらく発酵中に乳酸濃度を低下させるのに効率的ではなかった。 本研究で使用した M. elsdenii 株は、急性第一胃アシドーシス中に第一胃から分離されました。 したがって、これらの株はそのような状態を改善すると予想されました。 M. elsdenii が乳酸濃度の低下に効果的ではなかった理由は、in vivo で報告されているように、M. elsdenii の集団が第一胃液に定着するのが難しいためである可能性があります 22。 過去の研究では、M. elsdenii は第一胃から分離されたとしても、おそらく宿主特異性のため、第一胃内にうまく定着しない可能性があると報告されています 23。 今回の研究は in vitro で行われたため、攻撃前の期間のマイクロバイオームは変化に強いダイナミクスを確立していた可能性があります。 さらに、天然微生物叢との基質の競合により、M. elsdenii および S. cerevisiae が他の細菌群と基質をめぐって競合するため、生存の可能性が低下する可能性があります 24。 元の微生物集団は、テストされた DFM などの他の集団の増殖を妨げた可能性があります。 M. elsdenii の個体群が確立されなかったもう 1 つの要因は、発酵槽への投与頻度であった可能性があります。 Weimer et al.22では、異なる投与時間を試験し、M. elsdenii 株を 5 日間に 4 回投与した場合でも、M. elsdenii 株は注入後に元の低いルーメン内濃度に急速に戻りました。 この問題を回避するために、我々の研究では DFM を 1 日 2 回投与しましたが、それでも理想的ではなかった可能性があります。 最後に、他の微生物も第一胃内で第一胃乳酸を代謝する可能性があり、急性第一胃アシドーシス状態では、その代謝に対する M. elsdenii と S. cerevisiae の寄与が過大評価されている可能性があることを認識することが重要です 2,3,21。

この研究では日による一貫した影響が見られました。 急性アシドーシス状態のほとんどは、攻撃開始からわずか 1 日後に確立されました [攻撃から 1 日目と 2 日目 (図 1)]。 食餌変更から 1 日後に酸性条件が確立されるのには、いくつかの理由が考えられます。まず、デュアルフロー連続培養システムの利点の 1 つは、発酵槽から出る液体と粒子の流量を正確に制御できることです。 （例：第一胃モデル）。 この流量は、報告されている肉牛の第一胃の仕上げ希釈率に基づいて選択しました。 このシステムは、特定の動物モデルに基づいて生体内条件を模倣するために消化物の流量を正確に制御しますが、このような正確な制御により、そのような課題をより速くまたはより遅く受ける可能性のある個々の動物への影響も最小限に抑えます。 利点は、飼料摂取量と消化器流量を制御することにより、第一胃機能を隔離できることです。これは私たちの主な目的であり、生体内では行うことができません。 したがって、生体内モデルと同様に、治療に対する反応は、飼料摂取量、消化物の流量、環境およびその他の要因の変化により変動する可能性があります。ここでは、急性ルーメンアシドーシスのシナリオでこれらの治療を分離し、独自にテストすることができました。 。 2 番目の理由は、非酸性食餌による発酵残留物中の NDF 残留物の存在による希釈効果に関するものです (表 1)。 食事性 NDF は、より大きな咀嚼活動とルーメンの緩衝能力に関連していますが 19,25,26、この研究で使用されたシステムでは、実験全体を通じて人工唾液の連続注入が行われていました。 したがって、これらの条件が、チャレンジの初日でもまだマットが観察されていたことに寄与した可能性があります。 このマットは、構造的炭水化物の分解を最適化できる、pH を高めた微小環境として機能します25。 マットは、攻撃に対して 0 日目には見えましたが、1 日目と 2 日目には見えませんでした (補足図 1 および 2 を参照)。

食餌変更翌日のアシドーシス条件の確立について考えられるもう 1 つの説明は、総乳酸濃度のピークがいつ起こるかということです。これは、攻撃日間の小さな差にもかかわらず、攻撃日と比べて主に 1 日目に観察されましたが、そうではありませんでした。 0日目（図2）。 以前の文献に基づくと、第一胃アシドーシスの攻撃中に、非構造炭水化物を乳酸に発酵させる細菌（例えば、乳酸生成細菌）は、好ましい条件が与えられれば急速に繁殖すると予想される 27,28。 一方、乳酸をプロピオン酸などの他の VFA に発酵させる細菌 (乳酸を利用する細菌など) は、第一胃内でより長い倍加時間がかかると予想されます 27,29。 これらの細菌グループ間の同期の欠如により、乳酸塩（解離しないとより強い酸）が蓄積され、その結果、pH が低下します2。 細菌が代謝を上方制御して測定可能な変化を生み出すために、増加した基質に適応する必要がある可能性があり、それがそのような条件の確立の遅れを説明できる可能性があります。 さらに、今回の結果は、発酵中に乳酸生成細菌が増加した可能性があるにもかかわらず、総 VFA 濃度 (図 3) が攻撃日全体にわたって低下したことを示唆しています。これは、攻撃が進行するにつれて細菌群間の同調性がさらに欠如していることを示しています。

各期間の8、9、10、および11日目の朝の給餌後のd-乳酸、l-乳酸、および総乳酸濃度の動態は、攻撃に対する相対的な日-1、0、1、および2を表します。 7日目をモデルの共変量として使用しました。 すべての治療には同じ基礎食が与えられました（1 mL の各 DFM を 1 × 108 cfu/mL で 1 日あたり適用しました）。 処理は次のとおりでした。対照、DFM を含まない添加剤の担体。 YM1、S. cerevisiae および M. elsdenii 株 1; YM1、S. cerevisiae および M. elsdenii 株 2; YMM、S. cerevisiae および M. elsdenii 株 1 (1/2 用量) および株 2 (1/2 用量)。 統計的差異は、P ≤ 0.05 で宣言されるか、P > 0.05 および < 0.10 の場合は異なる傾向として宣言されました。

