초록 ▼

본 연구는 조사료의 이용효율이 비교적 열악한 한국에 있어서, 사료에 첨가하는 물질에서 한 단계 발전한 개념의 새로운 시도로써 반추동물의 제 1위 내에 서식하고 있는 미생물로부터 섬유소를 이용할 수 있는 유용한 유전자를 반추위 내 우점 미생물에게 전이하여 재 주입함으로써 반추동물의 섬유소분해 활력을 증진시키는 방안을 개발하기 위하여 실시되었다.
1. 사양조건이 주요 반추동물의 반추위 혐기 미생물 조성에 미치는 영향
가. 조사료의 종류별 반추위 발효양상 조사
나. 조사료와 농후사료의 비율별 발효양상 조사
다.

본 연구는 조사료의 이용효율이 비교적 열악한 한국에 있어서, 사료에 첨가하는 물질에서 한 단계 발전한 개념의 새로운 시도로써 반추동물의 제 1위 내에 서식하고 있는 미생물로부터 섬유소를 이용할 수 있는 유용한 유전자를 반추위 내 우점 미생물에게 전이하여 재 주입함으로써 반추동물의 섬유소분해 활력을 증진시키는 방안을 개발하기 위하여 실시되었다.
1. 사양조건이 주요 반추동물의 반추위 혐기 미생물 조성에 미치는 영향
가. 조사료의 종류별 반추위 발효양상 조사
나. 조사료와 농후사료의 비율별 발효양상 조사
다. 첨가제가 주요 반추동물의 반추미생물 조성에 미치는 영향
2. 주요 섬유소 분해균의 gene bank 구축
3. Bank화된 섬유소분해 효소 유전자로부터 유래하는 섬유소 분해효소의 특성 구명
4. 주요 섬유소 분해효소유전자의 특성 구명 및 형질전환 혐기성 미생물 개발
가. DNA sequencing을 통한 유전자 특성 구명
나. Vector의 선발
다. Host organism 선발(혐기 미생물)
라. 형질전환 체계 확립
5. 형질전환 미생물의 반추위 내 생존성 구명
6. 한국재래 산양으로부터 섬유소분해 미생물 분리, 동정 및 tannin이 미치는 영향 구명
가. 미생물 분리동정
나. 효소활력 측정
다. tannin이 미치는 영향
7. 한우로부터 섬유소 분해미생물의 분리, 동정 및 tannin이 미치는 영향 구명
가. 반추미생물 동정 및 batch-, semi-culture 실험
나. 반추미생물 대사 검정
다. 연속배양시험
8. 대사 및 소화시험을 통한 tannin의 생산성 검정
가. tannin 추출시험
나. 수술 및 dacron bag 시험
다. 산양대사시험
라. 효소활력측정

Abstract ▼

1. Studies on rumen fermentation as affected by different feeding conditions and selection of cellulolytic rumen bacteria.
a. Effects of roughage types on the rumen fermentation in Korean Native Goat.
1) Feeding corn silage resulted in the lowest pH with less pH fluctuation in Alfalfa trea

1. Studies on rumen fermentation as affected by different feeding conditions and selection of cellulolytic rumen bacteria.
a. Effects of roughage types on the rumen fermentation in Korean Native Goat.
1) Feeding corn silage resulted in the lowest pH with less pH fluctuation in Alfalfa treatment.
2) In the treatment with rice straw, ammonia and VF A concentration was lower than others
3) Total bacteria number was higher in corn silage.
4) Types of roughage did not influence amylolytic microorganism number.
5) In total fungi numbers, corn silage treatment was higher than others and higher total protozoa numbers was obtained in afalfa treatment.
6) Predominant bacteria was S. bovis and N. frontalis was major fungus regardless of types of roughage
b. Effects of different roughages on rumen fermentation in Korean Native Cow(Hanwoo).
1) Generally DM degradability increased during incubation
2) In case of effective rumen degradability, reed canary grass was higher than others but those were not significant. The degradability of rice straw was lowest among roughages tested.
3) After 48hr incubation, feeding reed canarygrass resulted in high fungi number.
c. Effects of different ratio of roughage and concentrate on rumen fermentation
1) Increased concentrate ratio lowered pH in the rumen. pH was lowest at 4hrs after feeding and highest before feeding.
2) The concentration of ammonia also increased with higher concentrate level.
3) Acetate and propionate(A/P) ratio increased by declining concentrate rate.
4) As inclusion rate of concentrate decreased, activities of CMCase and xylanase increased.
5) Total bacteria and amylolytic bacteria number increased with higher concentrate.
6) Cellulolytic bacteria number increased at higher roughage rate
7) Fungi number was not influenced by concentrate level, but there was a tendency of decrease at 60% concentrate level.
8) Protozoan numbers increased by nearly 10 times in 60% concentrate feeding group compared to 40% concentrate group.
2. Effects of feed additives on rumen fermentation.
a. Addition of l00ppm monensin dropped pH in the rumen.
b. Monensin inhibited xylan and pectin degradable bacteria.
3. Characterization of cellulolytic enzyme genes and construction of cellulolytic gene bank
a. We isolated genomic DNA from anaerobic rumen fungi, P. communis and obtained necessary bands by PCR.
b. Tansformed xylanase genes in E. coli BL21(DE3) were screened.
c. We sequenced xylanase partial DNA by ABI377 automatic DNA sequencer.
d. Partial xylanase gene found to belong to family 11 hydrolase containing only 3' end.
4. Construction of anaerobic transformation host-vector system
a. We selected B. fibrisolvens as a host bacteria and pYK4 as shuttle vector.
b. All procedures was done in absolutely anaerobic condition described by Dr. Kobayashi in 1998.
c. Positive clones were screened in erythromycin plate.
5. Studies on survivability of transformants in the rumen ecosystem
a. Transformed rumen bacteria were found to survive in In vitro pure-culture with or without antibiotic pressure until 144hrs.
b. Without erythromycin in the medium, transformants could survive in In vitro co-culture with rumen mixed microbes until 72hrs.
c. In in vivo test in the rumen of Korean Native Goat, transformants disappeared from the rumen after 12-48hrs.
6. Effects of tannin addition in the feed on rumen fermentation and cellulolytic bacteria
a. Effects of tannin on Korean Native Goat.
1) pH value was not different among treatments, but in general when tannin concentration increased, pH tended to increase, while OM and NOF digestibility, ammonia concentration and microbial protein decreased.
2) Cellulolytic activity was not affected at the level of over 400j.tg/ml of tannin.
b. Effects of tannin on Korean Native Cow (Hanwoo).
1) Ammonia and VF A level was decreased by adding tannin
2) CMCase, avicelase and FPase activity were decreased by the addition of tannin
7. Analysis of tannin effect on productivity by physiological and metabolic tests.
a. Gas production was not significantly different between treatments and control but, tannin treatments tended to produce more.
b. After 72hrs, VFA and ammonia concentration increased continuously.
c. There was no change in microbial protein.

