Metagenomic Analysis of Koumiss in Kazakhstan
Creators
- 1. Nazarbayev University
- 2. Center for Life Sciences
- 3. L. N. Gumilyov Eurasian National University
Description
Introduction. Koumiss is a low-alcohol product made from fermented mare's milk, which is popular in Kazakhstan, Russia, and other countries of Central Asia, China, and Mongolia. Natural mare's milk is fermented in symbiosis of two types of microorganisms (lactobacteria and yeast). Koumiss's microbial composition varies depending on the geographical, climatic, and cultural conditions. Based on a phenotypic characteristic from samples, Wu, R. and colleagues identified the following bacteria isolated in inner Mongolia, an autonomous region of China: L.casei, L.helveticus, L.plantarum, L.coryniformis subsp. coryniformis, L.paracasei, L.kefiranofaciens, L.curvatus, L.fermentum, and W.kandleri. Studies of the yeast composition in koumiss also showed significant variations. Thus, there were Saccharomyces unisporus related 48.3% of isolates, to Kluyveromyces marxianus (27.6%), Pichia membranaefaciens (15.0%), and Saccharomyces cerevisiae (9.2%) from 87 isolated yeast cultures. The purpose of this study was to examine the bacterial composition in koumiss.Methods. To extract DNA, 1.8 ml of fermented milk was centrifuged to generate a pellet, which was suspended in 450 µl of lysis buffer P1 from the Powerfood Microbial DNA Isolation kit (MoBio Laboratories Inc, USA). Amplification of the microflora was used to determine the composition of a fragment of the gene 16S rRNA and ITS1. Plasmid library with target insertion was obtained on the basis of height copy plasmid vectors producing high pGem-T. The definition of direct nucleotide sequencing was performed by the method of Sanger using a set of "BigDye Terminanor v 3.1 Cycle sequencing Kit with automatic genetic analyzer ABI 3730xl (Applied Biosystems, USA). Informax Vector NTI Suite 9, Sequence Scanner v 1.0 software package used for the analysis.Results. Our studies showed that in the most samples of koumiss isolated from Akmola region (Central Kazakhstan) prevailed the following bacteria species: Lactobacillus diolivorans, Lactobacillus acidophilus, L. casei, L. curvatus yeast genus Torula (62.4%) and Saccharomyces cerevisiae (37.6%).Conclusion. Thus, the first metagenomic research of koumiss, which was conducted in Kazakhstan, showed significant variations in microbial composition.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
مقدمة. Koumiss هو منتج منخفض الكحول مصنوع من حليب الفرس المخمر، وهو شائع في كازاخستان وروسيا ودول أخرى في آسيا الوسطى والصين ومنغوليا. يتم تخمير حليب الفرس الطبيعي في تعايش نوعين من الكائنات الحية الدقيقة (البكتيريا اللبنية والخميرة). يختلف التركيب الميكروبي لكوميس باختلاف الظروف الجغرافية والمناخية والثقافية. استنادًا إلى سمة النمط الظاهري من العينات، حدد وو، ر. وزملاؤه البكتيريا التالية المعزولة في منغوليا الداخلية، وهي منطقة مستقلة في الصين: L.casei و L.helveticus و L.plantarum و L.coryniformis subsp. coryniformis و L.paracasei و L.kefiranofaciens و L.curvatus و L.fermentum و W.kandleri. كما أظهرت الدراسات التي أجريت على تركيبة الخميرة في الكوميس اختلافات كبيرة. وهكذا، كانت هناك السكريات أحادية الأبواغ مرتبطة بنسبة 48.3 ٪ من العزلات، إلى الكلوفيروميسس ماركسيانوس (27.6 ٪)، Pichia membranaefaciens (15.0 ٪)، و Sacaromyces cerevisiae (9.2 ٪) من 87 مزرعة خميرة معزولة. كان الغرض من هذه الدراسة هو فحص التركيب البكتيري في koumiss.Methods. لاستخراج الحمض النووي، تم طرد 1.8 مل من الحليب المخمر مركزيًا لتوليد بيليه، والذي تم تعليقه في 450 ميكرولتر من المخزن المؤقت للتحلل P1 من مجموعة عزل الحمض النووي الميكروبي Powerfood (مختبرات MoBio، الولايات المتحدة الأمريكية). تم استخدام تضخيم البكتيريا الدقيقة لتحديد تكوين جزء من الجين 16S rRNA و ITS1. تم الحصول على مكتبة البلازميد مع الإدراج المستهدف على أساس ناقلات البلازميد عالية الارتفاع التي تنتج pGem - T. تم تنفيذ تعريف تسلسل النيوكليوتيدات المباشر بطريقة سانجر باستخدام مجموعة من "BigDye Terminanor v 3.1 مجموعة تسلسل الدورة مع المحلل الجيني التلقائي ABI 3730xl (النظم الحيوية التطبيقية، الولايات المتحدة الأمريكية). حزمة برامج Informax Vector NTI Suite 9، Sequence Scanner v 1.0 المستخدمة للتحليل. النتائج. أظهرت دراساتنا أنه في معظم عينات الكوميس المعزولة من منطقة أكمولا (وسط كازاخستان) سادت أنواع البكتيريا التالية: العصية اللبنية ثنائية الآفات، العصية اللبنية الحمضية، L. casei، L. curvatus جنس الخميرة Torula (62.4 ٪) و Saccharomyces cerevisiae (37.6 ٪). الخلاصة. وهكذا، أظهر أول بحث ميتاجينومي لـ koumiss، والذي أجري في كازاخستان، اختلافات كبيرة في التركيب الميكروبي.Translated Description (French)
