O efeito de probióticos fúngicos adicionados a uma dieta rica em grãos no trato gastrointestinal de ovinos / The effect of fungal probiotics added to a high-grain diet on the gastrointestinal tract of sheep

This study aimed to evaluate the microbiological and physicochemical characteristics of the ruminal fluid and histological characteristics of the gastrointestinal tract (GIT) of sheep on a high-grain diet containing the probiotic fungi Aspergillus terreus and Rhizomucor spp. The study included four treatment groups (without probiotic, with Rhizomucor spp., with Aspergillus terreus, and with a mixture of both fungi), and two types of corn (ground/whole), in a Completely Randomized Design (CRD) arranged in 4 x 2 factorial design. Santa Inês x Dorper lambs were housed in eight pens with five lambs each for 75 days. Rumen fluid was collected to study the rumen microbiological profile, macroscopic characteristics, ammonia nitrogen concentration, and microbiological activity. In addition, GIT samples were taken for histological analysis. Fluid analyses showed that the animals presented a low acidosis index. The samples presented a predominantly aromatic odor and blackish-brown color, indicating a neutral pH and high microbial activity. The rumen pH differed (P < 0.05) according to the level of processed corn consumed, being higher for ground grain corn (GGC). There was no difference for any of the microbiological communities analyzed (P > 0.05) (Lac+ and Lac- bacteria, fungi, yeasts, and protozoa). Six genera of facultative anaerobic fungi were identified in 15 observations. Cladosporium spp. was the most prevalent genus (46.66%), followed by Aspergillus spp. (26,66%). The width of the base of rumen papillae showed significant correlation being greater for GCG (P < 0.05) with Rhizomucor and for the control (P < 0.05). The rumen fluid of sheep on a high-grain diet with added Aspergillus terreus and Rhizomucor spp. showed no microbiological and physicochemical changes.

Objetivou-se avaliar as características microbiológicas e físico-químicas do fluido ruminal e histológicas do trato gástrico intestinal (TGI) de ovinos sob dieta de alto grão com probiótico fungos Aspergillus terreus e/ou Rhizomucor spp. Analisou-se quatro probióticos (sem inóculos, com Rhizomucor spp., com Aspergillus terreus e com mistura dos dois fungos) e dois processamentos de milho (moído/inteiro), em fatorial 4x2 em em Delineamento Inteiramente Casualizados (DIC). Borregos Santa Inês/Dorper foram alojados em oito baias com cinco borregos em cada, durante 75 dias. Coletou-se fluido ruminal para o estudo do perfil microbiológico do rúmen, da característica macroscópica, da concentração de nitrogênio amoniacal e da atividade microbiológica, além dos fragmentos do TGI para análises histológicas. Pelas análises dos fluidos, os animais apresentaram baixo índice de acidose. O odor aromático e a cor castanho-enegrecido predominaram, o que caracteriza ambiente com pH neutro. As amostras do fluido apresentaram alta atividade microbiana. O pH ruminal diferenciou-se (P<0,05) quanto ao tipo de processamento, sendo maior para milho grão moído (MGM). Não houve diferença para nenhuma das comunidades microbiológicas analisadas (P>0,05) (bactérias Lac+ e Lac-, fungos, leveduras e protozoários). Seis gêneros de fungos anaeróbicos facultativos foram identificados num total de 15 observações. O Cladosporium spp. foi o gênero mais prevalente (46,66%), seguido do Aspergillus spp. (26,66%). A largura da base das papilas ruminais apresentou interação significativa, sendo maior para MGM (P<0,05) com Rhizomucor e o controle (P<0,05). O fluido ruminal de ovinos sob dieta de alto concentrado de grão com adição dos fungos Aspergillus terreus e Rhizomucor spp. não tiveram afetadas as características microbiológicas e físico-químicas.

