PRESS RELEASE（2022/03/25）

好熱菌を⿊⽑和種仔⽜に投与！
仔⽜の⽣産性の向上と環境負荷の低減の実現
ポイント①

⿊⽑和種仔⽜は離乳時に、⼀時的に発育が停滞するという問題がある。離乳後の発育停滞を無くすための新たな⿊⽑和種仔⽜の飼養管理技術の構築が求められている。

②

本研究で、好熱菌プロバイオティクス(※1)を仔⽜へ給与したことにより、仔⽜の飼料効率が向上した。また、強⼒な温室効果ガスである⽜のメタン産⽣菌が減少し、環境負荷の低減にも寄与する可能性が⽰された。

③

好熱菌プロバイオティクスの利⽤は「持続可能な畜産」の実現に貢献することが期待されます。

概要
⿊⽑和種仔⽜は離乳時に、⼀時的に発育が停滞するという問題があり、これを防ぐための新たな飼養管理技術の構築が求められています。そこで、近年発⾒されたプロバイオティクス候補

Caldibacillus hisashii（C. hisashii）(NITE 国際寄託番号 BP-863)に着⽬しました。C. hisashii は、70℃以上で⾼温発酵した堆肥中から単離された好熱菌の⼀種であり、マウスや豚に給与すると、成⻑を促進することが既に明らかとなっています。⼀⽅、C. hisashii 給与がウシの⽣産性に及ぼす効果は不明でした。
本研究で、九州⼤学⼤学院農学研究院の稲⽣雄⼤助教、髙橋秀之准教授らは、理化学研究所⽣命医科学研究センターの宮本浩邦客員主管研究員、⼤野博司チームリーダーとの産学共同研究(千葉⼤学・京葉ガスエナジーソリューション(株)・あすかアニマルヘルス(株)・千葉⼤発ベンチャー(株)サーマス)によって、好熱菌プロバイオティクス給与(C. hisashii 給与)が⿊⽑和種仔⽜の⽣産性を向上させ、その作⽤機序が環境負荷の少ない腸内制御に基づいている可能性があることを明らかにしました。
本研究では、離乳直後の⿊⽑和種仔⽜への C. hisashii 給与が、発育成績や腸内環境に及ぼす影響を検討しました。その結果、C. hisashii 給与により仔⽜の飼料効率が向上し、これには腸内細菌叢の変化が関与することが⽰唆されました。特に、給与した仔⽜では、Bacteroidetes ⾨の糞中に占める割合が増加しました。Bacteroidetes ⾨は⽜の飼料中に多く含まれる繊維やデンプンなどの分解を得意とするグループであるため、Bacteroidetes ⾨の増加は飼料効率の改善に関与している可能性がありました。さらに、興味深いことに、C. hisashii を給与した仔⽜では、メタン産⽣菌の⼀種である Methanobrevibacter 属の構成割合が減少しました。⽜のメタン産⽣は、摂取したエネルギーのロスにつながることが知られています。またメタンは強⼒な温室効果ガスであることから、⽜のメタン産⽣菌の減少は⽣産性の向上だけでなく、地球温暖化の防⽌にもつながる可能性があります。
以上のことから、C. hisashii を⽤いた飼養管理は、⿊⽑和種仔⽜の⽣産性を向上させるとともに、国連の掲げる SDGs（持続可能な開発⽬標）に寄与することが期待されます。
本研究成果は、2022 年 3 ⽉ 9 ⽇に英国の応⽤微⽣物学会誌「Journal of Applied Microbiology」(1939 年初版)に掲載されました。

【研究の背景と経緯】
通常、⾃然環境下の仔⽜は 7~14 か⽉齢程度で⾃然に離乳します。⼀⽅、⼈為的な管理下では、離乳時期は⾃然環境下の仔⽜と⽐較して早く、⿊⽑和種仔⽜では通常 3 カ⽉齢程度です。このような早期の離乳では、乾草や配合飼料などの固形飼料の摂取が増加し、第⼀胃（ルーメン）の発達が促されるというメリットがあります。⼀⽅、離乳時に⼀時的な発育停滞が起こるという問題があり、これを防ぐための新たな飼養管理技術の構築が求められています。そこで、近年発⾒されたプロバイオティクス候補

Caldibacillus hisashii（C. hisashii）(NITE 国際寄託番号 BP-863)に着⽬しました。C. hisashii は、70℃以上で⾼温発酵した発酵肥飼料中から単離された好熱菌の⼀種であり、マウスや豚に給与すると、腸内細菌叢を変化させ、成⻑を促進することが既に明らかとなっています。⼀⽅、C. hisashii 給与がウシの⽣産性に及ぼす効果は不明でした。
【研究の内容と成果】
離乳直後の⿊⽑和種仔⽜（3 カ⽉齢）に対して、C. hisashii を２カ⽉間給与し、発育成績や⾎液成分、腸内環境に及ぼす影響を検討しました。その結果、C. hisashii 給与により仔⽜の飼料効率が向上し、これには⾎液成分や腸内環境の変化が関与している可能性が考えられました。C. hisashii を給与した仔⽜
では、⾎中インスリン濃度（※2）が減少したにも関わらず、⾎糖値に変化はありませんでした。このことから、インスリン感受性（※3）が⾼くなっていることが考えられました。また、C. hisashii を給与した仔⽜では、Bacteroidetes ⾨の糞中に占める割合が増加しました。Bacteroidetes ⾨は⽜の飼料中に多く含まれる繊維やデンプンなどの分解を得意とするグループであるため、Bacteroidetes ⾨の増加は飼料効率の改善に関与している可能性がありました。さらに、興味深いことに、C. hisashii を給与した仔⽜では、メタン産⽣菌の⼀種である Methanobrevibacter 属の構成割合が減少しました。⽜の消化器系内のメタン産⽣は、摂取したエネルギーのロスにつながることが知られています。以上のことから、C.

