کاربرد مهندسی ژنتیک باکتریهای شکمبه در بهبود بازده تغــذیه نشخــوارکنندگان

دسته‌بندی: تغذیه دام
کاربرد مهندسی ژنتیک باکتریهای شکمبه در بهبود بازده تغــذیه نشخــوارکنندگان
کاربرد  مهندسی ژنتیک باکتریهای شکمبه در بهبود بازده تغــذیه نشخــوارکنندگان مقدار غذایی که برای حفظ سطح تولید گاوهای پرتولید امروزی لازم است با آنچه که میکروارگانیسمهای مسئول هضم غذا در شکمبه قادر به هضم آن می باشد ، مطابقت ندارد . این موضوع در مورد مواد الیافی گیاهان بیشتر مصداق دارد . در نتیجه حیوانات پر تولید برای تامین نیاز ، محتاج جیره هایی با قابلیت هضم بالا و غنی از انرژی و پروتئین می باشند. مصرف مواد کنسانتره به همراه مواد علوفه ای اهمیت و ارزش اصلی حیوانات نشخوار کننده که همانا مصرف غذاهای غیر قابل استفاده توسط سایر حیوانات را مشخص می کند . میکروبیولوژیست های شکمبه در اهداف دراز مدت در پی یافتن راهکارهایی هستند تا با تاکتیکهای مهندسی ژنتیک سویه هایی از باکتریهای شکمبه را که باعث بهبود عملکرد دام می شوند را افزایش دهند و نتیجتاً بخش عمده ای از نیازهای غذایی نشخوار کنندگان را از جیره های حاوی علوفه و مواد سیلو شده تامین کنند و مصرف کنسانتره های پروتئینی و دانه غلات را کاهش دهند . دست کاریهای ژنتیکی باکتریهای شکمبه مبتنی بر تکنیکهای DNA نوترکیب می باشد. امروزه امکان کلون کردن ژنها از طریق ناقل های خاص شناخته شده و همچنین روشهای معرفی DNA بداخل چند سویه از باکتریهای شکمبه افزایش یافته است . دیدگاه دیگر دستکاریهای ژنتیکی میکروارگانیسمهای شکمبه ، طراحی ژنهای سنتتیکی است که ترتیب اسیدهای آمینه ای که این ژنها در باکتریهای شکمبه کد می کنند را تغییر دهد .   منبع اصلی پروتئین جیره نشخوارکنندگان ، پروتئین میکروبی تولید شده در شکمبه می باشد . برای تولید شیر ، لیزین (Lys) و متیونین (Met) ، اولین و دومین اسیدآمینه ی محدود کننده می باشند که نسبت لیزین به متیونین در پروتئین میکروبی۵:۱۵ می باشد . تغییر در ترتیب اسیدآمینه ی پروتئین میکروبی ، افق جدیدی را برای افزایش تولید نشخوارکنندگان نمایان می سازد . توانایی شکمبه برای تخمیر خوراکهایی با کیفیت پایین از طریق چند عامل محدود می شود که عبارتند از : ۱) حجم شکمبه ۲) زمان مورد نیاز برای هضم خوراک در شکمبه ۳) توانایی حیوان در جویدن غذا در حال حاضر بخش عمده ای از اقتصاد کشاورزی دنیا ، متکی بر حیوانات نشخوار کننده ، بویژه گاوهای گوشتی و شیرده میباشد. کل عایدات حاصله از صنعت گاو گوشتی و شیرده کانادا بالغ بر ۶ میلیون دلار می باشد که این با هزینه ای معادل ۵ میلیون دلار همراه است . متخصصان مهندسی ژنتیک درصدد هستند تا با بهبود خصوصیات باکتریهای شکمبه ظرفیت تخمیر مواد در شکمبه را افزایش داده و با جایگزین کردن علوفه کم ارزش به جای مکمل های غذایی در جیره نشخوار کنندگان سالانه ۵/۰ میلیون دلار در صنعت گاو شیرده و گوشتی صرفه جویی کنند. علت محدودیتهای موثر بر تولید نشخوارکننگان دقیقاً معلوم نیست ولی مورد زیر می توان اشاره کرد : ۱) سرعت تجزیه الیگوساکاریدها توسط میکــــــروارگانیزمهای شکمبه ۲) رقابت تولیدات تخمیر در شکمبه با نیازهای غذایی حیوانات ۳) اثرات منفی مسیرهای متابولیکی برخی باکتریهای موجود در شکمبه بر بازده خوراک نظیر تولیدات ایجاد باکتریهای سنتتیک که با سویه های موجود در شکمبه سازگار باشد راهـــی مناسب برای گریز از این محدودیت ها می باشد. یکی از جدیدترین دیدگاههای سال ۲۰۰۰ در مورد دستکاریهای ژنتیکی میکروبهای شکمبه استفاده از باکتریوسینها (Bacterocin) می باشد. باکتریوسینها دسته ای از پروتئینهای سمی هستند که توسط باکتریها تولید می شوند . این مواد ممکن است بعنوان ابزاری برای کنترل و تعدیل جمعیت میکروبی شکمبه به شمار آیند . باکتریوسین ها بوسیله یک ژن کد می شوند که در پلاسما و بصورت ریبوزومی سنتز می شوند و اغلب باکتریوسینها روی باکتریهای گرم مثبت موثرند . استرپتوکوکوس بروسیس طی یک سری مطالهات بعنوان یک تولیدکننده ی احتمالی باکتریوسین شناسایی شده است . درطی یک مطالعه گزارش شده که Ruminococos albus که یک باکتری گرم مثبت با فعالیت سلولاتیک می باشد ، یک باکتریوسین تولید می کند که از رشد R.Flave faciens که آن هم یک باکتری سلولاتیک است جلوگیری می کند ولی باکتری گرم منفی با فعالیت سلولاتیک است را تحت تاثیر قرار نمی دهد . یک باکتریوسین ویژه می تواند اثر خودرا روی دامنه وسیعی از میکروبها اعمال کند . از این موضوع در مهندسی ژنتیک به دو صورت استفاده می شود : ۱) ایجاد باکتریهای سفید که با تولید باکتریوسین خاص ، جمعیت غالب شکمبه را بخود اختصاص داده و فرآیند تخمیر را بهبود بخشد . ۲) تولید باکتریهای تغییر پتانسیل یافته که در مقابل سایر باکتریهای تولید کننده باکتریهای تولید کننده باکتریوسین مقاوم باشند . بوجود آوردن چنین تغییراتی در شکمبه در آینده ای نه چندان دور میسر خواهد شد و نتایجی همچون بهبود بازده تولید و تغییر در ترکیبات شیر را موجب خواهد شد. منبع : http://damparvaranejavan.blogspot.com