Beneficial effects of a calf starter versus forage on rumen development and bacteria populations in beef calves / Efeitos benéficos de um concentrado de bezerro versus forragem no desenvolvimento ruminal e na população de bactérias em bezerros

Rumen development depends on the intake of solid food that is fermented into volatile fatty acids that stimulate the development of the rumen papillae in calves. The starter feeding can promote the growth of papillae in the rumen and as a consequence an earlier weaning. We evaluated the effects of calf starter on ruminal development, and productive response of lactating bull calves raised for meat in the tropics. Twelve male Brahman × Swiss American cross beef calves from a dual-purpose system were randomly assigned two treatments with six animals per treatment: milk-fed calves + Taiwan grass (Pennisetum purpureum, MT) and MT + calf starter, (MTS). Feed intake and growth were measured at 7-day intervals throughout until 210 d of age. At 90 days old, three calves from each treatment were harvested, and fluid and ruminal tissues were collected from the cranial, ventral, dorsal, and dorsal blind ruminal sacs for measurements of many papillaes per cm2 (NP), papillae length (LP) and papillae width (WP). Ruminal bacterial genotype identification was determined by amplicon generation with the Illumina platform. Calf starter-improved weight (Live weight, LW) and average weight gain (ADG) and NP, but, LP and WP was similar in both treatments (p 0.05). In calves with starter feed treatment, we observed the bacteria Desulfonauticus autotrophicus sp. nov.that was not previously reported in ruminants. Use of calf starter showed benefit for calves with improved feed intake and rumen development because promoted a greater number of rumen papillae.(AU)

O desenvolvimento do rumen depende da ingestão de alimentos sólidos fermentados em ácidos graxos voláteis que estimulam o desenvolvimento das papilas de rúmen em bezerros. A alimentação inicial pode promover o crescimento das papilas no rúmen e, como consequência, um desmame mais cedo. Avaliamos os efeitos da concentrado de bezerros no desenvolvimento ruminal, e a resposta produtiva dos bezerros lactantes criados para carne nos trópicos. Doze bezerros de carne bovina cruza Brahman × suíço-americano machos de de um sistema de dupla finalidade foram aleatoriamente atribuídos a dois tratamentos, com seis animais por tratamento: bezerros alimentados com leite + grama taiwanesa (Pennisetumpurpureum, MT) e MT+ concentrado de bezerro, (MTS). A ingestão de ração e o crescimento foram medidos. Aos 90 dias de idade, três bezerros de cada tratamento foi amostrado, e foram coletados tecidos fluidos dos sacos ruminais cranianos, ventral, dorsal e dorsal cegos para medições do número de papilas por cm2 (NP), comprimento das papilas (LP) e largura da papila (PM). A identificação do genótipo das bactérias ruminais foi determinada pela geração de amplicon com a plataforma de ilumine. O concentrado de bezerro melhorou o peso (LW) e o ganho diário médio (AGD) e NP, mas, LP e WP foram semelhantes nos dois tratamentos. Bezerros em MTS uma bactéria não encontrada anteriormente em ruminantes Desulfonauticus autotrophicus sp. nov. foi detectado. O uso de concentrado de bezerro mostrou benefício para bezerros com melhor ingestão de ração e desenvolvimento de rúmen, pois promove um maior número de papilas de rúmen.(AU)

Crude glycerin as an alternative to corn as a supplement for beef cattle grazing in pasture during the dry season / Glicerina bruta como alternativa ao milho no suplemento de bovinos de corte em pastagem durante a estação seca

Two experiments were conducted to evaluate the effects of inclusion of crude glycerin (CG) in the supplement (0, 70, 140, 210, and 280 g kg-¹ dry matter (DM) of supplement) of Nellore cattle grazing tropical grasses during dry season. In Experiment 1, intake, digestibility, ruminal fermentation, and the rumen microbial profile were evaluated in two simultaneous 5 × 5 Latin squares, using 10 ruminally cannulated Nellore steers (408.8 ± 38.5 kg of body weight (BW)). In Experiment 2, cattle growth performance was evaluated in 50 young Nellore bulls (279.52 ± 16.3 kg of BW) distributed in a randomized complete block design. The increasing inclusion of CG did not affect intake (P= 0.813), diet digestibility (P = 0.895), however linearly increased pH (P=0.001), butyrate concentration (P < 0.001) and Fibrobacter succinogenes (P=0.003) population. CG inclusion linearly decreased total ruminal volatile fatty acids (VFA) (P < 0.001), acetate concentration (P < 0.001) and quadratically affected (P=0.009) acetate: propionate ratio. In experiment 2, the inclusion of CG quadratically affected DM intake (DMI) (P=0.005), DM total-tract apparent digestibility (P < 0.001), linearly increased additional gain (P > 0.001), average daily gain (P > 0.001) and feed efficiency (P > 0.001). CG in the supplement of Nellore steers grazing tropical grass during dry season doesnt affect intake and digestibility but alters ruminal fermentation, without negative effect on relative proportion of cellulolytic bacteria population. The increasing replacement of corn grain by CG in the supplement of pasture-raised growing Nellore bulls (up to 280g/kg DM) improved BW gain and consequently feed efficiency.(AU)

