Rumen bakteriyel ve fungal populasyon dinamiginin RT-PCR ile moleküler düzeyde belirlenmesi
Monitoring of rumen bacterial and fungal population dynamics by RT-PCR at molecular level
Yazar: ALTUĞ KARAMAN
Danışman: PROF. DR. MEHMET SAİT EKİNCİ
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Zootekni Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Genetik = Genetics

Özet:
Ruminantlar, rumende yaşayan anaerobik mikroorganizmaların üretmiş olduğu yüksek aktiviteli fibrolitik enzimler sayesinde tüketmiş oldukları bitkisel materyali tek mideli herbivorlara göre daha yüksek oranlarda parçalama yeteneğine sahiptirler. Ruminantlar, özellikle konakçı hayvanın başlıca diyetinin büyük miktarda bitki kaynaklı selüloz ve hemiselüloz ihtiva ettiği rumenlerinde (düşük redoks potansiyeline sahip yüksek düzeyde anaerobik bir ortam olan) yaşayan mikroorganizmalar ile simbiyotik bir ilişki göstermektedir. Buna karşılık, konakçı hayvan bu mikroplar için ısı, anaerobik koşullar, su ve enerji kaynakları girdileri sağlar. Rumenin fonksiyonel mikroorganizma populasyonunu genel anlamda bakteriler, funguslar, protozoa ve arkea grubu oluşturmaktadır. Bakteriler ve funguslar, çoğu otçulların gastrointestinal bölgeden alınan bitki biyokütlesinin sindiriminde önemli bir rol oynar. Bu tez kapsamında farklı meralarda beslenen sığır, koyun ve keçilerde rumenin mikrobiyal popülasyonunun moleküler teknikler yardımıyla kantitatif olarak belirlenmesi ve farklı diyetlerin rumen mikrobiyal dinamiğine etkileri belirlenmiştir. Bu amaçla, Kahramanmaraş'ta 6 farklı ilçeden sığır, koyun ve keçilerden (toplam n = 48) taze olarak toplanan dışkı örnekleri laboratuvara ulaştığında MPN analizi için kullanılmıştır. Dışkı örneklerinin kalan kısmı, toplam DNA ekstraksiyonu için kullanım sağlanana kadar -20 °C'de tutulmuştur. Rumen mikroorganizmalarının başlıca grupları, Fibrobacter succinogenes, Ruminococcus albus, Neocallimastix ve Orpinomyces'i hedef alan yeni tasarlanmış primerler kullanılarak, RT-PCR kullanılarak hem grup hem de tekli cins/tür düzeyinde kantitatif olarak belirlenmiştir. Fungus popülasyonu olarak, hayvanların tüm dışkı örnekleri için çoğunlukla Neocallimastix spp. (Orpinomyces spp. ile karşılaştırarak) belirlenmiştir. İnek ve koyundan alınan dışkı örnekleri Ruminococcus albus ile karşılaştırıldığında daha fazla Fibrobacter succinogenes barındırmıştır, ancak Ruminococcus albus keçilerden toplanan dışkı örneklerinde daha baskın olarak belirlenmiştir.  
Bu sonuçlar, rumen mikrobiyal ekosisteminin dinamiği ve yapısı hakkındaki bilgimizi ve ayrıca beslenme rejimi ve mikrobiyal dinamikler arasındaki ilişkiyi genişletmek için yararlı olacaktır.

Abstract:
Ruminant animals digest the ingested plat material more efficiently than non-ruminant herbivores due to their active rumination systems and powerfull fibrolytic enzymes produced by microorganisms inhabiting the rumen. Ruminants have a symbiotic association with the microorganisms which live in their rumen (which is a highly anaerobic environment with low redox potential), particularly where the main diet of the host animal contains large amount of plant derived celluloses and hemicelluloses. In return, host animal provides inputs of heat, anaerobic conditions, water and energy sources for these microbes. Main functional microbial groups of the rumen are bacteria, fungi, archea and protozoa. Bacteria and fungi play pivotal role in the biodegradation of ingested plant biomass in the gastro intestinal tract of the most herbivores. In this thesis the microbial population dynamics of rumen in cows, sheep and goats fed different types of pastures were quantitatively determined with the aid of molecular techniques. For this purpose, faecal samples collected freshly from cow, sheep and goat (total n=48) located in 6 different province of Kahramanmaraş and they were used for MPN analysis as soos as they were arrived to laboratory. Remaining part of the faecal samples were kept in -20oC untill further usage for total DNA extraction. Main groups of the rumen microbes were quantitatively determined both as group and individually at genus/species level using RT-PCR by using newly designed primers targeting Fibrobacter succinogenes, Ruminococcus albus, Neocallimastix spp. and Orpinomyces spp. As fungal population, Neocallimastix spp. were determined mostly (comparing with Orpinomyces spp.) for all faecal samples regardlees of animal. Faecal samples, taken from cow and sheep, harboured more Fibrobacter succinogenes compare to Ruminococcus albus, although R.albus dominated the faecal samples collected from goat. These results will be helpful to extent our knowledge about dynamics and structure of rumen microbial ecosystem, and moreover, about the relationship between feeding regime and microbal dynamics.