各期間の 8、9、10、11 日目の朝の給餌後の揮発性脂肪酸 (VFA) 濃度の動態。チャレンジに対する 1、0、1、2 日目を表します。 7日目をモデルの共変量として使用しました。 すべての治療には同じ基礎食が与えられました（1 mL の各 DFM を 1 × 108 cfu/mL で 1 日あたり適用しました）。 処理は次のとおりでした。対照、DFM を含まない添加剤の担体。 YM1、S. cerevisiae および M. elsdenii 株 1; YM1、S. cerevisiae および M. elsdenii 株 2; YMM、S. cerevisiae および M. elsdenii 株 1 (1/2 用量) および株 2 (1/2 用量)。 統計的差異は、P ≤ 0.05 で宣言されるか、P > 0.05 および < 0.10 の場合は異なる傾向として宣言されました。

興味深いことに、デュアルフロー連続培養システムは発酵最終産物を同じ速度で除去するため、発酵最終産物の濃度はこれらの最終産物の生産と同様であると予想されます。 したがって、このシステムにより、アシドーシス条件下での乳酸異性体の生成をより深く理解することができます。これは、d-乳酸と比較して l-乳酸の方が多いと考えられています 30。 乳酸生成のピーク中（攻撃に対して1日目）、対照治療では、d-乳酸濃度よりもl-乳酸濃度が高かった（図2）。 しかし、DFM を含む処理では逆のパターンが見られ、d-乳酸濃度が l-乳酸濃度よりも高かった。 乳酸濃度の相互作用や治療効果は観察されませんでしたが、データは、DFM を含む治療では対照と比較して乳酸の生成がより多く、より長く続いたことを示唆しています。これは主に d-乳酸の生成が多かったためです。 Harmon et al.31 によれば、l-乳酸は d-乳酸に比べて第一胃内での吸収率が高い可能性があり、発酵中にその比率が逆転すると後者が蓄積し、生体内での pH に悪影響を与える可能性があることを示唆しています。設定。 注意することが重要です。 しかし、乳酸は、特に第一胃アシドーシス状態において第一胃の pH に影響を与える重要な成分であり 2,21、他の第一胃 VFA と比較して酸が強いにもかかわらず（乳酸の pKa = 3.9 対第一胃 VFA = 4.9）、我々はより高い値を期待した。私たちの研究ではこの代謝産物の濃度を調べました。 したがって、飼料摂取量、消化物の流量、唾液量、尿素リサイクル率の変化などの他の要因を分離するこのシステムで発見された乳酸の全体的な低濃度は、乳酸が急性ルーメンアシドーシスに寄与している可能性があることを示唆しています。以前の in vivo 研究では過大評価されており、さらなる研究が必要です。

乳酸濃度に対する処理効果がないにもかかわらず、最終酢酸濃度はDFM処理と比較して対照の方が高かったが、プロピオン酸濃度ではその逆が起こった(表2)。 酢酸とプロピオン酸の比率は、DFM を含めることによっても影響を受け、他の処理と比較して対照が最も大きな比率を示しました。 実際、現在の研究の治療には、乳酸をVFA、特にプロピオン酸に代謝するという目標がありました10,32。 ただし、スナップショット収集中に乳酸濃度には処理の効果が観察されず（図 2）、酢酸およびプロピオン酸の濃度にはわずかな効果が観察されたため、これらの処理は乳酸濃度の低下とプロピオン酸の生成に対して軽度の効果しかなかったと考えられます。チャレンジ中（図3）。

デュアルフロー連続培養発酵槽で研究すべきもう 1 つのユニークな特徴は、第一胃の NH3-N 濃度から尿素リサイクルの影響を分離できる可能性です。 このシステムでは、人工唾液による一定速度の尿素注入を通じて尿素リサイクルがシミュレートされました。 したがって、発酵中のNH3-N濃度の変化は、尿素のリサイクル速度の変化によるものではありませんでした。 ここでは、食餌を切り替えると、NH3-N 濃度の変化が観察され、非酸性食餌の 5 ～ 10 mg/dL から、0 日目には 3 ～ 8 mg/dL、その後は 1 ～ 3 mg/dL の範囲になりました。アシドーシス条件が確立された後の dL (1 日目と 2 日目、図 4)。 Satter と Slyter33 によると、微生物の発酵が進行するには、最低 2 mg の NH3-N/dL が必要です。 通常の発酵条件を下回るアンモニア N 濃度レベルでは、タンパク質合成や一部の微生物 (線維分解性細菌など) の増殖が低下する可能性があります 33。 この研究では第一胃微生物による窒素利用効率は高かったが（80%以上、表3）、低pH条件で繁殖する乳酸産生細菌（LAB）などの一部の微生物2は、NH3-N利用効率が向上している可能性がある。タンパク質の合成に。 このような条件下で生育が損なわれている可能性のある微生物は、LAB 細菌からの乳酸に比べて弱い VFA (酢酸や酪酸など) を生成するため、尿素のリサイクル率の増加は、以前の微生物集団の生育を維持するために不可欠であると考えられます。 。 in vivo 環境では、第一胃内の低い NH3-N 濃度は、理論的には、唾液と血液を介した尿素再利用の増加によって補われると考えられます 34,35。 これらの発見は、尿素リサイクルの急速な増加を引き起こす動物のバリエーションには、急性ルーメンアシドーシスのリスクが高いことを示す可能性があることを示唆しています。 さらに評価する価値のある状態です。

各期間の 8、9、10、11 日目の朝の給餌後の NH3-N 濃度の動態は、チャレンジに対する 1、0、1、2 日目を表します。 7日目をモデルの共変量として使用しました。 すべての治療には同じ基礎食が与えられました（1 mL の各 DFM を 1 × 108 cfu/mL で 1 日あたり適用しました）。 処理は次のとおりでした。対照、DFM を含まない添加剤の担体。 YM1、S. cerevisiae および M. elsdenii 株 1; YM1、S. cerevisiae および M. elsdenii 株 2; YMM、S. cerevisiae および M. elsdenii 株 1 (1/2 用量) および株 2 (1/2 用量)。 統計的差異は、P ≤ 0.05 で宣言されるか、P > 0.05 および < 0.10 の場合は異なる傾向として宣言されました。

同様に、チャレンジ期間中の窒素の利用可能性が低いことにより、M. elsdenii による基質利用パターンが変化した可能性があります12,21,22。 M. elsdenii はグルコースよりも乳酸を速く発酵させますが、この細菌は乳酸よりもグルコースでの増殖収率が高いことが報告されています 12。 窒素の利用可能性が低いことと相まって、基質発酵パターンの変化も今回の研究で起こった可能性があり、アシドーシスの改善に対する M. elsdenii の有効性が減少し、発酵中の未解離乳酸負荷が減少した。

