구멍갈파래류 사료첨가제 급여와 연령에 따른 한우 장내메탄생성균 군집 변화와 미생물 군집 다양성 비교 분석

Comparative Analysis of Gut Microbiota and Methanogenic Archaea in Korean Cattle Based on Age and Feed with Ulva sp. Additive

최근 반추위동물의 장내 메탄가스 생성 조절의 관심이 높아짐에 따라 장내 미생물의 청사진을 밝히는 연구의 중요성이 증가하고 있다. 최근 발달된 기술을 적용함에도 불구하고 아직 반추위 동물의 장내 미생물 균총 결과데이터는 많이 부족한 실정이다. 본 연구는 반추위 동물 중 한우의 위장관계 미생물 군집 분석을 조사하기 위해 반추위액, 분변 그리고 구멍갈파래류사료 첨가에 따른 미생물 군집 분석를 수행하였다. 위장관계 미생물 군집 분석 결과, 분면 및 위액 모든 샘플에서 Firmicutes가 우점하는 것으로 나타났으며, 위액과 분변 샘플 차이에 따라 우점하는 미생물이 달랐을 뿐만 아니라 암소와 달리 육성우에서 박테리아(Spirochetes)와 고세균(Methanocorpusculum)이 각각 우점하면서 한우의 연령에 따라 분변 내 미생물 군집 구조가 다른 것을 확인하였다. Paeniclostridium ghonii 그룹의 경우 분변에 우점하여 carbohydrate의 함유량에 따른 소화 능력 정도를 간접적으로 파악할 수 있었다. 특히, Methanosphaera_uc 종의 경우 구멍갈파래류 첨가사료제 급여 소의 샘플에서 매우 낮은 농도로 확인되어 급여 조건에 따른 메탄생성균의 군집 내 비율이 달라질 수 있음을 확인하였다. 본 연구를 기반으로 축사 생육 환경 및 생애주기에 따른 미생물의 탐색과 그에 따른 특화된 생균제 개발에 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 나아가 장내 메탄생성균 조절을 위한 구멍갈파래류 사료 첨가제 개발 연구를 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

The growing interest in regulating methane production in ruminants has highlighted the importance of elucidating the blueprint of gastrointestinal microbiota. Despite advancements in analytical techniques, data on the microbial communities in ruminants' gastrointestinal systems remain limited. This study aimed to investigate the microbial communities in the gastrointestinal tract of Korean native cattle (Hanwoo) by analyzing rumen fluid, feces, and the impact of dietary Ulva sp. supplementation. Results revealed that Firmicutes dominated across all rumen fluid and fecal samples. However, differences in dominant microbial taxa were observed between rumen fluid and fecal samples, as well as between calves and growing cattle. In calves, Spirochetes and Methanocorpusculum were predominant, indicating age-dependent differences in the microbial community structure. The prevalence of Paeniclostridium ghonii in feces provided indirect insights into the digestive capacity influenced by carbohydrate content. Notably, Methanosphaera_uc was detected at very low levels in Ulva sp.-supplemented cattle, suggesting that dietary conditions can alter the composition of methanogenic archaeal communities. These findings offer foundational data for the exploration of microbial communities in response to environmental and life cycle variables in cattle. Furthermore, this study could be useful data for the development of green seaweed(Ulva sp.)-based additives, to regulate methanogenic archaea in ruminants.