Fermentación in vitro de consorcios bacterianos celulolíticos ruminales de búfalos de agua en sustratos fibrosos

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Autores

Jerónimo Herrera-Pérez http://orcid.org/0000-0002-0337-8266 Luis G Velez-Regino http://orcid.org/0000-0001-6479-3183 Paulino Sánchez-Santillán http://orcid.org/0000-0001-8639-1476 Nicolás Torres-Salado http://orcid.org/0000-0002-3439-1228 Adelaido R Rojas-García http://orcid.org/0000-0002-5617-5403 María Maldonado-Peralta http://orcid.org/0000-0001-8091-4723

Resumen

Objetivo. Determinar las variables fermentativas in vitro de un consorcio bacteriano celulolítico (CBC) aislado de una búfala de agua en cocultivo con bacterias ruminales totales (BRT) en sustratos fibrosos. Materiales y métodos. Un CBC se aisló de fluido ruminal de una búfala de agua en medios selectivos celulolíticos. El diseño experimental fue un diseño completamente al azar con arreglo factorial 3x2, los factores fueron tratamientos [BRT, CBC y un cocultivo (BRT + CBC)] y sustratos (pasto pangola y rastrojo de maíz). La producción de gas total y metano (CH4) se midieron a diferentes intervalos de tiempo. Además, se estimó pH, nitrógeno amoniacal (N-NH3), degradación de materia seca (DMS) y de fibra detergente neutro (DFDN), y la población de bacterias totales a 72 h de incubación. Resultados. El cocultivo produjo mayor (p≤0.05) cantidad de gas a las 3, 6 y 24 h en ambos sustratos. A las 48 y 72 h, el cocultivo produjo mayor (p≤0.05) gas en pasto cobra. El cocultivo y las BRT no presentaron diferencias (p>0.05) en la producción de CH4 a 48 y 72 h, y en DMS y DFDN (p>0.05). En el pasto cobra, la concentración de N-NH3 con el cocultivo fue mayor (p≤0.05) que con BRT. Conclusión La producción de gas y degradación de materia seca de los consorcios bacterianos celulolíticos procedentes del rumen de una búfala de agua muestran que son una alternativa para mejorar la fermentación de carbohidratos estructurales del pasto cobra cuando se cocultivan con bacterias ruminales bovinas.

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Referencias

1. Malherbe S, y Cloete TE. Lignocellulose biodegradation: fundamentals and applications. Rev. Environ Sci. Biotechnol 2002; 1(2):105-114. https://doi.org/10.1023/A:1020858910646

2. Chanthakhoun V, Wanapat M, Kongmun P, and Cherdthong A. Comparison of ruminal fermentation characteristics and microbial population in swamp buffalo and cattle. Liv Sci 2012; 143(2-3):172-176. https://doi.org/10.1016/j.livsci.2011.09.009

3. Lin B, Henderson G, Zou C, Cox F, Liang X, Janssen PH et al. Characterization of the rumen microbial community composition of buffalo breeds consuming diets typical of dairy production systems in Southern China. Anim Feed Sci Technol 2015; 207:75-84. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2015.06.013

4. Franzolin R, Rosales FP, and Soares WVB. Effect of two energy and two protein sources in sugar cane based diets on the population of rumen ciliate protozoa in water buffalo (Bubalus bubalis) and zebu cattle (Bos taurus indicus). Reprod Nutr Dev 2006; 46(Suppl. 1): S15

5. Puppo S, Bartocci S, Terramoccia S, and Grandoni F. Rumen microbial counts and in vivo digestibility in buffaloes and cattle given different diets. Anim Sci 2002; 75(2): 323-329.

6. Bader J, Mast-Gerlach E, Popovic MK, Bajpai R, and Stahl U. Relevance of microbial coculture fermentations in biotechnology. J Appl Microbiol 2010; 109(2):371-387. https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.2009.04659.x

7. Sabra WD, Tjahjasari D, and Zeng A. Biosystems analysis and engineering of microbial consortia for industrial biotechnology. Eng Life Sci 2010; 10(5):407-421. https://doi.org/10.1002/elsc.201000111

8. Davey ME, and O´toole GA. Microbial biofilms: from ecology to molecular genetics. Microbiol Mol Biol Rev 2000; 64(4):847-867. https://doi.org/10.1128/MMBR.64.4.847-867.2000

9. INEGI. Anuario estadístico y geográfico de los Estados Unidos Mexicanos. Instituto Nacional de Estadística Geografía e Informática. (Acceso el 20 de junio de 2018). URL disponible en www.beta.inegi.org.mx/app/areasgeograficas/?ag=12023.

10. NOM-062-ZOO-1999. Norma Oficial Mexicana, Especificaciones técnicas para la producción, cuidado y uso de los animales de laboratorio. Servicio Nacional de Sanidad, Inocuidad y Calidad Agroalimentaria. SENASICA, México. 22 de agosto de 2001. URL disponible en https://www.gob.mx/senasica/documentos/nom-062-zoo-1999.

