Effects of defaunation on microbial activities in the rumen of rams consuming a mixed diet (fresh Digitaria decumbens grass and concentrate)

Maguy Eugène, Harry Archimède, Brigitte Michalet-Doreau†, Gérard Fonty
2004 Animal Research/Annales de Zootechnie  
The effects of defaunation on microbial activities in the rumen of sheep given mixed diets (fresh Digitaria decumbens and concentrate) were studied. Eight faunated rams and eight defaunated rams, with ruminal cannula were used. Each animal was fed with 4 different mixed diets, Digitaria decumbens grass supplemented with 4 mixtures of Soya meal and ground maize. The protein digestible in the intestine (French feeding system, PDI) to energy (French feeding system, forage unit UFL) levels (P/E) in
more » ... FL) levels (P/E) in the diets were 80 (D1), 100 (D2), 120 (D3) and 140 (D4). The major cellulolytic bacteria were enumerated by specific 16S rRNA targeted hybridisation probes, some microbial activities of the rumen were estimated by enzymatic assays and by the in sacco degradation technique. The diet (P/E ratio) and defaunation had no effect on the percentage of the cellulolytic bacteria, represented by three species: Ruminococcus albus, Ruminococcus flavefasciens and Fibrobacter succinogenes. The diet had a significant effect (P < 0.05) on the total activity of the fibrolytic enzymes (Carboxymethyl cellulase, xylanase) and glycosidases (β-D glucosidase, β-D xylosidase). Defaunation decreased (P < 0.05) the total activity of fibrolytic polysaccharidase (Carboxymethyl cellulase, xylanase) and glycosidase (β-D glucosidase, β-D xylosidase) enzymes. Neither defaunation nor the diet had any effect on α-amylase activities. Defaunation decreased (P < 0.05) total α-D glucosidase activity. The decrease of the total activity of carboxymethyl cellulase after defaunation was more marked (P < 0.05) with the D3 diet. The diet had a significant effect (P < 0.01) on the in sacco DM degradation (96 h). Defaunation decreased the in sacco DM degradation (96 h, P < 0.05) and this decrease was negatively correlated with the P/E ratio. Defaunation significantly decreased the total volatile fatty acid concentration (P < 0.05) and the molar proportion of butyrate (P < 0.01). From these results, despite reduced fibrolytic and amylolytic activities, a lower proteolysis and a more advantageous ruminal VFA profile occurred in defaunated animals. As a consequence, a better use of nutrients (protein, energy) can be expected by defaunated animals. enzymatic activities / microbial population / defaunation / fibre degradation / sheep / rumen * Corresponding author: archi@antilles.inra.fr † Deceased. 188 M. Eugène et al. Résumé -Les effets de la défaunation sur les activités microbiennes du rumen de moutons ingérant des rations mixtes (Digitaria decumbens en vert complétée avec du concentré). Huit béliers faunés et 8 béliers défaunés munis de canules ruminales ont été utilisés. Chaque animal était alimenté par 4 rations mixtes différentes composées d'herbe de Digitaria decumbens complémentée avec 4 mélanges de tourteau de soja et de maïs broyé. Le niveau de protéine (PDIN) / énergie (UFL) de la ration (P/E) était de 80 (D1), 100 (D2), 120 (D3) et 140 (D4). Les principales populations de bactéries cellulolytiques ont été dénombrées à l'aide de sondes d'hybridation spécifiques ciblant l'ARNr 16S, certaines activités microbiennes du rumen ont été estimées par des dosages d'activités enzymatiques, et par la technique de dégradabilité in sacco. La ration (rapport P/E) et la défaunation n'ont pas eu d'effet sur le pourcentage de bactéries cellulolytiques, représentées par trois espèces : Ruminococcus albus, Ruminococcus flavefasciens et Fibrobacter succinogenes. La ration a eu un effet significatif (P < 0,05) sur l'activité totale des polysaccharidases fibrolytiques (Carboxyméthyl cellulase, xylanase) et des glycosidases (β-D glucosidase, β-D xylosidase). La défaunation a diminué (P < 0,05) l'activité totale des polysaccharidases fibrolytiques (Carboxyméthyl cellulase, xylanase) et des glycosidases (β-D glucosidase, β-D xylosidase). Ni la ration, ni la défaunation n'ont eu d'effet significatif sur les activités de l'α-amylase. La défaunation a diminué (P < 0,05) l'activité totale de l'α-D glucosidase. La diminution de l'activité totale de la carboxyméthyl cellulase après défaunation a été plus marquée (P < 0,05) avec la ration D3. La ration a eu un effet significatif (P < 0,01) sur la dégradation in sacco (96 h) de la matière sèche (MS). La défaunation a diminué la dégradation in sacco (96 h) de la matière sèche (P < 0,05), de plus cette diminution était négativement corrélée avec le rapport P/E. La défaunation a significativement diminué (P < 0,05) les concentrations moyennes en acides gras volatils (AGV). La proportion molaire de butyrate a été significativement diminuée par la défaunation (P < 0,01). A partir de ces résultats, en dépit d'une réduction des activités des enzymes fibrolytiques et amylolytiques, une moindre protéolyse et un profil d'AGV plus avantageux sont observés dans le cas des animaux défaunés. En conséquence, une meilleure utilisation des nutriments (protéines, énergie) peut être attendue pour les animaux défaunés. activités enzymatiques / population microbienne / défaunation / dégradation des fibres / ovin / rumen
doi:10.1051/animres:2004008 fatcat:twdkj6jwu5eifdm7huxyfbsyru