The effect of methyl tert-butyl ether (MTBE) and its metabolites like tert-butyl alcohol (TBA), and formaldehyde (FA) on microbial activity and diversity in tidal mud flat was studied. MTBE, TBA, and FA with different concentrations were added into microcosms containing tidal mud samples, and placed at room temperature for 30 days. Then the physico-chemical properties such as pH, moisture contents and organic matter contents in the microcosms were measured. In addition, the total viable cell number and dehydrogenase activity were measured. Bacterial communities in the microcosms were monitored using a 16S rRNA-PCR-DGGE (Denaturing gradient gel electrophoresis) fingerprinting method. As a result, the exposure concentrations of MTBE and its metabolites showed no correlation with the physico-chemical factors (P>0.05). Dehydrogenase activity and total viable cell number were decreased with increasing MTBE, TBA and FA concentrations (P<0.05). The toxic effect was higher the following order: FA > MTBE > TBA. Dominant species in the microcosms contaminated with MTBE and its metabolites were Sphingobacteria, Flavobacteria, delta-proteobacteria, gamma-proteobacteria. The diversity of bacterial community was not significantly influenced by MTBE and its metabolites.
Objective: Sow milk (SM) may not be able to meet the piglet's nutritional needs in late lactation. Hence, this study was conducted to investigate the effects of early commercial milk (CM) supplement on the mucosal morphology, bacterial community and bacterial metabolites in jejunum of piglets. Methods: Ten litters of newborn piglets ([Yorkshire×Landrace]×Duroc) were randomly divided into 2 groups of 5 litters. The piglets in the control group were suckled by the sow (SM), while the piglets in the treatment group (CM supplement) were supplemented with a CM supplement along with suckling from d 4 to d 28 of age. Results: No significant differences were observed about jejunal mucosal morphology on d 28 and d 35 between two groups. On d 28, the activity of lactase in the jejunum was significantly decreased in the CM group, while the activity of sucrase and the ratio of maltase to lactase were significantly increased (p<0.05). On d 35, the activity of maltase in the jejunum was significantly increased in the CM group (p<0.05), and maltase to lactase ratio tended to increase in the CM group (p = 0.065). In addition, piglets in the CM group had a higher abundance of Clostridium XI, Tuicibater, and Moraxella in the jejunum on d 28, while the abundance of Lactobacillus was significantly increased on d 35 (p<0.05). Conclusion: The early CM supplement improved the maturation of the jejunum to some extent by enhancing the maltase and sucrase activities. Moreover, the early CM supplement could help maintain the homeostasis of internal environment in jejunum by increasing the microbial-derived metabolites.
Kama, Ahmed;Shaik, Anver Basha;Kumar, C. Ganesh;Mongolla, Poornima;Rani, P. Usha;Krishna, K.V.S. Rama;Mamidyala, Suman Kumar;Joseph, Joveeta
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제22권1호
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pp.69-79
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2012
In an ongoing survey of the bioactive potential of microorganisms from Ladakh, India, the culture medium of a bacterial strain of a new Pseudomonas sp., strain ICTB-745, isolated from an alkaline soil sample collected from Leh, Ladakh, India, was found to contain metabolites that exhibited broad-spectrum antimicrobial and biosurfactant activities. Bioactivity-guided purification resulted in the isolation of four bioactive compounds. Their chemical structures were elucidated by $^1H$ and $^{13}C$ NMR, 2D-NMR (HMBC, HSQC, $^1H$,$^1H$-COSY, and DEPT-135), FT-IR, and mass spectroscopic methods, and were identified as 1-hydroxyphenazine, phenazine-1-carboxylic acid (PCA), rhamnolipid-1 (RL-1), and rhamnolipid-2 (RL-2). These metabolites exhibited various biological activities like antimicrobial and efficient cytotoxic potencies against different human tumor cell lines such as HeLa, HepG2, A549, and MDA MB 231. RL-1 and RL-2 exhibited a dose-dependent antifeedant activity against Spodoptera litura, producing about 82.06% and 73.66% antifeedant activity, whereas PCA showed a moderate antifeedant activity (63.67%) at 60 ${\mu}g/cm^2$ area of castor leaf. Furthermore, PCA, RL-1, and RL-2 exhibited about 65%, 52%, and 47% mortality, respectively, against Rhyzopertha dominica at 20 ${\mu}g/ml$. This is the first report of rhamnolipids as antifeedant metabolites against Spodoptera litura and as insecticidal metabolites against Rhyzopertha dominica. The metabolites from Pseudomonas sp. strain ICTB-745 have interesting potential for use as a biopesticide in pest control programs.
