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Characterization of the core rumen microbiome in cattle during transition from forage to concentrate as well as during and after an acidotic challenge

Petri, R.M., Schwaiger, T., Penner, G.B., Beauchemin, K.A., et Forster, R.J. (2013). « Characterization of the core rumen microbiome in cattle during transition from forage to concentrate as well as during and after an acidotic challenge. », PLoS ONE, 8(e83424). doi : 10.1371/journal.pone.0083424  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Dans les travaux présentés ici, nous avons étudié l’influence de la ration et de l’hôte sur le microbiome bactérien ruminal et l’effet d’une acidose provoquée sur sa composition. En faisant un pyroséquençage parallèle de la région hypervariable V3 du gène de l’ARNr 16S, nous avons établi le profil des communautés bactériennes des solides et des liquides de 8 génisses. