Aus dem Institut für Pflanzenbau und Tierhygiene
in den Tropen und Subtropen den Georg-August-Universität Göttingen
und dem Institut für angewandte Biotechnologie der Tropen

 

 

Untersuchungen zur Identifizierung von Clostridia-Feldstämmen von Wiederkäuern aus dem Nordosten Mexikos mittels gaschromatographischer Methoden

 

 

Dissertation
zur Erlangung des Doktorgrades
des Fachbereiches Agrarwissenschaften
der Georg-August-Universität Göttingen

 

vorgelegt von
José González Salinas
aus
Monterrey, Mexiko

 

Göttingen, den 11.05.1995

 

 

 

 

D7

1. Referent: Prof. Dr. H. S. H. Seifert
2. Korreferent: Prof. Dr. F. Schmidt

Tag der mündlichen Prüfungen: 29. Juni 1995

 

 

 

 

INHALTSVERZEICHNIS

 

1 Einleitung
   
   
2 Bibliographie
   
2.1 Mexiko: Allgemeine und landwirtschaftliche Aspekte
2.1.1 Geographie
2.1.2 Klima
2.1.3 Vegetation
2.1.4 Tierproduktion
2.1.4.1 Tierproduktion unter dem sozialen „Ejido"-Besitzform
2.1.4.2 Tierproduktion unter dem privaten Besitzform
2.1.4.3 Hygienestatus
2.2 Das nordöstliche Gebiet Mexikos
2.2.1 Klima
2.2.2 Boden
2.2.3 Vegetation
2.2.4 Sozioökonomische Strukturen
2.2.4.1 Nuevo León
2.2.4.2 Tamaulipas
2.2.5 Tierproduktion
2.2.5.1 Hygienesituation
2.2.5.2 Bedeutung der clostridialen Erkrankungen in Nordost Mexiko
2.3 Die Gattung Clostridium
2.3.1 Für Nutztiere pathogene Clostridien
2.3.1.1 Clostridium botulinum
2.3.1.2 Clostridium chauvoei
2.3.1.3 Clostridium difficile
2.3.1.4 Clostridium haemolyticum
2.3.1.5 Clostridium histolyticum
2.3.1.6 Clostridium novyi
2.3.1.7 Clostridium perfringens
2.3.1.8 Clostridium septicum
2.3.1.9 Clostridium sordelli
2.3.1.10 Clostridium tetani
2.4 Clostridiosen als Seuchenkomplexe
2.4.1 Gasödemkomplex
2.4.1.1 Ätiologie
2.4.1.2 Infektionswege
2.4.1.3 Pathogenese
2.4.1.4 Symptome
2.4.1.5 Therapie
2.4.1.6 Prophylaxe
2.4.1.7 Das Göttinger Bioreaktor System
2.4.2 Enterotoxämie-Komplex
2.4.2.1 Ätiologie
2.4.2.2 Auslösende Faktoren für das Auftreten der Enterotoxämie
2.4.2.3 Symptome und Diagnose der Enterotoxämie
2.4.2.4 Therapie
2.4.2.5 Prophylaxe
2.4.3 Der Toxikationskomplex
2.4.3.1 Botulismus
2.4.3.1.1 Ätiologie und Verbreitung
2.4.3.1.2 Pathogenese
2.4.3.1.3 Symptome
2.4.3.1.4 Therapie
2.4.3.1.5 Prophylaxe
2.4.3.2 Tetanus
2.4.3.2.1 Ätiologie
2.4.3.2.2 Pathogenese
2.4.3.2.3 Symptome
2.4.3.2.4 Therapie und Prophylaxe
2.5 Identifizierung von Clostridien
2.5.1 Verfahren und Systeme der Identifizierung
2.5.2 Anwendung von numerischer Klassifizierung und EDV in der Bakteriologie
2.5.2.1 Datenstruktur
2.5.2.2 Ähnlichkeits- und Distanzberechnung
2.5.2.3 Klassifizierung und Anwendungen
2.5.3 Anwendung der Gaschromatographie in der Bakterienidentifizierung
2.5.3.1 Gaschromatographische Untersuchungen bei Clostridium
2.5.3.2 Entwicklung der gaschromatographischen Verfahren am Institut für Tropentierhygiene in den Tropen und Subtropen, Göttingen
   