DFM が栄養素の消化率を向上させるかどうかを理解するために、発酵からの栄養素の流出も測定されました。 栄養素の流出を表 1 に示します。 相互作用や治療効果は観察されませんでした。 デンプンの流出を除いて、他のすべての栄養素は、おそらく攻撃日の最初の数時間に存在する非酸性食餌の残留により、1日の影響を及ぼしました（データは示されていません）。 非繊維性炭水化物はルーメン内で急速に分解されることが予想されるため、デンプンの流れに 1 日の影響が及ばないことは予想されていました 1,2。 DM、OM、および CP では、0 日目の流出が最も大きかったのに対し、NDF と ADF では、チャレンジ日中に流出が継続的に減少しました。 微生物の DM、OM、CP、およびグリコーゲンの流出は、0 日目と比較して 1 日目と 2 日目で高かった。これはおそらく、より容易に発酵可能な炭水化物が利用可能であったため N 利用効率が高かったためであると考えられる。 YMM 処理を使用すると、真の CP が大きくなり、発酵からの微生物の OM および CP の流出が減少する (表 1) だけでなく、微生物の効率が低下する (表 3) ことからわかるように、CP 消化率が低下するパターンが見られました。 第一胃の窒素代謝に対する乳酸利用細菌の影響についての文献はほとんどありません。 しかし、これらの新しい M. elsdenii 株は、酸性ルーメンから最近抽出および培養されたため、まださらに評価されていないため、考えられる説明としては、他の細菌グループが利用する基質に対するこれらの株の競合が考えられます。 これらの新しい菌株は、他の細菌グループとタンパク質をめぐって競合した可能性があります。 おそらく、この治療によりタンパク質分解が減少したことを説明していると考えられます。 さらに、酵母を使用しない（または酵母のみ）治療を受けると、M. elsdenii 単独の特異的な効果、さらにはそれらがどのように相互に補完し合うかについて、より明確な画像が得られます。 しかし、現在の研究の限界を考慮すると、これは評価されておらず、さらなる研究が保証されています。

結論として、この研究は、デュアルフロー連続培養発酵槽で長期間にわたって発酵 pH が 5.2 未満に低下することから示されるように、in vitro での急性ルーメン アシドーシスの誘発に成功しました。 さらに、動物の個体差により生体内で単離できない因子を単離することにより、急性ルーメンアシドーシスの発症をより明確に評価し、生体内では観察されにくい潜在的な知識のギャップを示唆することができました。 DFM 処理では、対照とは異なる乳酸生成パターンが見られました。 発酵中に、l-乳酸よりも多くのd-乳酸が生成されました。 治療により、チャレンジ中にプロピオン酸の穏やかな増加が促進されましたが、乳酸濃度の低下は観察されませんでした。 今回の研究では乳酸濃度が予想よりも低かったため、このデータは、乳酸以外の要因が急性ルーメンアシドーシスの発症において以前に報告されているよりも重要である可能性があることを示しています。 この in vitro システムでは、欠乏に近い NH3-N 濃度の低下を観察することができました。 この状況は、尿素再循環の刺激により生体内で常に観察されるとは限らず、急性ルーメンアシドーシスの発症の一部である可能性が非常に高くなります。 最後に、我々の研究でテストしたDFMには大きな効果がなかったにもかかわらず、DFMとして使用されたすべての微生物を含むYMMの混合物はタンパク質の分解を減少させ、発酵の最終日までに課題を克服する唯一の治療法でした。 急性ルーメンアシドーシスにおける窒素の重要性に関するこの研究で報告された発見は、肉牛および乳牛産業におけるそのような関連する栄養障害の改善を目的とした将来の研究で考慮する必要がある可能性のある乳酸以外の他の重要な要因を改めて浮き彫りにしました。

研究でルーメン液のドナーとして使用された動物を含むすべての実験手順は、フロリダ大学施設内動物管理使用委員会 (IACUC #202009849) によって承認されたプロトコールに基づいて実施されました。 さらに、すべての方法は IACUC のガイドラインおよび規制に従って実行されました。 以下の研究は、ARRIVE ガイドラインに従って報告されています。

Hoover ら 36 によって開発され、Del Bianco Benedeti ら 37、Silva ら 38、Paula ら 39 によって改良されたものと同様の 8 台のデュアルフロー連続培養発酵槽 (1820 mL) が研究で使用されました。第一胃発酵をシミュレートします。 各発酵槽は実験ユニットとみなされ、複製された 4 × 4 のラテン方陣設計で配置されました。 実験期間は 4 つあり、各期間は 11 日間の発酵で構成されていました。 1～8日目には急性ルーメンアシドーシスを引き起こさない食餌（非アシドーシス食）を与え、9～11日目には発酵槽に高穀物食（チャレンジ食）を与えることにより、発酵槽内で急性ルーメンアシドーシス状態を作り出しました。食事) 酸性状態を促進します。 どちらの飼料も、仕上げ用の去勢牛の飼料と同様に配合されており 19、表 4 に示します。

食餌を切り替える 1 日前 (8 日目)、実験処理 (直接給餌された微生物) を朝の給餌時間とその後 11 日目までの毎回の給餌時間に発酵槽に注入しました。 処理は、使用した担体のみを含む対照でした。すべての処理（15% グリセロールを含む水溶液）。 YM1、キャリアに S. cerevisiae および M. elsdenii 株 1 を加えたもの。 YM2、キャリアに S. cerevisiae および M. elsdenii 株 2 を加えたもの。 キャリアに S. cerevisiae と M. elsdenii 株 1 および株 2 の用量の半分を加えた YMM。各 DFM 用量の濃度は 1 × 108 CFU/mL でした。 すべての処理とその組成を表 5 に示します。