Clavulanic acid (CA) produced by Streptomyces clavuligerus is degraded during the bacterial cultivation. The degradation was examined in three different aspects, including physical, chemical, and enzymatic effects, in order to understand the degradation during the cultivation. The result showed that CA was unstable in the production medium containing ammonium salts and amino acids, owing to ammonium ions and amine groups. In addition, the degradation was not only due to instability of CA by metabolites and proteins, but also enzymes from S. clavuligerus such as $\beta-lactamase$ and penicillin-binding proteins. However, the degradation caused by these enzymes was not highly significant compared with the degradation during the cultivation, owing to irreversible reactions between CA and enzymes.
Kim, Min-Jung;Chae, Dae-Han;Cho, Gyeongjun;Kim, Da-Ran;Kwak, Youn-Sig
The Plant Pathology Journal
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제35권5호
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pp.473-485
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2019
Kiwifruit (Actinidia spp.) is an economically important crop and a bacterial canker disease, caused by Pseudomonas syringae pv. actinidiae (Psa), is the most destructive disease in kiwifruit production. Therefore, prevent and control of the disease is a critical issue in kiwifruit industry worldwide. Unfortunately, there is no reliable control methods have been developed. Recently, interest in disease control using microbial agents is growing. However, kiwifruit microbiota and their roles in the disease control is mainly remaining unknown. In this study, we secured bacterial libraries from kiwifruit ecospheres (rhizosphere, endospere, and phyllosphere) and screened reliable biocontrol strains against Psa. As the results, Streptomyces racemochromogenes W1SF4, Streptomyces sp. W3SF9 and S. parvulus KPB2 were selected as anti-Psa agents from the libraries. The strains showed forcible antibacterial activity as well as exceptional colonization ability on rhizosphere or phyllosphere of kiwifruit. Genome analyses of the strains suggested that the strains may produce several anti-Psa secondary metabolites. Our results will contribute to develop biocontrol strains against the kiwifruit canker pathogen and the disease management strategies.
An understanding of the contribution of secondary metabolites (SMs) to the antagonistic and biocontrol activities of bacterial biocontrol agents serves to improve biocontrol potential of the strain. In this study, to evaluate the contribution of each SM produced by Pseudomonas fluorescens NBC275 (Pf275) to its antifungal and biocontrol activity, we combined in silico analysis of the genome with our previous study of transposon (Tn) mutants. Thirteen Tn mutants, which belonged to 6 biosynthetic gene clusters (BGCs) of a total 14 BGCs predicted by the antiSMASH tool were identified by the reduction of antifungal activity. The biocontrol performance of Pf275 was significantly dependent on 2,4-diacetylphloroglucinol and pyoverdine. The clusters that encode for arylpolyene and an unidentified small linear lipopeptide influenced antifungal and biocontrol activities. To our knowledge, our study identified the contribution of SMs, such as a small linear lipopeptide and arylpolyene, to biocontrol efficacy for the first time.
Kim, Dong-Hyun;Han, Sang-Bum;Bae, Eun-Ah;Han, Myung-Joo
Archives of Pharmacal Research
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제19권1호
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pp.41-45
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1996
After rutin(50-1500 mg/kg) was administered orally to rats, the relationship between its metabolites and mutagenicity was investigated. Quercetin conjugates were detected in the urine of rats treated with more than 150 mg/kg. Administration of rutin less than 100 mg/kg resulted in phenolic acid-like metabolites. However, intact rutin was not detected in the urine of rats treated with different amounts. When rutin was cultured with human intestinal bacteria, the amount of quercetin was increased gradually with a corresponding decrease in the level of rutin and then quercetin was decreased gradually with a corresponding increase in the level of unidentified compounds. The ring fission bacterium of quercetin of was Pediococcus Q-05. These results suggest that rutin could be metabolized and transformed from mutagenic to nonmutagenic by intestinal bacteria in human intestine.