Foram realizados dois experimentos para avaliar os efeitos da inclusão de glicerina bruta (GB) no suplemento (0, 70, 140, 210 e 280 g kg-¹ de suplemento) de bovinos Nelore pastejando gramíneas tropicais durante a estação seca. No experimento 1, o consumo, digestibilidade, fermentação ruminal e o perfil microbiano do rúmen foram avaliados em dois quadrados latinos 5x5 simultâneos, usando 10 novilhos Nelore canulados no rúmen (408,8 ± 38,5 kg de PC). No Experimento 2, o desempenho do crescimento do gado foi avaliado em 50 novilhos Nelore (279,52 ± 16,3 kg de PC) distribuídos em delineamento em blocos casualizados. A inclusão crescente de GB não afetou o consumo (P = 0,813), a digestibilidade da dieta (P = 0,895), mas aumentou linearmente o pH (P=0,001), a concentração de butirato (P < 0,001) e a população de Fibrobacter succinogenes (P = 0,003). A inclusão de GB diminuiu linearmente os ácidos graxos voláteis totais (AGVs) no rúmen (P < 0,001), a concentração de acetato (P < 0,001) e afetou quadraticamente a relação acetato: propionato (p = 0,009). No experimento 2, a inclusão de GB modificou quadraticamente o consumo de matéria seca (CMS) (P = 0,005), a digestibilidade aparente total (P < 0,001), aumentou linearmente o ganho adicional (P > 0,001), o ganho médio diário (P > 0,001) e a eficiência alimentar (P > 0,001). GB no suplemento de novilhos Nelore pastejando gramíneas tropicais durante a estação seca não afeta a ingestão e digestibilidade, mas altera a fermentação ruminal, sem efeito negativo sobre a proporção relativa de bactérias celulolíticas. A crescente substituição do grão de milho por GB no suplemento touros Nelore em crescimento criados em pastagem (até 280g / kg de DM) melhorou o ganho de peso e consequentemente a eficiência alimentar.(AU)

Efeito da suplementação com cultura de levedura na imunidade e desempenho de vacas leiteiras

O uso de produtos a base de levedura tem sido estudado e empregado no manejo nutricional de vacas leiteiras de todo o mundo, tendo como principal intuito promover um ambiente ruminal saudável e consequentemente uma melhora na saúde e produtividade animal. Assim, esta tese foi constituída por dois estudos que avaliam e discutem o uso de produtos a base de Saccharomyces cerevisiae na eficiência produtiva, ambiente ruminal e saúde de vacas leiteiras. O primeiro estudo, o qual foi desenvolvido na Universidade Estadual de Dakota do Sul, em Dakota do Sul, Estados Unidos, teve como objetivo avaliar o efeito da suplementação com cultura de levedura a base de S. cerevisiae (YC; Culture Classic HD, Cellerate Yeast Solutions®, Phibro Animal Health) no desempenho produtivo, características de fermentação ruminal e abundância das principais espécies de bactérias ruminais em vacas leiteiras em lactação. De modo geral a suplementação com cultura de levedura (YC) não apresentou efeitos no consumo de matéria seca, composição e produção de leite. Porém, os animais do grupo YC apresentaram melhor eficiência de produção em comparação aos não tratados, o que foi associado as modulações ocorridas no ambiente ruminal. Os animais tratados com YC apresentaram uma elevação do pH ruminal ao mesmo tempo que tiveram maiores concentrações ruminais de propionato e de ácidos graxos de cadeia curta totais. Além disso, o tratamento apresentou efeitos positivos na abundância de bactérias chave no metabolismo ruminal, como as celulolíticas (Ruminococcus flavefaciens) e utilizadoras de lactato (Anaerovibrio lipolytica). O segundo estudo descrito nesta tese teve como objetivo investigar o efeito da levedura sob o status imune de vacas leiteiras. Para isso, uma revisão sistemática foi desenvolvida a partir de uma longa seleção de referências, que foram escolhidas mediante critérios específicos, como: uso de produto à base de S. cerevisiae; tendo vacas leiteiras em lactação como modelo animal; avaliando marcadores imunológicos e etc. Como resultado, pode-se observar que a levedura possui um efeito modulador na imunidade inata e adaptativa de vacas leiteiras, atuando na liberação e expressão de citocinas, proteínas de fase aguda e linfócitos. Contudo, devido a grande variação no modo de ação (downregulation ou upregulation) da levedura sobre estes parâmetros, não foi possível identificar a rota específica de atuação da levedura. De forma geral, os estudos demonstram que a cultura de levedura pode promover melhorias no desempenho, na população de bactérias do rúmen e estimular o sistema imunológico em vacas leiteiras em lactação.

