The effects of sequential inoculation of mixed rumen protozoa on the degradation of orchard grass cell walls by anaerobic fungus Anaeromyces mucronatus 543

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Abstract:

The effects of protozoa on the degradation of plant cell walls (CW) during different growth stages of the fungus Anaeromyces mucronatus have been investigated. Since fungi show a marked lag in their in vitro cultures and many protozoa rapidly die during a prolonged incubation time, the effects of protozoa may vary according to the growth phase of the fungi. Therefore, the approach adopted was (i) to inoculate CW with fungus monoculture, (ii) to inoculate CW with fungus-protozoa coculture, or (iii) to sequentially inoculate fungal cultures that had been grown in CW for 24 (initial stage of growth), 48, and 72 h (late stage of growth) with mixed protozoa. When a fungus was associated with protozoa, a growth phase dependent effect was observed. Ruminal protozoa adversely affected the growth and activity when introduced in the initial growth stage of A. mucronatus, but a synergetic interaction was detected when added to late growth stage cultures. Although there is no immediate explanation for these results, the data suggested that protozoa can engulf the fungal zoospores, which are in ruminal fluids and (or) attached to small feed particles, but cannot engulf the fungal thallus that is tightly attached to feed particles by a rhizoidal system. Our data indicated that the protozoa did not influence cellulolysis by the fungi in exponential and (or) stationary phase, but they had a marked inhibitory effect on fungi that were in lag phase. Inhibition during lag phase could result from the protozoal predation of fungal zoospores that had failed to attach to substrates.Key words: rumen fungi, rumen protozoa, cellulose digestion, cellulase activity, interactions.

La présente étude a vérifié l'influence de divers protozoaires sur le champignon Anaeromyces mucronatus à différents stades de croissance qui est responsable de la dégradation de la paroi cellulaire (CW) des cellules végétales. Comme dans des cultures in vitro, les champignons ont une période de latence relativement longue et que d'autre part plusieurs protozaires meurent rapidement lors d'une exposition prolongée, les effets des protozoaires peuvent donc varier selon la phase de croissance des champignons. L'approche que nous avons choisie a été d'inoculer les CW avec (i) une culture pure de champignon, (ii) une co-culture champignon-protozoaire ou (iii) d'inoculer de façon séquentielle des cultures fongiques qui avaient été cultivées sur CW pendant 24 (phase initiale de croissance), 48 et 72 h (phases tardives de croissance) avec un mélange de protozoaires. Lorsque le champignon est associé avec les protozoaires, nous avons observé des effets reliés à la phase de croissance. Les protozoaires provenant du rumen ont un effet adverse sur la croissance et l'activité lorsqu'ils sont introduits au stade initial de croissance de l'A. mucronatus, mais ces protozoaires ont un effet de synergie lorsqu'ils sont ajoutés à des cultures en phase tardive. Nous n'avons pas d'explication immédiate à ces observations, mais les résultats suggèrent que les protozoaires pourraient ingérer les zoospores fongiques qui sont dans les liquides du rumen et (ou) attachées à des petites particules nutritives, mais ces protozoaires seraient incapables d'ingérer le thalle fongique qui est solidement fixé aux particules nutritives par un système rhizoïdal. Nos résultats indiquent que les protozoaires n'influencent pas l'activité cellulolytique des champignons en phase exponentielle et (ou) stationnaire, mais ils ont un effet inhibiteur marqué sur les champignons en phase de latence. Cette inhibition observée en phase de latence pourrait résulter d'une prédation par les protozoaires des zoospores fongiques qui n'ont pas réussi à s'attacher à des substrats.Mots clés : champignons du rumen, protozoaires du rumen, digestion de la cellulose, activité cellulase, interactions.[Traduit par la Rédaction]
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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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