   
3 Material und Methoden
   
3.1 Untersuchungsmaterial
3.1.1 Beimpfung
3.1.2 Aufbewahrung der Isolate
3.2 Bakteriologische Untersuchungen
3.2.1 Aufzuchtmedien
3.2.2 Aufzucht der Isolate post Aufbewahrung
3.2.3 Morphologische Beurteilung der Kolonien
3.2.4 Zellmorphologische Beurteilung
3.3 Biochemische Untersuchungen
3.3.1 Phosphatase Test
3.3.2 Katalase Test
3.4 Erfassung der Pathogenität der Feldstämme
3.4.1 Tierversuche an Mäuse
3.4.2 Tierversuche an Meerschweinchen
3.5 Referenzmaterial
3.6 Gaschromatographische Analyseverfahren
3.6.1 Gerätekombination und Trennsäulen
3.6.2 Dampfraumanalyse der Stoffwechselprodukte: Alkohole und kurzkettige Fettsäure
3.6.2.1 Probenaufbereitung
3.6.2.2 Arbeits- und Temperaturprogramme für Gaschromatographen
3.6.2.3 Standardlösung für Dampfraumanalyse
3.6.2.4 Integrationsmethode
3.6.3 Gaschromatographische Analyse der Fettsäuremethylester (FAME)
3.6.3.1 Standardlösung der nachzuweisenden Komponenten
3.6.3.2 Probenaufbereitung
3.6.3.4 Integrationsmethode
3.7 EDV-gestützte Verarbeitung der Stammsammlungen und Klassifikation
3.7.1 Übertragung der gaschromatographischen Analysen in das EDV-System
3.7.2 Durchführung der automatischen Klassifikation
3.8 Numerische Klassifizierung der Stämme anhand der GC-Analysen
3.8.1 Datenstruktur
3.8.2 Clusteranalyse
3.8.3 c 2 Distanzmaß
3.8.4 Korrelationskoeffizient
3.9 Identifikation
   
   
4 Ergebnisse
   
4.1 Bakteriologische Ergebnisse
4.2 Ergebnisse aus der Analyse der Alkohole und kurzkettigen Fettsäuren
4.3 Ergebnisse aus der FAME Analyse der langkettigen Fettsäuren aus der Bakterienzelle
4.4 Numerische Zuordnung der Feldstämme anhand der gaschromatographischen Analyse
4.4.1 Clostridium chauvoei / Clostridium septicum
4.4.2 Clostridium sordelli / Clostridium bifementans / pathogene Feldstämme)
4.4.3 Clostridium botulinum
4.4.4 Clostridium haemolyticum
4.4.5 Clostridium novyi A
4.4.6 Clostridium perfringens
4.4.7 Zugeordnete apathogene Stämme
4.4.8 Nicht zugeordnete Stämme
4.4.9 Gruppen pathogener zu Referenzstämme nicht zugeordnete Stämme mit ähnlichem Fettsäuremuster
4.4.9.1 Feldstämme Gruppe 1
4.4.9.2 Feldstämme Gruppe 2
4.4.9.3 Feldstämme Gruppe 3
4.4.9.4. Feldstämme Gruppe 4
4.4.9.5 Feldstämme Gruppe 5
   
   
5 Diskussion
   
5.1 Bakteriologische Untersuchungen
5.2 Gaschromatographische Untersuchungen
5.3 Datenstruktur und Datenverarbeitung
5.4 Referenzdatenbank
5.5 Datenbank der Feldisolate
   
   
6 Zusammenfassung
   
   
7 Literaturverzeichnis
   
   
8 Anhang
   

 

 

Liste der Abkürzungen

 

BIL Brutto-Inlands-Produkt
BIS Bacterial-Identification-System (Computerprogramm)
C1, C2, etc Angabe der Zahl der Kohlenstoffatome
DRF Dampfraum-Flasche
FAME Fatty-Acid-Methyl-Ester
FFS Flüchtige Fettsäuren
FID Flammen-Ionisations-Detektor
GC Gaschromatograph
HS-Methode Head-Space-Methode
i.D. innerer Durchmesser
kPA Kilo-Pascal
LCI Integrator
LOGIT Logit-Transformation
m/m Masseneinheit pro Masseneinheit
m/v Masseneinheit pro Volumeneinheit
PTFE Poly-Tetra-Fluor-Äthylen
Stb. Stäbchen
v/v Volumeneinheit pro Volumeneinheit