The use of yeast-based products has been researched and used in the nutritional management of dairy cows worldwide, with the main purpose of promoting a healthy rumen environment and consequently an improvement in animal health and productivity. Thus, this thesis was constituted by two studies that evaluate and discuss the use of roducts based on Saccharomyces cerevisiae in the feed and production efficiency, ruminal environment, and health of dairy cows. The first study, which was developed at the South Dakota State University, in South Dakota, United States, aimed to evaluate the effect of yeast culture (YC; Culture Classic HD, Cellerate Yeast Solutions®, Phibro Animal Health) supplementation on lactation performance, rumen fermentation characteristics, and abundance of major species of ruminal bacteria in lactating dairy cows. In general, supplementation with yeast culture (YC) had no effect on dry matter intake, milk composition and production. However, animals in the YC group showed better milk efficiency compared to untreated animals, which was associated with rumen environment modulations. The YC fed cows showed an increase in ruminal pH, besides a greater ruminal concentration of propionate and total short-chain fatty acids. In addition, the treatment had positive effects on the abundance of key bacteria in ruminal metabolisms, such as cellulolytic bacteria (Ruminococcus flavefaciens) and lactate-utilizer (Anaerovibrio lipolytic). The second study described in this thesis aimed to investigate the effect of yeast on the immune status of dairy cows. For this, a systematic review was developed based on a long selection of references, which were selected according to specific criteria, such as the use of a product based on S. cerevisiae; having lactating dairy cows as an animal model; evaluating immunological markers and etc. As a result, it can be seen that yeast has a modulating effect on the innate and adaptive immunity of dairy cows, acting on the release and expression of cytokines, acute phase proteins, and lymphocytes. However, due to the great variation in the yeast's mode of action (downregulation or upregulation) on these parameters, it was not possible to identify the specific route of yeast action. In general, studies show that yeast culture can promote improvements in performance, in the population of rumen bacteria, and stimulate the immune system in lactating dairy cows.

Alteração da digestibilidade da fibra para ruminantes: efeitos sobre consumo, desempenho e ecossistema ruminal

