Úvodní popis problematiky:

Metan je jedním z významných skleníkových plynů, které přispívají ke globálnímu oteplování. Emise metanu jsou závažným environmentálním problémem, který vyžaduje okamžitou pozornost a výzkum možných způsobů řešení. Tento skleníkový plyn je produkován v procesu metanogeneze v prostředí bachoru přežvýkavců.

Cílem této diplomové práce je zhodnotit možnosti snížení emisí metanu u dobytka prostřednictvím ovlivnění aktivity vybraných zástupců bachorové mikroflóry. Bachorová mikroflóra hraje klíčovou roli v trávicím procesu dobytka mimo jiné právě produkcí metanu. Hledáme způsoby, jak tuto mikroflóru ovlivnit tak, aby došlo k poklesu emisí metanu, aniž by mělo negativní vliv na zdraví a výkonnost dobytka.

Plán experimentů:

1. Charakterizace bachorové mikroflóry: Prvním krokem bude provedení analýzy bachorové mikroflóry u hovězího dobytka. Tato analýza by měla identifikovat mikroorganismy, které jsou zodpovědné za produkci metanu, ale i za produkci dalších klíčových metabolitů v tomto procesu (acidogenní a acetogenní bakterie, sulfát redukující bakterie apod.) na základě analýzy DNA. DNA bude izolována z bachorové tekutiny, bude provedeno sekvenování 16S rRNA a vyhodnocení výsledků.
2. Testování krmných aditiv - Experimenty se zaměří zejména na taniny jako potenciální fytoaditiva, která mohou ovlivnit aktivitu metanogenních archeí v bachoru. Taniny jsou přírodní látky, které se nacházejí v různých rostlinných druzích a byly prokázány jeho schopnosti inhibovat činnost metanogenních mikroorganismů. Bude provedena série testů, které zahrnují in vitro kultivace metanogenních archeí, jejichž DNA byla detekována v předchozím experimentu. Tyto testy proběhnou s různými koncentracemi taninů za účelem studia jejich vlivu na růst a metabolickou aktivitu těchto mikroorganismů, na produkci metanu. Produkce metanu budou monitorovány před, během a po aplikaci krmného aditiva do kultivačního média pomocí plynové chromatografie.
3. Statistická analýza a zhodnocení výsledků: Výsledky experimentů budou statisticky zpracovány a zhodnoceny, aby bylo možné posoudit účinnost použitých krmných aditiv a jejich minimální inhibiční koncentrace.

Zaměřením na metanogenní archea a fytoaditiva, konkrétně na taniny, bude diplomová práce přispívat k lepšímu pochopení mechanismů ovlivňujících emise metanu u dobytka a představí taniny jako možný prostředek ke snížení těchto emisí.

Student bude při zpracování diplomové práce vycházet z recentní vědecké literatury dostupné v databázích Web of Science, ScienceDirect, Scopus a dalších, případně u školitele.