Identification of Lactic Acid Bacterial Profile Effective on the Quality of Silages Prepared from Buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench) by DNA Fingerprinting Techniques

Abstract

In this study, it was aimed to obtain data about dominant strains and to determine lactic acid bacteria (LAB) profile in the silage samples prepared from buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench), grown in fields of the Faculty of Agriculture of Aydın Adnan Menderes University in Turkey's Aegean region, by using PCR-DNA-fingerprinting technique through M13 and (GTG)5 repeating sequence primers. In the study, 15 different silage samples prepared by adding 2 different concentrations (1.5x105-1.5x106 cfu g-1) of inoculant and 2 different concentrations (4-6 L t-1) of formic acid to buckwheat samples with different dry matter (DM) contents were used. First, DM, pH and Fleig points of 15 different silage samples, then total LAB numbers and the variety of LABs at genus level of these samples were determined. 50 isolates which were detected to be LAB from silage samples were obtained and Polymerase Chain Reaction (PCR) fingerprint profiles of these isolates were obtained using primers (GTG) 5 and M13 to detect LAB variety at species level. For the 50 LAB, a total of 52 loci with the M13 primer and 39 loci with the (GTG)5 primer were produced. The markers [M13 and (GTG)5] produced many different fragment profiles. According to the results of cluster and separation analysis, it was determined that both primers [M13 and (GTG)5] should be used for molecular characterization of LAB, isolated from silage samples. When samples with different DM ratio (20%, 30%, 40%) were examined in terms of microbial diversity and quality, 30% DM content came into prominence. The rise of the number of Enterococcus in samples with 30% and 40% DM content and the increase in silage quality in parallel shows that Enterococcus number can be effective on silage quality. Two of the isolates obtained in this study have the potential to become a silage starter. In the light of these data, it can be said that buckwheat silage containing 30% DM will be a quality silage with high LAB diversity and an alternative roughage.Bu çalışmada, Türkiye’nin Ege Bölgesi’nde yer alan Aydın Adnan Menderes Üniversitesi Ziraat Fakültesi deneme alanında yetiştirilen karabuğday (Fagopyrum esculentum Moench)’dan hazırlanan silaj örneklerindeki laktik asit bakteri (LAB) profillerinin M13 ve (GTG)5 tekrarlı dizi primerleri ile PCR-DNA-parmak izi tekniği kullanılarak belirlenmesi ve baskın suşlar hakkında veri elde edilmesi hedeflenmiştir. Çalışmada, farklı kuru madde (KM) içeriklerine sahip karabuğday örneklerine 2 farklı konsantrasyonda (1.5x105-1.5x106 kob g-1) inokulant ve 2 farklı konsantrasyonda (4-6 L t-1) formik asit ilave edilerek hazırlanan 15 farklı silaj örneği kullanılmıştır. İlk olarak 15 farklı silaj örneğinin KM, pH ve Fleig puanları, daha sonra bu örneklerin toplam LAB sayıları ve LAB’ların cins düzeyinde çeşitliliği belirlenmiştir. Silaj örneklerinden laktik asit bakterileri olduğu tespit edilen 50 izolat elde edilmiş ve LAB çeşitliliğini tür düzeyinde tespit etmek amacıyla (GTG)5 ve M13 primerleri kullanılarak bu izolatların Polimeraz Zincir Reaksiyonu (PZR) parmak izi profilleri elde edilmiştir. Çalışmada kullanılan 50 LAB izolatı için M13 primeri ile toplamda 52 lokus, (GTG)5 primeri ile 39 lokus üretilmiştir. Markör [M13 ve (GTG)5] sistemi, farklı LAB türlerine ait izolatlar arasında önemli bir değişkenlik sağlayan çok sayıda fragment üretmiştir. Kluster ve ayrım gücü analizi sonuçlarına göre silaj örneklerinin LAB profilinin moleküler karakterizasyonu için her iki primerin de [M13 ve (GTG)5] kullanılması gerektiği belirlenmiştir. Farklı KM oranına (% 20, % 30, % 40) sahip örnekler mikrobiyal çeşitlilik ve kalite açısından incelendiğinde, % 30 KM içeriği ön plana çıkmaktadır. Çalışmada, % 30 ve % 40 KM içerikli örneklerde Enterococcus sayısının artması ve buna paralel olarak silaj kalitesinin de artması silaj kalitesi üzerine Enterococcus sayısının etkili olabileceğini göstermektedir. Bu çalışmada elde edilen izolatlardan iki tanesinin silaj starteri olabilme potansiyeli bulunmaktadır. Bu veriler ışığında % 30 KM içeren karabuğday silajının yüksek LAB çeşitliliğine sahip kaliteli bir silaj ve alternatif kaba yem olacağı söylenebilir.