O efeito do aumento da digestibilidade da fibra detergente neutro (DFDN) da silagem de cana-de-açúcar sobre consumo, cinética e metabolismo ruminal, população microbiana, desempenho e características de carcaça de bovinos de corte foram avaliados através de dois experimentos. No experimento de metabolismo, oito novilhos Nelore canulados no rúmen foram utilizados em delineamento experimental com dois quadrados latinos 4×4 contemporâneos. No experimento de desempenho, quarenta e oito novilhos nelore foram usados em delineamento em blocos inteiramente casualizados com arranjo de tratamento em fatorial 2×2. Dois genótipos de cana-de-açúcar com alta e baixa-DFDN colhidos para ensilagem em dois estágios de maturidade (2 genótipos e 2 estágios de maturidade). As dietas foram formuladas contendo 40% de silagem de cana-de-açúcar na matéria seca. O consumo de matéria seca (CMS) foi limitado pela via metabólica. O CMS dos novilhos canulados no rúmen foi reduzido quando foram alimentados com a cana-de-açúcar colhida na maturidade tardia, mas somente para o genótipo de baixa-DFDN. A taxa de passagem e o turnover de FDN foram acelerados quando o genótipo de alta-DFDN foi fornecido. O pool ruminal de MS, FDN e FDNi foram maiores para as dietas contendo o genótipo de baixa-DFDN. Houve tendência para maior população relativa de F. succinogenes e R. albus quando os animais foram alimentado com dietas contendo o genótipo de baixa-DFDN. O desempenho e as características de carcaça não foram afetados pelos tratamentos. O excesso de carboidratos não fibrosos (CNF) e os produtos de fermentação das silagens podem limitar o consumo pela via metabólica. O genótipo de alta-DFDN pode acelerar a taxa de passagem e o turnover de FDN no rúmen. O CMS pode ser reduzido quando o genótipo de baixa-DFDN é colhido para ensilagem com maturidade tardia. O feito da suplementação com levedura viva (LV - Saccharomyces cerevisiae CNCM I-1077) sobre a digestibilidade in situ, fermentação ruminal e população de bactérias celulolíticas no rúmen de bovinos Nelore em pastejo foi avaliado ao longo de um ano. Oito novilhos canulados no rúmen foram usados em arranjo fatorial 2×4: com ou sem LV e quantro estações do ano. O tratamento com LV foi realizado diariamente para promover uma suplementação de 8x10 9 UFC por animal. Os animais foram mantidos em sistema de pastejo rotativo com suplementação mineral. A cada 45 dias, foi realizada a degradação de FDN in situ de 5 forragens referencia, determinada após 24 e 48h de incubação ruminal. O fluido ruminal foi coletado para avaliar a contagem de leveduras e os parâmetros de fermentação, e ainda para a quantificação de bactérias celulolíticas por PCR. Mesmo com grande variação da qualidade do pasto ao longo do ano, não foi observado interação entre LV*estação do ano. A suplementação com LV aumentou a degradabilidade da FDN em todas as estações do ano. Entre as quatro bactérias ruminais avaliadas, a R. flavefaciens foi a mais prevalente e o tratamento com LV aumentou sua população relativa no verão e na primavera. A suplementação com LV pode beneficiar bactérias degradadoras de FDN e aumentar a digestibilidade ruminal de fibra em animais em pastejo, independentemente da estação do ano.

The effect of increased neutral detergent fibre digestibility (NDFD) of sugarcane silage on intake, rumen kinetics and metabolism, microbial population, performance, and body fatness of beef cattle was evaluated through two trials. In the metabolism trial, eight ruminal- cannulated Nellore steers were used in a replicated 4×4 Latin square design. In the performance trial, forty-eight Nellore young bulls were used in a complete randomized block design with a 2×2 factorial arrangement of treatments. Two sugarcane genotypes with high or low NDFD harvested for silage in two maturity stages were used (2 genotypes and 2 maturity stages). Diets were formulated with 40% of sugarcane on dry matter (DM) basis. Intake of DM was likely limited by metabolic feedback. The DM intake (DMI) of cannulated steers was reduced when late-maturity sugarcane was fed, but only with low-NDFD genotype. Turnover and passage rate of NDF was accelerated when high-NDFD genotype was fed. Rumen DM, NDF and iNDF pools were greater when diets with the low-NDFD genotype were fed. There was a tendency for greater relative populations of F. succinogenes and R. albus when animals were fed with diets containing low-NDFD genotype. Performance and carcass characteristics were not affected by treatments. Excess of NFC and fermentation end products of sugarcane silage can limit intake by metabolic pathway. High-NDFD genotype can accelerated NDF turnover and passage rate in the rumen. Late-maturity ensiled sugarcane can reduce DMI of beef steers fed with low-NDFD genotype. The effect of live yeast (LY - Saccharomyces cerevisiae CNCM I-1077) on in situ fiber digestibility, rumen fermentation, and rumen cellulolytic bacteria population of grazing Nellore cattle was evaluated throughout the year. Eight rumen cannulated steers were used in a 2x4 factorial arrangement of treatments: with or without LY, and the four seasons of the year. Yeast was given daily to provide 8x10 9 CFU per animal. Animals were kept on a rotational grazing system with mineral supplementation. Every 45 d, in situ rumen NDF degradability of 5 reference forages was determined after 24 and 48h incubation. Rumen fluid was collected to measure yeast count and fermentation parameters, and rumen contents collected for quantitative PCR quantification of cellulolytic bacteria. Although pasture composition varied greatly throughout the year, there was no LY*season interaction. Yeast supplementation increased NDF degradability in all seasons. Among the four rumen bacteria evaluated, R. flavefaciens was the most prevalent and LY increased R. flavefaciens population in the summer and spring. Supplementing LY can benefit fibre-degrading bacteria and increase fibre degradability of grazing animals, independently of the season.

