Cambios in vitro en la microbiota ruminal por el efecto de monensina sódica

Los iónoforos como la monensina sódica son aditivos nutricionales que aplicados en rumiantes brindan efectos benéficos en la producción, como son la disminución de aproximadamente el 4.5 % de Firmicutes, Gram positivo, mayor eficiencia de la fermentación ruminal por el incremento del ácido propiónico (Kim et al., 2014), reducción de la emisión de metano y el consumo de materia seca en aproximadamente 3%, así como aumento en la ganancia de peso y eficiencia alimenticia (Duffield et al., 2012), lo cual minimiza las pérdidas energéticas e incrementa la biodisponibilidad de energía para el rumiante. Por otro lado, el uso de la monensina modula el crecimiento de bacterias productoras de H+ y beneficia a las productoras de succinato y propionato, al ser tolerantes a la toxicidad de este ionóforo, reduciendo el sustrato primordial para la metanogénesis y beneficiando el metabolismo del rumiante. Bajo esta perspectiva es relevante conocer las comunidades microbianas en el rumen al ser moduladas por ionóforos, mediante el empleo de técnicas moleculares, debido a que gran parte de la microbiota presente en el rumen no puede cultivarse. En base a lo descrito, el objetivo de este estudio fue evaluar los cambios existentes en perfiles bacterianos ruminales empleando diferentes forrajes y granos con la adición monensina sódica.

 

Se realizaron fermentaciones in vitro a las 24 h de incubación, siguiendo la técnica de Tilley y Terry, utilizando liquido ruminal fresco de un bovino donador. Los sustratos incubados fueron: rastrojo de maíz, paja de avena, heno de alfalfa y grano de maíz y sorgo, a los cuales se les adicionó 0, 20 y 40 ppm de monensina sódica. Se realizaron dos incubaciones, con tres repeticiones para cada sustrato. La obtención del DNA bacteriano se realizó a partir del sobrenadante de las fermentaciones in vitro con el equipo Wizard® Genomic DNA Purification (Promega, Madison, USA), para amplificar el DNA metagenómico de la región V6-V8 del gen 16S rDNA, mediante la técnica de PCR-DGGE con los cebadores 968f GC’clamp y 1401r (Morales-Jiménez et al., 2012). Una alícuota de los amplicones obtenidos fueron cargados en un gel (16 cm 16 cm 1 mm) de poliacrilamida (8% (p/v) acrilamidabisacrilamida (37.5:1) con gradiente desnaturalizante de 40-60% (urea/formamida) y separados por electroforesis en un sistema DCode (Bio-Rad, USA) a 85 V por 16 h a temperatura constante de 60°C en amortiguador TAE 1X. El gel de DGGE se tiñó con nitrato de plata AgNO3 (0.2%) y las bandas de interés se cortaron para reamplificar el ADN para su posterior secuenciación. En la herramienta BLAST (GenBank) se realizó la búsqueda de las secuencias de 16S rDNA para determinar la especie más cercana.

 

Se obtuvieron 15 amplificados del 16S rDNA con ~400 pb, y del gel de DGGE se recuperaron 12 bandas (Figura 1) cuyas afiliaciones taxonómicas se presentan el Cuadro 1. Los resultados indicaron una fuerte afinidad de Ruminobacter amylophulis (banda H1) y Ruminobacter sp. no cultivable (banda H2) a sustratos con abundante almidón como el grano de maíz adicionado con monensina sódica, en el caso del sorgo adicionado con este mismo ionóforo se observó una inhibición por algún factor antinutricional. De acuerdo con Anderson (2002), R. amylophilus es una bacteria anaerobia obligada que utiliza las moléculas maltosa, maltodextrinas y almidón como fuente de energía, por lo que incrementa la digestibilidad ruminal. En los sustratos de paja de avena y rastrojo de maíz adicionados con ionóforo se registró la presencia de Ruminococcus sp no cultivable, lo que muestra que tanto el tipo se sustrato como la monensina favorecen el desarrollo de este grupo de bacterias, que aumentan la degradación de la pared celular de los subproductos agrícolas (Koike y Kobayashi, 2001). En cuanto a Aerococcus sp no cultivable (Banda D1) éste se encontró en los sustratos de paja de avena, grano de maíz y sorgo, cuya presencia puede facilitar la digestibilidad de carbohidratos no estructurales. La banda B1 (Bacteria no cultivable del rumen KC162947) se registró en todos los tratamientos, aunque con mayor intensidad en los sustratos suplementados con monensina.

 

La adición de monensina sódica en forrajes y granos tiene un efecto favorable en la presencia de grupos de bacterias amilolíticas y al menos de una celulolítica, las cuales podrían explicar los cambios en la digestibilidad de los sustratos.

 

La adición de monensina sódica favorece la presencia de consorcios bacterianos con actividad amilolítica que presumiblemente propician los cambios en la fermentación ruminal asociados al propionato y por ende a una fermentación más eficiente.

 

Kim et al. 2014. Can J Microbiol. 60: 65-71

Duffield et al. 2012. J Anim Sci. 90: 4583-4592.

Morales-Jiménez et al. 2012. Microb. Ecol. 64:268-278.

Anderson. 2002. Glycomicrobiology. 359-386

Koike y Kobayashi. 2001. FEMS Microbiol. Lett. 361-366