実験全体を通して使用された食物成分は、同じバッチの飼料から取得され、その後同じ日に粉砕されました。 Wiley Mill (ペンシルバニア州フィラデルフィアの Arthur H. Thomas Co.) を使用して成分を粉砕して 2 mm のふるいを通過させ、各成分から 500 g のサブサンプルを粉砕して化学分析用に 1 mm のふるいを通過させました。 。 すべての食品成分は、温度と湿度が管理された環境で適切に保管されました。 給餌時間ごとに、飼料成分を別々に計量し、密閉したビニール袋（14 × 8 cm）に保管することにより、各発酵槽用に飼料を個別に調製しました。

平均体重 630 kg で、永続的な 10 cm の第一胃カニューレ (Bar Diamond, Inc.、アイダホ州パルマ) を装着した 3 頭のブラックアンガス去勢牛を、第一胃内容物のドナーとして使用しました。 動物は、最初の採取の 2 週間前から研究終了まで、発酵槽に与えられる同じ非酸性飼料で飼育されました。 接種当日、朝の給餌から 2 時間後に、カニューレを挿入した 3 頭の去勢牛すべてから第一胃内容物を第一胃の前部、後部、尾部、および腹部の領域から収集しました。 第一胃の内容物を、4 層のチーズクロスを通して濾し、あらかじめ温めた断熱容器に移し、実験室 (約 5 分離れたところ) に持ち込みました。 研究室では、すべての動物のルーメン内容物を発酵槽に接種する前に均等に均質化しました。 次いで、第一胃の内容物を、流出限界まで予熱した発酵槽に注入した。 発酵条件は、発酵槽を１００ｒｐｍの撹拌、温度３９℃、発酵内容物および発酵槽のヘッドスペースへのＮ２注入量２００ｍＬ／分のＮ２に設定することによって維持した。

食餌とは無関係に、発酵槽には 1 日あたり 107 g の DM を 2 回の食事 (7:00 と 21:00) に等分して与えました。 人工唾液は Weller and Pilgrim40 に従って調製され、第一胃発酵の緩衝液として発酵槽に連続的に注入されました。 第一胃内での尿素の再循環をシミュレートするために、尿素を人工唾液に 0.4 g/L の割合で添加しました。 デュアルフロー連続培養システムでは、発酵槽からの第一胃内容物の通過速度を事前に決定できるため、希釈速度は 10%/h の速度に設定され、固形物の通過速度は 5%/h の速度に設定されました。 %/h; すべて発酵槽の容積に基づいており、牛去勢牛の仕上げ処理で観察される容積と同様です。 これらの速度は 2 つのメカニズムによって調整されました。(1) 人工唾液 (液体部分) を飼料 (固体部分) とともに蠕動ポンプを介して発酵槽に連続注入します。 (2) 2 つのポートを介した発酵内容物の連続出力。最初は、別の蠕動ポンプによって発酵槽容積の 5%/h の速度で発酵槽から濾過された発酵液 (500 μm ワイヤーメッシュ) を除去します。 2 つ目は、メカニズム 1 と発酵槽からの濾過された発酵液の除去との違いから、発酵内容物の重力による連続的な流出です。 各発酵槽の両方の出力ポートからの内容物を、2 つの別々の 4.3 L プラスチック容器に収集しました。

実験全体を通じて、発酵 pH は、朝の給餌時間の直前 (07:00 時間) から開始し、夜の給餌時間の直前 (21:00 時間) に停止して、完全な発酵 1 日を表す 14 時間、1 時間ごとに手動で測定されました。 給餌時間は、日中は 14 時間（07:00 から 21:00 まで）、夜間は 10 時間（21:00 から 07:00 まで）の間隔を考慮して実行され、一日の中で pH が最低になるのは朝の 3 ～ 4 時間後です。給餌時間（研究前に実施した事前試験に基づく）。 これらの pH 測定は、発酵槽のヘッドスペースのポートを通してポータブル pH メーター (Thermo Scientific Orion Star A121) を使用して実行されました。 サンプリング日を除き、毎日朝の給餌時間の直前に、プラスチック容器内の廃液内容物を秤量し、廃棄した。

各期間の 5 日目の朝の給餌時間の直前に、各発酵槽からの流出液容器を混合し、15N 自然存在量分析用に 500 g のサンプルを収集しました。 このサンプルは、background という名前が付けられました。 次に、最初に発酵槽内の 15N 濃度を定常状態にし、その後発酵槽への 15N の注入を一定に保つことにより、発酵槽に微生物タンパク質合成のマーカーとして 15N を濃縮しました 40。 したがって、5 日目の朝の給餌時間の前に、10.2% 過剰の (15NH4)2SO4 パルス用量が発酵槽に注入され、人工唾液中の尿素が等窒素量の (15NH4)2SO4 で部分的に置換されました (Sigma-Aldrich)社、ミズーリ州セントルイス）。 15Nで標識されたこの人工唾液は、5日目から各実験期間の終了まで使用されました。

6 日目および収集期間全体を通じて、流出物が発酵槽から出るたびに流出物内容物の微生物の活動を停止するために、流出物容器を冷水浴 (< 4 °C) に保管しました。 非酸性食餌下および治療を適用する前日の 7 日目に、朝と夜の授乳時間の間 (14 時間) 1 時間ごとに pH を測定し、体内から 2 つのサンプル (10 mL と 2 mL) を採取しました。朝の給餌直前、および給餌後 1、2、3、4、5、8、11、14 時間後に発酵槽内の NH3-N、VFA、および乳酸濃度を分析しました。 NH3-N および VFA のサンプル (10 mL) は、発酵内容物を 4 層のチーズクロスで濾過し、液体を 0.1% の 50% H2SO4 溶液で直ちに酸性化することによって収集されました。 酸性化されていないものの、乳酸塩のサンプル (2 mL) も、発酵内容物を 4 層のチーズクロスで濾過することによって収集されました。 両方のサンプルはさらなる分析のために – 20 °C で保存されました。 これらのサンプルは、後の統計分析でそれぞれの変数の共変量として使用されました。

8日目から11日目までは、毎回の授乳時間中に治療を適用しました。 治療薬は、授乳時間ごとに分けられたネジ口バイアルに保管され、各バイアルが使用されるまで – 80 °C の冷凍庫に保管されました。 各供給時間の 15 分前に、その特定の時間に使用するバイアルを温水で解凍し、滅菌ピペットチップを使用して各バイアルの培養物を 5 回再懸濁しました。 次に、表 5 に報告されている用量に従って、各処理を食餌とともにそれぞれの発酵槽に適用しました。 8 日目には、pH、NH3-N、VFA、乳酸の同様の収集を実行し、そのデータを非酸性食餌 (ベースライン) での発酵槽の発酵パターンの概要として使用しました。

