Quantitative analysis of rumen microbial populations by qPCR in heifers fed on Leucaena leucocephala in the Colombian Tropical Dry Forest / A análise quantitativa de populações microbianas ruminais por qPCR em novilhas alimentadas com Leucaena leucocephala na Colômbia Tropical Dry Forest

ABSTRACT

Rumen fermentation and methanogenesis are vital metabolic processes in cattle and are carried out by microbial populations that are affected by dietary factors such as secondary metabolites, nutritional composition and degradability. The aim of this study was to monitor populations of total bacteria, total methanogens and Butirivibrio fibrisolvens in the rumen of Lucerne heifers fed on diets typical of intensive silvopastoral systems (ISS) or of a traditional (control) system. Rumen contents (RC) were collected orally from eight heifers consuming 100% Cynodon plectostachyus (control) and 76% C. plectostachyus + 24% Leucaena leucocephala (ISS) following a crossover design and DNA was extracted and quantified by quantitative PCR. Populations [Log10 (ng g-1 RC)] were 5.6 and 5.8 for total bacteria (p = 0.5343), 3.6 and 3.5 for B. fibrisolvens (p = 0.4742) and 5.0 and 5.3 for total methanogens (p = 0.2661) respectively in control and ISS diets. However, when measured in a separate parallel study, enteric methane emissions (g kg-1 of fermented dry matter) were significantly reduced with the inclusion of L. leucocephala. This fact indicated the importance of investigating the structure, function and interactions of populations beyond quantitative analysis to determine how diet affects rumen microbial populations and their function.(AU)

RESUMO

A fermentação ruminal e metanogênisis são processos metabólicos vitais para os rumianteso e são realizados por populações microbianas afetados por fatores dietéticos, como a presença de metabólitos secundários, composição nutricional e degradabilidade. O objetivo deste estudo foi monitorar as populações de bactérias totais, metanogênicas e Butyrivibrio fibrisolvens no rúmen de novilhas Lucerna alimentadas com dietas típicas de sistemas silvopastoris intensivos (SSI) ou de um sistema tradicional (controle). Conteúdo do rúmen (CR) foram recolhidos por via oral de oito novilhas consumindo 100% Cynodon plectostachyus (controle) e 76% C. plectostachyus + 24% Leucaena leucocephala (SSI), após um estudo cruzado o DNA foi extraído e quantificado por PCR quantitativo. Populações [Log10 (ng g-1 CR)] foram de 5,6 e 5,8 para as bactérias totais (p = 0,5343), 3,6 e 3,5 para B. fibrisolvens (p = 0,4742) e 5,0 e 5,3 para o total metanogênicas (p = 0,2661) para o controle e dietas ISS, respectivamente. No entanto, quando medida em um estudo paralelo, as emissões de metano entérico (g kg-1 de matéria seca fermentada) foram significativamente reduzidas com a inclusão de leucena. Isso indica a importância de investigar a estrutura, função e interações de populações além da análise quantitativa para determinar como a dieta afeta populações microbianas no rúmen e sua função.(AU)