Wang, Siran;Li, Junfeng;Zhao, Jie;Dong, Zhihao;Shao, Tao
Animal Bioscience
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제35권8호
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pp.1162-1173
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2022
Objective: This study aimed to investigate the fermentation profiles, bacterial community and predicted metabolic characteristics of Sudangrass (Sorghum sudanense Stapf.) during ensiling. Methods: First-cutting Sudangrass was harvested at the vegetative stage and ensiled in laboratory-scale silos (1 L capacity). Triplicate silos were sampled after 1, 3, 7, 15, 30, and 60 days of ensiling, respectively. The bacterial communities on day 3 and 60 were assessed through high-throughput sequencing technology, and 16S rRNA-gene predicted functional profiles were analyzed according to the Kyoto encyclopedia of genes and genomes using Tax4Fun. Results: The Sudangrass silages showed good fermentation quality, indicated by higher lactic acid contents, and lower pH, butyric acid and ammonia nitrogen contents. The dominant genus Lactococcus on day 3 was replaced by Lactobacillus on day 60. The metabolism of amino acid, energy, cofactors and vitamins was restricted, and metabolism of nucleotide and carbohydrate was promoted after ensiling. The 1-phosphofructokinase and pyruvate kinase of bacterial community seemed to play important roles in stimulating the lactic acid fermentation, and the promotion of arginine deiminase could help lactic acid bacteria to tolerate the acidic environment. Conclusion: High-throughput sequencing technology combined with 16S rRNA gene-predicted functional analyses revealed the differences during the early and late stages of Sudangrass ensiling not only for distinct bacterial community but also for specific functional metabolites. The results could provide a comprehensive insight into bacterial community and metabolic characteristics to further improve the silage quality.
Min-Jung Ku;Michelle A. Miguel;Seon-Ho Kim;Chang-Dae Jeong;Sonny C. Ramos;A-Rang Son;Yong-Il Cho;Sung-Sill Lee;Sang-Suk Lee
Journal of Animal Science and Technology
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제65권5호
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pp.951-970
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2023
This study utilized Italian ryegrass silage (IRGS) - based total mixed ration (TMR) as feedstuff and evaluated its effects on rumen fermentation, growth performance, blood parameters, and bacterial community in growing Hanwoo heifers. Twenty-seven Hanwoo heifers (body weight [BW], 225.11 ± 10.57 kg) were randomly allocated to three experimental diets. Heifers were fed 1 of 3 treatments as follows: TMR with oat, timothy, and alfalfa hay (CON), TMR with 19% of IRGS (L-IRGS), and TMR with 36% of IRGS (H-IRGS). Feeding high levels of IRGS (H-IRGS) and CON TMR to heifers resulted in a greater molar proportion of propionate in the rumen. The impact of different TMR diets on the BW, average daily gain, dry matter intake, and feed conversion ratio of Hanwoo heifers during the growing period did not differ (p > 0.05). Furthermore, the blood metabolites, total protein, albumin, aspartate aminotransferase, glucose, and total cholesterol of the heifers were not affected by the different TMR diets (p > 0.05). In terms of rumen bacterial community composition, 264 operational taxonomic units (OTUs) were observed across the three TMR diets with 240, 239, and 220 OTUs in CON, L-IRGS, and H-IRGS, respectively. IRGS-based diets increased the relative abundances of genera belonging to phylum Bacteroidetes but decreased the abundances of genus belonging to phylum Firmicutes compared with the control. Data showed that Bacteroidetes was the most dominant phylum, while Prevotella ruminicola was the dominant species across the three TMR groups. The relative abundance of Ruminococcus bromii in the rumen increased in heifers fed with high inclusion of IRGS in the TMR (H-IRGS TMR). The relative abundance of R. bromii in the rumen significantly increased when heifers were fed H-IRGS TMR while P. ruminicola increased in both L-IRGS and H-IRGS TMR groups. Results from the current study demonstrate that the inclusion of IRGS in the TMR is comparable with the TMR containing high-quality forage (CON). Thus, a high level of IRGS can be used as a replacement forage ingredient in TMR feeding and had a beneficial effect of possibly modulating the rumen bacterial community toward mainly propionate-producing microorganisms.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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