最後に、9 日目から 11 日目まで、非酸性食餌をチャレンジ食に置き換え、それぞれの処理を受けながら発酵槽に給餌しました。 急性ルーメンアシドーシスシナリオと治療に対する発酵反応の両方を評価するために、pH、NH3-N、VFA、乳酸について 7 日目と 8 日目に同じサンプリングスケジュールを実行しました。 また、処理が丸一日発酵した後の第一胃の窒素代謝と栄養素の真の消化率にどのような影響を与えるかを評価するという目的で、各発酵槽の流出液（両方の容器の混合）から 500 g のサンプルを収集し、-20 ℃で保存しました。さらなる分析のために °C。 同様に、NH3-N と VFA について前述したのと同じサンプル調製後に 10 mL のサンプルを収集し、最終的な NH3-N の 1 日あたりの流出量と発酵 1 日を表す VFA 濃度をさらに調査しました。 これらの収集は、完全な実験日を考慮して、次の朝の給餌時間の前に流出液から実行されました。

各実験期間の最終日の終わりに、Krizsan et al.41 および Brandão et al.42 に記載された手順に従って、各発酵槽の内容物全体を細菌の分離に使用しました。 簡単に説明すると、内容物を 200 mL の NaCl 溶液と 30 秒間混合し、その後 4 層のチーズクロスで濾過し、残った固体を追加の 200 mL の NaCl 溶液ですすいだ。 次に、濾過した内容物を、きれいな細菌ペレットが得られるまで、４℃で３回遠心分離した。 ペレットはさらなる分析のために -20 °C で保存されました。

NH3-N および VFA 分析用のサンプルを 10,000 xg、4 °C で 15 分間遠心分離しました。 上清のサブサンプルは、NH3-N の測定に使用されました。 NH3-N 分析は、Broderick と Kang 43 に従って、プレートリーダー 44 に適応させて実行されました。 残った上清を再度 10,000 xg、4 °C で 15 分間遠心分離し、VFA 分析用に酢酸セルロース シリンジ フィルター (SF14485、Tisch Scientific®) でろ過した新しい上清としました。 VFA の濃度は、高速液体クロマトグラフ (HPLC; Hitachi L2400、東京、日本) を使用して分析されました 45。

酸性化されていないサンプルを 100 °C で 10 分間煮沸して酵素を変性させ、サンプルから VFA を揮発させました。 次に、サンプルを 10,000 xg、4 °C で 15 分間遠心分離し、上清を新しい微量遠心管に移し、d-乳酸、l-乳酸、および総乳酸濃度の測定に使用しました。 乳酸濃度は、R-Biopharm キット 46 を用いた酵素反応によって分析されました。 簡単に言えば、これは 2 つのステップに分割された酵素法であり、それぞれ d-乳酸濃度と l-乳酸濃度の測定に使用されました。 乳酸濃度は、d-乳酸デヒドロゲナーゼ酵素とl-乳酸デヒドロゲナーゼ酵素を使用して測定し、両方の乳酸濃度の合計から総乳酸濃度を計算しました。

流出内容物および細菌ペレットを、Labconco FreeZone 6 (Labconco Corporation、米国ミズーリ州カンザスシティ) を使用して凍結乾燥しました。 食事成分、バックグラウンド、流出物含有量、および細菌ペレットを、DM (方法 934.01; AOAC、1990)、灰分 (方法 924.05)47、および総 N および 15N 濃縮について分析しました [同位体比質量分析計と組み合わせた CHNS 分析器 (デュマ乾式燃焼法）48． OM は DM と灰分の差として考慮されました。 CP 濃度は総 N 含有量（総 N × 6.25、DM 基準）から計算しました。 食物栄養素のデンプン含有量と排水内容物、および細菌細胞内のグリコーゲン濃度を測定することを目的として、酵素比色法 49 を使用して、食事成分、排水内容物、および細菌ペレットの総グルコースが分析されました。 食物成分と流出物内容は、NDF25 について分析され、続いて ADF50 について分析されました。両方とも Ankom200 Fiber Analyzer (Ankom Technology、マセドン、ニューヨーク州) に適合しました。 食物成分のエーテル抽出物 (EE; メソッド 920.85) も分析されました51。 総可消化栄養素 (TDN) の含有量は、次の方程式を使用して計算されました。

ルーメンの pH データを使用して、給餌時間間の pH が特定の閾値内にあった時間を計算しました [亜急性ルーメン アシドーシスの時間 (SARA; pH が 5.2 と 5.6 の間にあった時間)。 pHが5.2未満であった時間（急性ルーメンアシドーシスの指標）]。 次に、pH の主な違いを定量化するために、以下のように台形則 20,52 を使用して、前述の閾値に対して pH 曲線の下の面積 (曲線の下の面積; AUC) を計算しました。

pH0 と pH1 は、それぞれ pH 間隔 t0 と t1 における 2 つの pH 測定値です。

栄養素の消化率については、非酸性食餌（1 ～ 8 日目）からの栄養素の残留物が 9 ～ 11 日目にもまだ存在していたため、発酵槽からの食事栄養素の実際の流量を報告しました。つまり、栄養素の流量値が大きいほど、あまり消化されていなかっただろう。 真の食事栄養素の流れは、細菌および人工唾液中のその栄養素の濃度によって補正された発酵槽から出る総栄養素として計算されました。 排水内容物中の総窒素は、NH3-N と非アンモニア N (NAN; 未分解飼料 N と細菌 N) に分配されました。 発酵からのこれらの各画分の流出は、Calsamiglia et al.53、Bach and Stern54 によって記載された式に従って計算されました。 食事による窒素流量、細菌効率、および窒素利用効率 (ENU) は、Calsamiglia et al.53 に従って計算されました。 計算は次のとおりです。

データは、SAS の MIXED プロシージャを使用して、複製された 4 × 4 ラテン方格デザインとして分析されました。 データ分析に使用された主なモデルは次のとおりです。