목차 Contents

• 표 지 ...1
• 제출문 ...2
• 요약문 ...3
• SUMMARY ...12
• CONTENTS ...18
• 목 차 ...21
• 제 1 장 서 론 ...24
• 제1절 연구개발의 목적과 범위 ...24
• 1. 연구개발의 필요성 ...24
• 2. 국내외 관련기술의 현황과 문제점 ...25
• 제 2 장 사양조건에 따른 반추미생물의 군집 변화 및 섬유소 미생물 중 섬유소 분해 미생물의 선별 및 bank화에 관한 연구 ...32
• 제1절 서론 ...32
• 1. 연구배경 ...32
• 2. 연구개발의 필요성 ...32
• 3. 연구개발의 내용과 범위 ...33
• 제2절 사양조건이 주요 반추동물의 반추위 혐기 미생물 조성에 미치는 영향 ...34
• 1. 연구방법 ...34
• 2. 연구내용 및 결과 ...45
• 제3절 첨가제가 주요 반추동물의 반추미생물 조성에 미치는 영향 ...67
• 1. 연구방법 ...67
• 2. 연구내용 및 결과 ...67
• 제4절 결과요약 ...69
• 1. 사양조건이 주요 반추동물의 반추위 혐기성 미생물 조성에 미치는 영향 ...69
• 2. 첨가제가 주요 반추동물의 반추미생물 조성에 미치는 영향 ...70
• 제 3 장 주요 섬유소 분해 효소 유전자 bank 구축 및 유전자 특성 구명 ...71
• 제1절 서론 ...71
• 제2절 주요 섬유소 분해균의 gene bank 구축 및 Bank화된 섬유소분해 효소 유전자로부터 유래하는 섬유소 분해효소의 특성 구명 ...74
• 1. 연구방법 ...74
• 2. 연구내용 및 결과 ...80
• 제3절 결과요약 ...107
• 제 4 장 주요 섬유소 분해 효소 유전자의 특성 구명 및 형질전환 혐기성 미생물 개발 ...108
• 제1절 서론 ...108
• 제2절 형질전환 혐기성 미생물 선발 및 체계 확립 ...109
• 1. 서론 ...109
• 2. 연구방법 ...109
• 3. 연구내용 및 결과 ...111
• 제3절 결과요약 ...118
• 제 5 장 형질전환 미생물의 반추위내 생존성 구명 ...119
• 제1절 서론 ...119
• 제2절 반추위 내 지속적 생존 관찰 ...120
• 1. 서론 ...120
• 2. 연구방법 ...120
• 3. 연구내용 및 결과 ...123
• 제3절 결과요약 ...135
• 제 6 장 반추위 내 섬유소 분해 미생물 분리, 동정 및 condensed tannin이 미치는 영향 구명 ...136
• 제1절 서론 ...136
• 제2절 Tannin이 한국재래 산양에 미치는 영향 구명 ...138
• 제3절 Tannin이 한우에 미치는 영향 구명 ...152
• 제4절 결과요약 ...172
• 제 7 장 대사 및 소화시험을 통한 tannin의 효과 검정 ...174
• 제1절 서론 ...174
• 제2절 Tannin의 생산성 검정 ...175
• 제3절 결과요약 ...185
• 제 8 장 종합결론 ...186
• 제 9 장 참고문헌 ...188