Introduction. Le Koumiss est un produit à faible teneur en alcool fabriqué à partir de lait de jument fermenté, populaire au Kazakhstan, en Russie et dans d'autres pays d'Asie centrale, en Chine et en Mongolie. Le lait naturel de jument est fermenté en symbiose de deux types de micro-organismes (lactobactéries et levures). La composition microbienne de Koumiss varie en fonction des conditions géographiques, climatiques et culturelles. Sur la base d'une caractéristique phénotypique d'échantillons, Wu, R. et ses collègues ont identifié les bactéries suivantes isolées en Mongolie intérieure, une région autonome de Chine : L.casei, L.helveticus, L.plantarum, L.coryniformis subsp. coryniformis, L.paracasei, L.kefiranofaciens, L.curvatus, L.fermentum et W.kandleri. Les études de la composition de la levure dans le koumiss ont également montré des variations significatives. Ainsi, 48,3 % des isolats étaient liés à Saccharomyces unisporus, à Kluyveromyces marxianus (27,6 %), Pichia membranaefaciens (15,0 %) et Saccharomyces cerevisiae (9,2 %) provenant de 87 cultures de levures isolées. Le but de cette étude était d'examiner la composition bactérienne dans koumiss.Méthodes. Pour extraire l'ADN, 1,8 ml de lait fermenté a été centrifugé pour générer un culot, qui a été mis en suspension dans 450 µl de tampon de lyse P1 du kit Powerfood Microbial DNA Isolation (MoBio Laboratories Inc, USA). L'amplification de la microflore a été utilisée pour déterminer la composition d'un fragment du gène 16S ARNr et ITS1. La banque de plasmides avec insertion de cible a été obtenue sur la base de vecteurs plasmidiques de copie en hauteur produisant un pGem-T élevé. La définition du séquençage direct des nucléotides a été réalisée par la méthode de Sanger en utilisant un ensemble de « BigDye Terminanor v 3.1 Cycle sequencing Kit with automatic genetic analyzer ABI 3730xl (Applied Biosystems, USA). Informax Vector NTI Suite 9, logiciel Sequence Scanner v 1.0 utilisé pour l'analyse.Résultats. Nos études ont montré que dans la plupart des échantillons de koumiss isolés de la région d'Akmola (Kazakhstan central) prévalaient les espèces de bactéries suivantes : Lactobacillus diolivorans, Lactobacillus acidophilus, L. casei, L. curvatus levure genre Torula (62,4%) et Saccharomyces cerevisiae (37,6%).Conclusion. Ainsi, la première recherche métagénomique du koumiss, qui a été menée au Kazakhstan, a montré des variations significatives dans la composition microbienne.Translated Description (Spanish)
Introducción. Koumiss es un producto bajo en alcohol hecho de leche de yegua fermentada, que es popular en Kazajstán, Rusia y otros países de Asia Central, China y Mongolia. La leche de yegua natural se fermenta en simbiosis de dos tipos de microorganismos (lactobacterias y levaduras). La composición microbiana de Koumiss varía según las condiciones geográficas, climáticas y culturales. Basándose en una característica fenotípica de las muestras, Wu, R. y sus colegas identificaron las siguientes bacterias aisladas en el interior de Mongolia, una región autónoma de China: L.casei, L.helveticus, L.plantarum, L.coryniformis subsp. coryniformis, L.paracasei, L.kefiranofaciens, L.curvatus, L.fermentum y W.kandleri. Los estudios de la composición de la levadura en koumiss también mostraron variaciones significativas. Por lo tanto, hubo Saccharomyces unisporus relacionado con el 48,3% de los aislados, con Kluyveromyces marxianus (27,6%), Pichia membranaefaciens (15,0%) y Saccharomyces cerevisiae (9,2%) de 87 cultivos de levadura aislados. El propósito de este estudio fue examinar la composición bacteriana en koumiss.Methods. Para extraer el ADN, se centrifugaron 1,8 ml de leche fermentada para generar un sedimento, que se suspendió en 450 µl de tampón de lisis P1 del kit Powerfood Microbial DNA Isolation (MoBio Laboratories Inc, EE. UU.). La amplificación de la microflora se utilizó para determinar la composición de un fragmento del gen 16S rRNA e ITS1. La biblioteca de plásmidos con inserción diana se obtuvo sobre la base de vectores plasmídicos de copia en altura que producen un alto pGem-T. La definición de secuenciación directa de nucleótidos se realizó mediante el método de Sanger utilizando un conjunto de "BigDye Terminanor v 3.1 Cycle sequencing Kit with automatic genetic analyzer Abi 3730xl (Applied Biosystems, EE. UU.). Informax Vector NTI Suite 9, paquete de software Sequence Scanner v 1.0 utilizado para el análisis. Resultados. Nuestros estudios mostraron que en la mayoría de las muestras de koumiss aisladas de la región de Akmola (Kazajstán Central) prevalecieron las siguientes especies de bacterias: Lactobacillus diolivorans, Lactobacillus acidophilus, L. casei, L. curvatus género de levadura Torula (62,4%) y Saccharomyces cerevisiae (37,6%). Conclusión. Por lo tanto, la primera investigación metagenómica de koumiss, que se realizó en Kazajstán, mostró variaciones significativas en la composición microbiana.Files
187.pdf
Files
(301.8 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:3b77d022998f43731ed691f586bc0d59
|
301.8 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التحليل الميتاجينومي لكوميس في كازاخستان
- Translated title (French)
- Analyse métagénomique de Koumiss au Kazakhstan
- Translated title (Spanish)
- Análisis metagenómico de Koumiss en Kazajstán
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W1563886293
- DOI
- 10.5195/cajgh.2014.163