11. Sánchez-Santillán P, Cobos-Peralta MA, Hernández-Sánchez D, Álvarado AI, Espinosa-Victoria D, y Herrera-Haro JG. Uso de carbón activado para conservar bacterias celulolíticas liofilizadas. Agrociencia 2016. 50(5): 575-582.

12. AOAC. Official Methods of Analysis (18th Ed) Association of official analytical chemist. Arlington, VA, USA 2007.

13. Van Soest PJ, Roberton JB, and Lewis BA. Methods for dietary fiber, neutral detergent fiber, and nonstarch polysaccharides in relation to animal nutrition. J Dairy Sci 1991; 74(10):3583-3597. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(91)78551-2

14. Hernández-Morales J, Sánchez-Santillán P, Torres-Salado N, Herrera-Pérez J, Rojas-García AR, Reyes-Vázquez I, y Mendoza-Nú-ez MA. Composición química y degradaciones in vitro de vainas y hojas de leguminosas arbóreas del trópico seco de México. Rev Mex Cienc Pec 2018; 9(01): 105-120. https://doi.org/10.22319/rmcp.v9i1.4332

15. Stolaroff JK, Keit DW, and Lowry GV. Carbon dioxide capture from atmospheric air using sodium hydroxide spray. Environ Sci Technol 2008; 42(8):2728-2735. https://doi.org/10.1021/es702607w

16. McCullough H. The determination of ammonia in whole blood by a direct colorimetric method. Clinica Chimica Acta 1967;17(2):297-304. https://doi.org/10.1016/0009-8981(67)90133-7

17. SAS. Institute Inc. Statistical Analysis System, SAS, User's Guide: SAS Inst., Cary, NC. 2011. pp: 3154-3339.

18. Zicarelli F, Calabrò S, Cutrignelli MI, Infascelli F, Tudisco R, Bovera F et al. In vitro fermentation characteristics of diets with different forage/concentrate ratios: comparison of rumen and faecal inocula. J Sci Food Agric 2011; 91(7): 1213-1221. https://doi.org/10.1002/jsfa.4302

19. Gándara L, Borrajo CI, Fernández JA, Mercedes PM. Efecto de la fertilización nitrogenada y la edad del rebrote sobre el valor nutritivo de Brachiaria brizantha cv. "Marandú". FCA Uncuyo 2017; 49(1): 69-77.

20. Bedoya-Mazo S, Noguera RR, y Posada SL. Effect of ruminal inoculum of buffalo, cattle and goat on dry matter degradation and methane production in vitro. LRRD 2016; 28: 5.

21. Calabrò S, Infascelli F, Tudisco R, Musco N, Grossi M, Monastra G et al. Estimation of In vitro methane production in buffalo and cow. Buffalo Bull 2013; 32(2): 924-927.

22. NRC. Nutrient requeriments of small ruminants sheep, goats, cervios, and new world camelidos, The National Academies Press 2007; USA. 362 p.

23. Sánchez-Santillán P, y Cobos-Peralta MA. Producción in vitro de ácidos grasos volátiles de bacterias celulolíticas reactivadas y bacterias ruminales totales en sustratos celulósicos. Agrociencia 2016; 50(5): 565-574.

24. Araujo RC, Pires AV, Mourão GB, Abdalla AL, and Sallem AMA. Use of blanks to determine in vitro net gas and methane production when using rumen fermentation modifiers. Anim Feed Sci Technol 2011; 166-167: 155-162. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2011.04.009

25. Medjekal S, Bodas R, Bousseboua H, and López S. Evaluation of three medicinal plants for methane production potential fiber digestion and rumen fermentation in vitro. Energy Procedia 2017; 119: 632-641. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.07.089

26. Cobos PMA. Interacciones entre microorganismos ruminales. In: Microbiología Agrícola: hongos, bacterias, micro y macrofauna, control biológico y planta-microorganismo. Ed. Trillas 2007; México. 498-516 pp.

27. Thurston B, Dawson KA, and Strobel HJ. Pentose utilization by the ruminal bacterium Ruminococcus albus. Appl. Environ. Microbiol 1994; 60(4): 1087-1092.

28. Christensen RG, Eun JS, Yang SY, Min BR, and MacAdam JW. In vitro effects of birdsfoot trefoil (Lotus corniculatus L.) pasture on ruminal fermentation, microbial population, and methane production. Prof Anim Sci 2016; 33(4): 451-460. https://doi.org/10.15232/pas.2016-01558

29. Chen Y, Penner GB, Li M, Oba M, and Guan LG. Changes in bacterial diversity associated with epithelial tissue in the beef cow rumen during the transition to a highgrain diet. Appl Environ Microbiol 2011; 77(16): 5770-5781. https://doi.org/10.1128/AEM.00375-11

30. Wanapat M, Phesatcha K, and Kang S. Rumen adaptation of swamp buffaloes (Bubalus bubalis) by high level of urea supplementation when fed on rice straw-based diet. Trop Anim Health Prod 2016; 48/6): 1153-1140.

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