Molekularbiologische Untersuchungen zum Einfluss der Grobfutterquelle und Futterpartikelgröße auf die ruminale Mikroorganismengemeinschaft in vitro

Abstract

In dieser Untersuchung sollte mit Hilfe molekularbiologischer Methoden geklärt werden, welchen Einfluss unterschiedliche Mais- und Grassilageanteile im Futter sowie die Futterpartikelgröße auf die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft im Pansen haben. Zunächst wurden drei Futtermischungen - bestehend aus 10 % Sojaextraktionsschrot sowie 90 % Mais- und Grassilage in variierenden Anteilen (1:0; 0,5:0,5; 0:1 auf Basis der Trockensubstanz, T) - auf 1 und 4 mm Siebdurchgang vermahlen und in einem semi-kontinuierlichen Pansensimulationssystem inkubiert. Nach 14-tägiger Inkubation wurden Mikroorganismen aus den Überläufen der Fermenter gewonnen, DNA isoliert und Clostridia-, Bacteroides-Prevotella- und Archaea-spezifische SSCP (single strand conformation polymorphism)-Profile von Teilsequenzen des 16S rRNA-Gens erstellt sowie einzelne SSCP-Banden sequenziert. Mittels Real-time qPCR erfolgte außerdem eine relative Quantifizierung für Prevotella bryantii und Ruminococcus albus. In einem zweiten in vitro Versuch wurden Proben für eine Fluoreszenz in situ Hybridisierung (FISH) gewonnen. Um zu überprüfen, inwiefern Unterschiede zwischen den Mikrobengemeinschaften in Fermenter und Überlauf bestehen, wurden beide Fraktionen beprobt. Im Ergebnis ließen sowohl die SSCP- als auch die Sequenzanalyse strukturelle Veränderungen der ruminalen Mikrobengemeinschaft in Abhängigkeit der beiden Prüffaktoren erkennen. Die Ergebnisse der Real-time qPCR für P. bryantii und R. albus deuteten ebenfalls auf einen Effekt beider Faktoren. Mit abnehmender Futterpartikelgröße zeigten beide Spezies eine erhöhte Abundanz. Darüber hinaus war ein vermehrtes Auftreten von P. bryantii mit zunehmendem Grassilageanteil im Futter zu beobachten. Auch die FISH ließ Unterschiede in der Zusammensetzung der ruminalen Mikrobengemeinschaft nach Variation des Mais- und Grassilageanteils im Futter erkennen. Außerdem unterschied sich die Mikrobengemeinschaft in Fermenter und Überlauf. Die Wahl des Siebdurchganges sowie der zu beprobenden Mikrobenfraktion ist folglich nicht unerheblich für das Ergebnis aus in vitro generierten Daten.