title: Charakterisierung der mikrobiellen Flora des Pansenepithels beim Rind in Abhängigkeit von unterschiedlicher Fütterung
Creators: name: Zangana, Abdoulla
Publisher: name: :none
Year: 2012

description: Die Entwicklung der Rinder wie aller Wiederkäuer verlief in einer engen Symbiose mit einer enormen Vielfalt von Mikroorganismen, mit deren Hilfe ihr Stoffwechsel eine unglaubliche Leistung vollbringt: die Umwandlung cellulosereicher Nahrungsmittel in eine breite Palette von Substanzen für die Erhal-tung des eigenen Körpers und die Produktion von Milch. Den Pansen bewohnen höchst unterschiedliche anaerobe Mikroorganismen wie Bakterien, Archaea, Protozoen und Pilze, deren Lebensfunktionen miteinander verschränkt und die zugleich dem Wirtorganismus von essenziellem Nutzen sind. Obwohl in den Erkenntnissen über den Pansen große Fortschritte erzielt und Methoden der molekularen Mikrobiologie angewandt worden sind, bleibt zur Beziehung zwischen Wirt und Mikroorganismen noch vieles zu erforschen. Es herrscht eine weitgehende Übereinstimmung darin, dass die kultivierten ruminalen Spezies und ihre Funktionen z.B. im Celluloseabbau und in der Methanogenese ausführlich beschrieben und analysiert sind, während die überwiegende Mehrheit der Bakterien und Archaea noch nicht unter Laborbedingungen gezüchtet werden können. Des Weiteren hat sich die Forschung bisher hauptsächlich auf die mit den Nahrungspartikeln verhafteten oder in der Pansenflüssigkeit lebenden Bakterien konzentriert. Die Bakterien des Pansenepithels stellen dagegen ein bislang wenig untersuchtes Mikrobiom dar, obwohl sie ein wichtiges Bindeglied zwischen dem Pansenlumen und dem Rind darstellen. Zu Symbiose und Wechselwirkungen zwischen dem Lumen und dem Epithelgewebe sowie deren Rolle bei der Absorption der Nährstoffe sind die Erkenntnisse noch nicht sehr umfangreich. So wird vermutet, dass diesen Mikroorganismen bei der Umwandlung von Ammoniak aus dem Pansenlumen in Harnstoff und dessen Resorption eine tragende Funktion zukommt. Das Hauptanliegen dieser Arbeit war die Identifizierung von Bakterien und Archaea, deren Biofilm das Pansenepithel bedeckt. Zu ihrem Nachweis wurden mittels des rRNS-Ansatzes die 16S-rRNS-Gene der vorgefundenen Mikroorganismen amplifiziert, kloniert, sequenziert, analysiert und schließlich phylogenetisch eingeordnet. Im Konkreten wurden die Sequenzen von jeweils einer Probe von einem dänischen (86 Klone insgesamt) und einem österreichischen Rind (31 Klone insgesamt) in das Mothur-Programm eingegeben und in 75 bzw. 26 OTUs eingeteilt. Es wurden keine Archaea, nur Bakterien ermittelt. Die Klone konnten den Phyla Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria, Spirochaetes, TM7, Synergistetes und Chloroflexi zugewiesen werden, wobei die ersteren drei die häufigsten waren. Die Abweichungen bei der phylogenetischen Zuordnung und den referenzierten Klonen könnten von den Unterschieden in der Rasse, dem Standort, der Ernährung usw. herrühren. Hinzuweisen ist auch darauf, dass beim dänischen Rind das Futter mit zwei unterschiedlichen Stickstoffdosen behandelt wurde, wobei zwischen den beiden Verabreichungen eine Adaptionsphase eingehalten wur-de. Hier konnten zwei OTUs sowie mehrere Genera identifiziert werden, die möglicherweise in Anpassung an eine unterschiedliche Fütterung häufiger bzw. weniger häufig in den untersuchten Proben vorkommen. Aus dem Umstand, dass das Ergebnis dieser Arbeit auf einer relativ geringen Anzahl untersuchter Sequenzen beruht, lässt sich die Notwendigkeit weiter gehender Untersuchungen mit einer größeren Anzahl von Sequenzen oder mit anderen Methoden ableiten, um die Bakterien des Pansenepithels besser charakterisieren zu können.
description: Dairy cows like all ruminants have evolved through a close symbiotic relationship with a huge variety of microbes, which confer to the ruminants essential metabolic features including the capability to convert cellulose rich feedstuff into a wide range of compounds used for body maintenance and milk production. The rumen is inhabited by most different types of anaerobic microorganisms like bacteria, archaea, protozoa, and fungi having their functions interlinked in an intimate dependence and fulfilling essential functions directly affecting the host’s performance. Although an enormous progress has been realized applying methods of molecular microbiology in rumen studies, the knowledge of the microbe-host relationship is far from being complete. There is a general agreement that the rumen biota is extensively described and analysed regarding the cultivable species involved in processes like cellulose degradation and methanogenesis, whereas the vast majority of bacteria and archaea is repellent to cultivability under laboratory conditions. Furthermore research has mainly concentrated on the ruminal bacteria attached to the food particles or inhabiting the liquid fraction. The bacteria adhering to the epithelial papillae have so far constituted a greatly underestimated category of ruminal microbes. Their role in the symbiotic interactions between the lumen and the host’s ruminal tissues like the contribution to the nutrient absorption is yet poorly understood. More specifically these microbes might be essential in the processes converting luminal ammonia into urea and those of ureal resorption. The major aim of this thesis was to identify bacteria and archaea colonizing the biofilm onto the ru-minal epithelium. For the detection of the microbes the so-called rRNA approach was applied: the 16S rRNA genes of the microbes present in the samples were amplified, cloned, sequenced, analysed, and phylogenetically classified. Purposing a result as exact as possible, two samples were taken from a Danish dairy cow (86 clones totally) and an Austrian dairy cow (31 clones totally), respectively, and submitted to the mothur programme and assigned to 75 and 26 OTUs, repectively again. Among the clones detected, there were no archaea, only bacteria. The genera detected belonged to the phyla Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria, Spirochaetes, TM7, Synergistetes, and Chloroflexi, the former three hosting the majority of the OTUs. The divergence in the assignments to the phyla and the referential clones may result from differences of bovine race, geography, alimentation etc. and, regarding the Danish cow, from the food being treated with two distinctive nitrogen doses minding an interval for adaptation. The study revealed two OTUs and various genera which maybe as a result of an adaptation to food modifications were more or less frequently identified in the different samples. As the result of this research is marked by the relatively reduced number of sequences examined, it has to be stated that more research involving a greater number of sequences or different methods has to be realized for a more accurate determination of the bacteria of the ruminal epithelium.