Yijkl は応答変数、µ は全体の平均、Li はラテン二乗の効果 (i = 1 または 2)、Pj は周期の変量効果 (j = 1–4)、F(S)ki はランダム正方形内の発酵槽 (F) の効果 (k = 1 ～ 4)、TRl は処理の効果、Dm は日の効果、T × Dlm は処理と日の相互作用、Eijkl は残差です。

揮発性脂肪酸と、平均 pH、特定の閾値以下の時間、AUC などの pH の動態から計算された pH 関連変数は、次のモデルを使用して分析されました。

ijkl は応答変数、μ は全体の平均、Cov は共変量 (処理を適用する前の各期間の 7 日目に収集されたデータ)、Li はラテン二乗の効果 (i = 1 または 2)、Pj は変量効果です。期間 (j = 1 ～ 4)、F(S)ki は正方形 (k = 1 ～ 4) 内の発酵槽 (F) のランダム効果、TRl は処理の効果、Dm は日の効果、T × Dlmは治療と日の間の交互作用であり、Eijkl は残差です。 第一胃 pH データ、NH3-N、d-乳酸、l-乳酸、および総乳酸濃度は、モデルにさらに含まれる変数 DAY および TIME のストリッププロット配置での反復測定として経時的に分析されました。 すべてのモデルでテストされた共分散構造は、AR (1)、ARH (1)、CS、TOEP、TOEPH、UN、および VC でした。 AIC が最も低い構造が選択されました。 有意性は P ≤ 0.05 で宣言され、傾向は 0.05 < P ≤ 0.10 で宣言されました。 違いが観察された場合は常に、Tukey 検定を使用して平均を比較しました。

すべての図は、Visual Data Tools (https://www.visualdatatools.com) のソフトウェア DataGraph を使用して作成されました。 すべての生データは、要求に応じて著者が入手できます。

Owens、FN、Secrist、DS、Hill、WJ & Gill、DR 牛のアシドーシス：総説。 Ｊ．アニム． 科学。 76、275 (1998)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Nagaraja、TG & Titgemeyer、EC 肉牛におけるルーメンアシドーシス：現在の微生物学的および栄養学的見通し。 J. デイリー サイエンス 90、E17–E38 (2007)。

論文 PubMed Google Scholar

モンテイロ、HF およびファシオラ、AP ルーメンアシドーシス、細菌の変化、およびリポ多糖。 Ｊ．アニム． 科学。 98、スカア248（2020）。

論文 PubMed PubMed Central Google Scholar

Nagaraja、TG、Galyean、ML & Andy Cole、N. 栄養と病気。 獣医。 クリン。 N.Am. フードアニメーション。 練習してください。 14、257–277 (1998)。

記事 CAS Google Scholar

マカリスター、TA et al. 総説: 病原体を軽減し、牛の生産性を高めるための直接給餌微生物の使用。 できる。 Ｊ．アニム． 科学。 91、193–211 (2011)。

記事 CAS Google Scholar

Desnoyers, M.、Giger-Reverdin, S.、Bertin, G.、Duvaux-Ponter, C. & Sauvant, D. 出芽酵母の補給が反芻動物の第一胃パラメータおよび乳生産に及ぼす影響のメタ分析。 J. デイリー サイエンス 92、1620–1632 (2009)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Klieve、AV et al. 高穀物飼料を与えられた牛の第一胃内にメガスファエラ エルスデニ YE 34 およびブチリビブリオ フィブリソルベンス YE 44 の集団を確立します。 Ｊ．Ａｐｐｌ． 微生物。 95、621–630 (2003)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Wiryawan, KG & Brooker, JD 急性穀物飼育羊における乳酸蓄積のプロバイオティクス制御。 8月。 Ｊ．アグリック． 解像度 46、1555–1568 (1995)。

記事 CAS Google Scholar

Raeth-Knight, ML、Linn, JG & Jung, HG ホルスタイン乳牛の成績、飼料の消化率、第一胃の特性に対する直接給餌微生物の影響。 J. デイリー サイエンス 90、1802–1809 (2007)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Counotte, GH、Prins, RA、Janssen, RH & Debie, MJ 乳牛の第一胃における dl-[2-C]乳酸の発酵における Megasphaera elsdenii の役割。 応用環境。 微生物。 42、649–655 (1981)。

論文 ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

日野 T. および黒田 S. グルコースまたは乳酸で増殖した Megasphaera elsdenii における乳酸デヒドロゲナーゼおよび乳酸ラセマーゼの存在。 応用環境。 微生物。 59、255–259 (1993)。

論文 ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

日野、T.、島田、K. & 丸山、T. 第一胃細菌である Megasphaera elsdenii 株における基質優先性、およびプロピオン酸塩の生産と成長競争におけるその影響。 応用環境。 微生物。 60、1827–1831 (1994)。

論文 ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Leedle、JAZ、Greening、RC & Smolenski、WR 急性乳酸アシドーシスの予防のための第一胃内細菌。 ミシガン州カラマズーのアップジョン社。 米国特許第米国特許第５，３８０，５２５号（１９９０年）。

Horn、CH、Kistner、A.、Greyling、BJ & Smith、AH Megasphaera elsdenii とその用途。 MS Biotech Inc、Agriculture Research Council、および Kemira Phosphates Pty Ltd. 米国特許第7,550,139号(2009年)。

Henning, PH、Horn, CH、Leeuw, K.-J.、Meissner, HH & Hagg, FM 乳酸利用株 Megasphaera elsdenii (Me) NCIMB 41125 の第一胃投与が飼料から濃縮食への突然または段階的な移行に及ぼす影響。 アニム。 フィードサイエンス。 テクノロジー。 157、20–29 (2010)。

記事 Google Scholar

Henning, PH、Horn, CH、Steyn, DG、Meissner, HH & Hagg, FM メガスファエラ エルスデニ分離株の第一胃アシドーシスの制御の可能性。 アニム。 フィードサイエンス。 テクノロジー。 157、13–19 (2010)。

記事 Google Scholar

Brandao、VLN、Marcondes、MI & Faciola、AP デュアルフロー連続培養システムとオマサルサンプリング技術からの微生物発酵データの比較: メタ分析的アプローチ。 J. デイリー サイエンス 103(3)、2347–2362 (2020)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Penner, GB、Beauchemin, KA & Mutsvangwa, T. 周産期の初産ホルスタイン牛における第一胃アシドーシスの重症度。 J. デイリー サイエンス 90、365–375 (2007)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