hisashii 給与による飼料効率の向上には、インスリン感受性や腸内細菌の構成の変化が関与していると考えられました。またメタンは⼆酸化炭素の 20 倍以上の温室効果をもたらす温室効果ガス(※4)であることから、⽜のメタン産⽣菌の減少は⽣産性の向上だけでなく、地球温暖化の防⽌にもつながる可能性があります。従って、C. hisashii を⽤いた飼養管理は、⿊⽑和種仔⽜の⽣産性を向上させるとともに、国連の掲げる SDGs（持続可能な開発⽬標）に寄与することが期待されます。
【今後の展開】

C. hisashii は仔⽜の⽣産性向上と環境負荷低減を両⽴できる可能性を秘めたプロバイオティクスです。今後は、給与する期間や時期(哺乳期、育成期、肥育期)、並びに他の機能性資材などとの組み合わせを検討することで、効果を最⼤限に発揮する C. hisashii の給与⽅法を明らかにし、畜産現場への応⽤を⽬指します。

【参考図】
ルーメン未発達の⼦⽜において、成⻑、⽣体防御、並びに環境保全(温暖化ガス抑制)に関わる腸内細菌叢が変化し、有機酸の代謝機能が改善しました。図に⽰したように、腸内細菌叢としては、繊維質利⽤菌の⼀つである Bacteroidetes ⾨の細菌が増加する傾向があり、体内のエネルギーロスとメタン産⽣に関わる Methanobravibacter 属の細菌が減少する傾向が確認されました。これらの菌叢の変化に伴い、短鎖脂肪酸(※5)である酢酸およびプロピオン酸が増加することが⽰唆されました。これらの短鎖脂肪酸はエネルギー代謝や⽣体防御に関与することが知られている有機酸です。
これらの知⾒から、⽣産効率の向上とともに、温暖化ガスの発⽣に関わる腸内細菌を制御できる可能性が⽰されました。動物の腸内細菌の形成には、離乳前後の管理が重要であることが知られているため、本研究成果は環境保全型の畜産技術として新たな視点を提供しています。

【研究者からのひとこと】
想定以上の研究結果となり、家畜の⽣産性向上と環境負荷低減の両⽴が期待できる成果の発表を嬉しく思います。研究にご協⼒をいただいた皆様に深謝いたします。
【⽤語解説】(※1) 好熱菌、プロバイオティクス
好熱菌：温泉や深海熱⽔鉱床などの⾼温の極限環境で⽣育できる細菌の総称(⼀般に⾄適⽣育温度が45℃以上、あるいは⽣育限界温度が 55℃以上)。
プロバイオティクス：腸内フローラのバランスを改善することによって宿主の健康に好影響を与える
⽣きた微⽣物(※2) インスリン膵臓から分泌されるホルモンの⼀種で、糖の代謝を調節し、⾎糖値を⼀定に保つ働きを持つ。また、栄養素全般に対して同化作⽤を⽰し、体細胞分裂や組織の発達を促進する。
(※3) インスリン感受性

インスリンの作⽤効率を⽰す⾔葉（インスリン感受性が⾼ければ、インスリンが効きやすい状態）(※4) 温室効果ガス
地球における温室効果をもたらす気体であり、地球温暖化の主たる原因とされている。
(※5) 短鎖脂肪酸
動物体内で⽣理作⽤を発揮する揮発性有機酸であり、酢酸、酪酸などの研究知⾒が集積している。
【論⽂情報】
掲載誌：Journal of Applied Microbiology
タイトル：Development of a novel feeding method for Japanese black calves with thermophileprobiotics at postweaning.
著者名：Yudai Inabu, Yutaka Taguchi, Hirokuni Miyamoto, Tetsuji Etoh, Yuji Shiotsuka, Ryoichi
Fujino, Toru Okada, Motoaki Udagawa, Naoko Tsuji, Makiko Matsuura, Arisa Tsuboi,
Tamotsu Kato, Hiroaki Kodama, Hiroshi Ohno, Hideyuki Takahashi.
D O I ：10.1111/jam.15519【お問合せ先】＜研究に関すること＞
九州⼤学 農学研究院 准教授 ⾼橋 秀之 （たかはし ひでゆき）
T E L：0974-76-1377 FA X：0974-76-1218
Mail：takahashi.hideyuki.990@m.kyushu-u.ac.jp＜報道に関すること＞
九州⼤学 広報室
T E L：092-802-2130 FA X：092-802-2139
Mail：koho@jimu.kyushu-u.ac.jp
理化学研究所 広報室 報道担当
Mail：ex-press@riken.jp