MÉTODOS DE ARMAZENAMENTO DA AMOSTRA RUMINAL PARA ESTUDOS MICROBIOLÓGICOS E METABOLISMO RUMINAL DE NOVILHOS NELORE ALIMENTADOS COM GLICERINA ASSOCIADO AO ÓLEO

O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de três métodos e quatro tempos de armazenamento da amostra ruminal, sobre a qualidade e rendimento do DNA metagenômico extraído assim como o efeito sobre a composição da comunidade bacteriana ruminal e avaliar o efeito da glicerina bruta (CG) associada ao óleo de soja (OS) na dieta de Novilhos Nelore sobre o consumo, digestibilidade, fermentação, biohidrogenação (BH), microbiota ruminal e fluxo intestinal de ácidos graxos de cadeia longa. No experimento 1 utilizou-se um novilho Nelore equipado com cânula ruminal de silicone como doador de conteúdo ruminal e compreendeu 11 tratamentos: pellet controle (PC), liofilizado controle (LC), P-20: pellet armazenado a -20 ° C por um período de 3, 6 e 12 meses, P-80: pellet armazenado a -80 ° C durante um período de 3, 6 e 12 meses e L-20: amostra liofilizada armazenada a -20 ° C durante um período de 3, 6 e 12 meses. O método L-20 não conseguiu manter o rendimento de DNA durante o armazenamento. O método P-80 apresentou maior rendimento de DNA após 6 meses de armazenamento. Amostras armazenados como pellets (P-20 e P-80) resultaram em menor riqueza Chao 1, ACE e índice Shannon Wiener quando comparado com PC. Enquanto LC e PC apenas foram diferentes na riqueza ACE. O método de armazenamento e tempo de armazenamento influenciou as proporções de 14 ds 17 filos identificado. No método P-20 a proporção de Cianobactérias, Elusimicrobia, Fibrobacteres, Lentisphaerae, Proteobacteria e Espiroquetas foi menor ao 1%. No método P-80, houve um aumento na proporção do filo Bacteroides (p = 0,010); No entanto, a proporção de Actinobactérias, Chloroflexi, SR1, Synergistetes, TM7, e WPS.2 não mudou quando comparados com PC (p> 0,05). A classe Clostridium foi a mais abundante em todas as amostras armazenadas e aumento especialmente no método L-20. O tempo de armazenamento da amostra rúmen reduz significativamente o rendimento de DNA extraído e pode influenciar a abundância de filos, classes, e as famílias bacterianas estudadas assim como os índices de riqueza e diversidade. No experimento 2: oito Nelore castrados e equipados com cânula ruminal e duodenal foram utilizados em um duplo, quadrado latino 4 × 4 com um arranjo fatorial 2 × 2 (com ou sem SO e com ou sem CG). Animais alimentados com SO sem CG apresentaram menor consumo de MS, CP e FDN e apresentaram a menor digestibilidade de MS e FDN. Foi observado um maior fluxo duodenal de ácidos graxos (FA) monoinsaturados (MUFA), FA poli-insaturados (PUFA) e FA insaturados (UFA) com associação CG e SO na dieta. Houve interação entre CG e SO na taxa de BH ruminal de PUFA, UFA e ácido linolênico, observando-se menor BH com a associação CG e SO, quando comparado com a dieta SO sem CG. Esta interação também foi observada na taxa de BH de MUFA, que foi menor com associação CG e SO. Os novilhos alimentados com a associação de óleo e glicerina na dieta apresentaram maior pH ruminal e menor concentração de N-NH3 ruminal. Dietas com adição de CG reduziram a relação acetato: propionato e aumentaram a proporção de iso-butirato, butirato, iso-valerato e valerato. Novilhos alimentados com dietas contendo SO apresentaram menor excreção de N total e maior retenção de N, expressa em % da ingestão de N. A associação de SO e CG na dieta gerou maior abundância ruminal de Prevotella, Succinivibrio, Ruminococcus, Syntrophococcus e Succiniclasticum. A abundância de Archaea e protozoários ciliados totais foi menor nos animais alimentados com dietas contendo SO. A dieta SO sem CG reduziu a população ruminal de Ruminococcus flavefaciens, R. albus e Fibrobacter succinogenes. CG associada a SO pode ser fonte de energia, útil para a substituição parcial do milho na dieta de bovinos, resultando na redução da excreção total de N e efeitos negativos na abundância de metanogenicos ruminais, sem afetar a ingestão e digestibilidade da dieta, mesmo quando alto teor de lipídios foi adicionado na dieta. Além disso, esta associação limitou a BH de UFA e aumentou o fluxo duodenal destes ácidos sem influenciar as bactérias celulolíticas do rúmen; por tanto, esta associação pode ser uma estratégia nutricional para aumentar a deposição de UFA saudável na carne.