ナセム。 肉用牛の栄養要件、第 8 改訂版。 巻。 第 8 改訂版 19014 (National Academies Press、2016)。

Gozho、GN、Krause、DO、Plaizier、JC 去勢牛における穀物適応中の第一胃リポ多糖と炎症および亜急性第一胃アシドーシス。 J. デイリー サイエンス 89、4404–4413 (2006)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

チェン、L.ら。 Megasphaera elsdenii の乳酸分解パターンはルーメン アシドーシス モデルで変化します。 フロント。 微生物。 10、162 (2019)。

論文 PubMed PubMed Central Google Scholar

Weimer, PJ、Da Silva Cabral, L. & Cacite, F. ホルスタイン牛の第一胃内投与によるメガスファエラ エルスデニの乳脂肪生産、第一胃化学、および細菌株の存続に及ぼす影響。 J. デイリー サイエンス 98、8078–8092 (2015)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Weimer, PJ、Stevenson, DM、Mantovani, HC & Man, SLC 第一胃内容物のほぼ完全な交換後の乳牛における第一胃細菌群集の宿主特異性。 J. デイリー サイエンス 93、5902–5912 (2010)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Freilich, S. et al. 細菌群集における競合的および協力的な代謝相互作用。 ナット。 共通。 2, 589 (2011)。

論文 ADS PubMed CAS Google Scholar

DR メルテンス 乳牛の繊維要件を満たすシステムを構築。 J. デイリー サイエンス 80、1463–1481 (1997)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Tedeschi, LO & Fox, DG 反芻動物の栄養システム: 反芻動物の栄養要求量と飼料利用を予測するための応用モデル。 （2018年）。

Nocek、JE ウシアシドーシス：蹄葉炎への影響。 J. デイリー サイエンス 80、1005–1028 (1997)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

フンゲート、RE 『ルーメンとその微生物』（エルゼビア サイエンス、1966 年）。

Google スカラー

Russell, JB & Rychlik, JL ルーメンの微生物生態を変化させる要因。 サイエンス 292、1119–1122 (2001)。

論文 ADS CAS PubMed Google Scholar

Giesecke, D. & Stangassinger, M. 乳酸代謝。 反芻動物の消化生理学と代謝 523–539 (AVI 出版社、1980)。

Harmon, DL、Britton, RA、Prior, RL & Stock, RA グルコース誘発性アシドーシスを経験している、または 70% 濃縮飼料を自由に与えられた去勢牛における乳酸および揮発性脂肪酸の正味ポータル吸収。 Ｊ．アニム． 科学。 60、560–569 (1985)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Russell、JB、ルーメン微生物学と反芻動物の栄養におけるその役割。 (USDA、2002)。

Satter, LD & Slyter, LL インビトロでのルーメン微生物タンパク質生産におけるアンモニア濃度の影響。 Br. Ｊ．Ｎｕｔｒ． 32、199–208 (1974)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

英国ハンティントン アルファルファ干し草または高濃度飼料を与えられた去勢牛の肝臓での尿素合成と血液からの尿素除去の部位および速度。 できる。 Ｊ．アニム． 科学。 69、215–223 (1989)。

記事 Google Scholar

Lapierre, H. & Lobley, GE 反芻動物における窒素リサイクル: レビュー。 J. デイリー サイエンス 84、E223–E236 (2001)。

記事 Google Scholar

Hoover, WH、Crooker, BA & Sniffen, CJ ルーメン内容物の連続培養における原虫数に対する固液除去速度の違いの影響。 Ｊ．アニム． 科学。 43、528–534 (1976)。

記事 Google Scholar

デル・ビアンコ・ベネデティ、P. 他デュアルフロー連続培養システムにおける第一胃発酵に対するトウモロコシのグリセリンへの部分置換の影響。 PLoS One 10、e0143201 (2015)。

論文 PubMed PubMed Central CAS Google Scholar

シルバ、LG 他デュアルフロー連続培養システムにおける第一胃発酵、栄養素の消化率、および長鎖脂肪酸の流れに対する亜麻仁とチアシードの影響。 Ｊ．アニム． 科学。 94、1600–1609 (2016)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

ポーラ、EM 他 2 つの in vitro システムを使用して、第一胃発酵とガス生成動態に及ぼす第一胃難分解性タンパク質含有量が異なる大豆粕の代わりにキャノーラ粕を使用する効果。 J. デイリー サイエンス 100、5281–5292 (2017)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Weller, RA & Pilgrim, AF 羊の第一胃および連続体外発酵システムからの原生動物および揮発性脂肪酸の通過。 Br. Ｊ．Ｎｕｔｒ． 32、341–351 (1974)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Krizsan, SJ、Ahvenjärvi, S.、Volden, H. & Broderick, GA オマサル管からのサンプリングの代替として、網状サンプリングを使用して牧草サイレージベースの飼料を与えられた乳牛のルーメン流出量を推定しました。 J. デイリー サイエンス 93、1138–1147 (2010)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Brandao、VLN et al. キャノーラミールを溶媒抽出カメリナミールに置き換えることがデュアルフロー連続培養システムにおける微生物発酵に及ぼす影響。 J. デイリー サイエンス 101、9028–9040 (2018)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Broderick, GA & Kang, JH ルーメン液およびインビトロ培地中のアンモニアと総アミノ酸の自動同時測定。 J. デイリー サイエンス 63、64–75 (1980)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

モンテイロ、HF 他高生産乳牛の飼料に直接与えられる微生物としての Lactobacillus plantarum の in vitro 評価。 翻訳。 アニム。 科学。 4、214–228 (2020)。

論文 PubMed CAS Google Scholar

Muck, RE & Dickerson, JT アルファルファ サイレージのタンパク質分解に対する保管温度の影響。 トランス。 ASAE 31、1005–1009 (1988)。

記事 CAS Google Scholar

Niederholtmeyer, H.、Wolfstädter, BT、Savage, DF、Silver、PA & Way、JC 親水性製品を合成して輸出するためのシアノバクテリアのエンジニアリング。 応用環境。 微生物。 76、3462–3466 (2010)。

論文 ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

AOAC。 公認分析化学者の協会。 公式の分析方法。 第19版 (AOAC、2012)。

Werner, RA、Bruch, BA & Brand, WA ConFlo III - ダイナミック レンジが拡張された高精度のデルタ(13)C およびデルタ(15)N 解析のためのインターフェイス。 急速なコミュニケーション。 質量スペクトル。 13、1237–1241 (1999)。

3.0.CO;2-C" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1002%2F%28SICI%291097-0231%2819990715%2913%3A13%3C1237%3A%3AAID-RCM633%3E3.0.CO%3B2-C" aria-label="Article reference 48" data-doi="10.1002/(SICI)1097-0231(19990715)13:133.0.CO;2-C">論文 ADS CAS PubMed Google Scholar

ホール、MB 他酵素比色法による動物飼料およびペットフード中の食物デンプンの定量: 共同研究。 J.AOAC国際 98、397–409 (2015)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Van Soest、PJ & McQueen、RW 繊維の化学と推定。 手順ニュートル。 社会 32、123–130 (1973)。

論文 PubMed Google Scholar

AOAC、(公的分析化学者協会)。 公式の分析方法。 (AOAC、1990)。

Cardoso, FC、Sears, W.、LeBlanc, SJ & Drackley, JK 技術ノート: 乳牛のエピネフリン負荷後のグルコースおよび非エステル化脂肪酸濃度の曲線下面積を分析するための 3 つの方法の比較。 J. デイリー サイエンス 94、6111–6115 (2011)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Calsamiglia, S.、Stern, MD & Firkins, JL 連続培養における微生物マーカーとしての窒素 15 とプリンの比較。 Ｊ．アニム． 科学。 74、1375–1381 (1996)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Bach, A. & Stern, MD 連続培養発酵槽からの流出液のアミノ酸プロファイルに対する、さまざまなレベルのメチオニンと第一胃内難分解性タンパク質の影響。 Ｊ．アニム． 科学。 77、3377–3384 (1999)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

リファレンスをダウンロードする

著者らは、実験手順と分析を支援してくれた Erin Mullin-Garcia と Emory Burda に感謝の意を表します。 著者らはまた、博士らからの意見や議論に感謝の意を表します。 フロリダ大学のエドザード・ヴァン・サンテン氏とホセ・エドゥアルド・P・サントス氏、ウィスコンシン大学マディソン校のルイス・F・フェラレット氏。 著者らは、フロリダ大学食品農業科学研究所 (IFAS) からの実験に利用できる資金提供にも感謝しています。

カリフォルニア大学獣医学部人口健康生殖学科、デービス、カリフォルニア州、95616、米国

ヒューゴ・F・モンテイロ

アイダホ大学動物・獣医学・食品科学部、モスクワ、アイダホ州、83844、米国

ブルーナ・C・アグスティニョ

フロリダ大学動物科学部、ゲインズビル、フロリダ州、32611、米国

ヒューゴ F. モンテイロ、ブルーナ C. オーガスティン、ジェームズ R. ヴィンヤード、タコハ ハーデン、サラ L. ベネット、ホセ A. メープルラム、エフスタティオス サルミカソグルー、アナイ D. ラベロ、アニーサ バーマン、サロン ソー、エリス R. ヴィエイラ & アントニオP. ファシオラ

タスキーギ大学農業環境科学部、タスキーギ、アラバマ州、36088、米国

強化ボーナス

ペンシルバニア州ユニバーシティパーク、ペンシルバニア州、16803、米国ペンシルバニア州立大学動物科学部

サラ・L・ベネット

ミネソタ大学獣医人口医学部、セントポール、ミネソタ州、55108、米国

アナイ・D・ラベロ

コンケン大学動物科学部、コンケン、タイ

サロン・ソー

トカンティンス連邦大学動物科学部、パルマス、ブラジル

エリス・R・ヴィエイラ

バッタンバン国立大学動物科学部、バッタンバン、カンボジア

サロン・ソー

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

この研究は HM と AF によって設計されました 実験は HM、BA、JV、TH、SB、JA、ES、AR、AB、EV によって実施されました サンプルの処理と分析は HM、BCA、ES、AR、SS データによって実施されました分析と原稿の準備は HM によって実行されました 資料の改訂は HM と AF によって実行されました

アントニオ P. ファシオラへの通信。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

シュプリンガー ネイチャーは、発行された地図および所属機関における管轄権の主張に関して中立を保ちます。

オープン アクセス この記事はクリエイティブ コモンズ表示 4.0 国際ライセンスに基づいてライセンスされており、元の著者と情報源に適切なクレジットを表示する限り、あらゆる媒体または形式での使用、共有、翻案、配布、複製が許可されます。クリエイティブ コモンズ ライセンスへのリンクを提供し、変更が加えられたかどうかを示します。 この記事内の画像またはその他のサードパーティ素材は、素材のクレジットラインに別段の記載がない限り、記事のクリエイティブ コモンズ ライセンスに含まれています。 素材が記事のクリエイティブ コモンズ ライセンスに含まれておらず、意図した使用が法的規制で許可されていない場合、または許可されている使用を超えている場合は、著作権所有者から直接許可を得る必要があります。 このライセンスのコピーを表示するには、http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ にアクセスしてください。

転載と許可

モンテイロ、HF、アグスティニョ、BC、ヴィンヤード、JR 他 in vitro 急性ルーメンアシドーシスチャレンジ中の直接給餌微生物としての Megasphaera elsdenii および Saccharomyces cerevisiae。 Sci Rep 12、7978 (2022)。 https://doi.org/10.1038/s41598-022-11959-2

引用をダウンロード

受信日: 2021 年 9 月 25 日

受理日: 2022 年 4 月 27 日

公開日: 2022 年 5 月 13 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-11959-2

次のリンクを共有すると、誰でもこのコンテンツを読むことができます。

申し訳ございませんが、現在この記事の共有リンクは利用できません。

Springer Nature SharedIt コンテンツ共有イニシアチブによって提供

科学レポート (2022)

コメントを送信すると、利用規約とコミュニティ ガイドラインに従うことに同意したことになります。 虐待的なもの、または当社の規約やガイドラインに準拠していないものを見つけた場合は、不適切としてフラグを立ててください。