The objective of this study was to investigate three methods and four storage times for rumen sampling in terms of quality and yield of extracted metagenomic DNA as well as the composition of the rumen bacterial community, and evaluate the effect of soybean oil (SO) and crude glycerin (CG) association on ruminal fermentation, ruminal biohydrogenation (BH) and ruminal microbial population in Nellore steers. In the experiment 1: One Nellore steer fitted with a ruminal silicone-type cannula was used as a donor of ruminal contents. The experiment comprised 11 experimental groups: pellet control (PC), lyophilized control (LC), P-20: pellet stored frozen at -20 °C for a period of 3, 6, and 12 months, P-80: pellet stored frozen at -80 °C for a period of 3, 6, and 12 months, and L-20: lyophilized sample stored frozen at -20 °C for a period of 3, 6, and 12 months. The L-20 method could not maintain the yield of DNA during storage. In addition, the P-80 group showed a greater yield of metagenomic DNA than the other groups after 6 months of storage. Rumen samples stored as pellets (P-20 and P-80) resulted in lower richness Chao 1, ACE, and Shannon Wiener indices when compared to PC, while LC and PC were only different in richness ACE. The storage method and storage time influenced the proportions of 14 of 17 phyla identified by sequencing. In the P-20 group, the proportion of Cyanobacteria, Elusimicrobia, Fibrobacteres, Lentisphaerae, Proteobacteria, and Spirochaetes phyla identified was lower than 1%. In the P-80 group, there was an increase in the proportion of the Bacteroidetes phylum (p = 0.010); however, the proportion of Actinobacteria, Chloroflexi, SR1, Synergistetes, TM7, and WPS.2 phyla were unchanged compared to the PC group (p > 0.05). The class Clostridium was the most abundant in all stored groups and increased in its proportion, especially in the L-20 group. The rumen sample storage time significantly reduced the yield of metagenomic DNA extracted. Therefore, the storage method can influence the abundance of phyla, classes, and bacterial families studied in rumen samples and affect the richness and diversity index. In the experiment 2: Eight Nellore castrated and fitted with ruminal and duodenal cannulas were used in a double, simultaneous, Latin square design 4 × 4 with a 2 × 2 factorial arrangement of treatments (with or without SO and with or without CG). Steers fed with SO without CG showed lowest intake of DM, CP and NFC and presented lowest DM and NDF digestibility. A higher duodenal flow of monounsaturated fatty acid (MUFA), poly-unsaturated fatty acid (PUFA) and unsaturated fatty acid (UFA) was observed with the CG and SO association diet. There was an interaction between CG and SO on the ruminal BH rate of PUFA, UFA, and linolenic acid, the BH being lower with the CG and SO association diet than with the SO without CG diet. This interaction was also observed to affect the BH rate of MUFA, which was lower with the CG and SO association diet. Steers fed with oil and glycerine association diet had highest rumen pH and lowest ruminal N-NH3 concentration. Diets with CG addition reduced the acetate: propionate ratio and increased the proportion of iso-butirate, butirate, iso-valerate and valerate. Steers fed with both diets contain SO had lower total N excretion and showed higher N retained expressed as % N intake. SO and CG association diet generated higher rumen abundance of Prevotella, Succinivibrio, Ruminococcus, Syntrophococcus and Succiniclasticum. Rumen Archaea abundance and total ciliate protozoa were lower in steers fed with diets contained SO. The SO without CG diet reduced the population of Ruminococcus flavefaciens, R. albus and Fibrobacter succinogenes. CG associated with SO could be used as an energy source, and is a useful partial replacement for corn in cattle diets, resulting in a reduction of the total nitrogen excretion and ruminal methanogen abundance. This is environmentally beneficial, since methane emissions could be reduced without affecting dietary intake and digestibility, even when high lipid content is added to the diet. In addition, this association in the diet limited the BH of UFA, and increased the duodenal flow of these acids without influencing the cellulolytic bacteria of the rumen; therefore, this association may be a nutritional strategy to increase the deposition of healthy UFA in meat.

Crude glycerin as an alternative to corn as a supplement for beef cattle grazing in pasture during the dry season / Glicerina bruta como alternativa ao milho no suplemento de bovinos de corte em pastagem durante a estação seca

Two experiments were conducted to evaluate the effects of inclusion of crude glycerin (CG) in the supplement (0, 70, 140, 210, and 280 g kg-¹ dry matter (DM) of supplement) of Nellore cattle grazing tropical grasses during dry season. In Experiment 1, intake, digestibility, ruminal fermentation, and the rumen microbial profile were evaluated in two simultaneous 5 × 5 Latin squares, using 10 ruminally cannulated Nellore steers (408.8 ± 38.5 kg of body weight (BW)). In Experiment 2, cattle growth performance was evaluated in 50 young Nellore bulls (279.52 ± 16.3 kg of BW) distributed in a randomized complete block design. The increasing inclusion of CG did not affect intake (P= 0.813), diet digestibility (P = 0.895), however linearly increased pH (P=0.001), butyrate concentration (P 0.001), average daily gain (P > 0.001) and feed efficiency (P > 0.001). CG in the supplement of Nellore steers grazing tropical grass during dry season doesn’t affect intake and digestibility but alters ruminal fermentation, without negative effect on relative proportion of cellulolytic bacteria population. The increasing replacement of corn grain by CG in the supplement of pasture-raised growing Nellore bulls (up to 280g/kg DM) improved BW gain and consequently feed efficiency.

Foram realizados dois experimentos para avaliar os efeitos da inclusão de glicerina bruta (GB) no suplemento (0, 70, 140, 210 e 280 g kg-¹ de suplemento) de bovinos Nelore pastejando gramíneas tropicais durante a estação seca. No experimento 1, o consumo, digestibilidade, fermentação ruminal e o perfil microbiano do rúmen foram avaliados em dois quadrados latinos 5x5 simultâneos, usando 10 novilhos Nelore canulados no rúmen (408,8 ± 38,5 kg de PC). No Experimento 2, o desempenho do crescimento do gado foi avaliado em 50 novilhos Nelore (279,52 ± 16,3 kg de PC) distribuídos em delineamento em blocos casualizados. A inclusão crescente de GB não afetou o consumo (P = 0,813), a digestibilidade da dieta (P = 0,895), mas aumentou linearmente o pH (P=0,001), a concentração de butirato (P 0,001), o ganho médio diário (P > 0,001) e a eficiência alimentar (P > 0,001). GB no suplemento de novilhos Nelore pastejando gramíneas tropicais durante a estação seca não afeta a ingestão e digestibilidade, mas altera a fermentação ruminal, sem efeito negativo sobre a proporção relativa de bactérias celulolíticas. A crescente substituição do grão de milho por GB no suplemento touros Nelore em crescimento criados em pastagem (até 280g / kg de DM) melhorou o ganho de peso e consequentemente a eficiência alimentar.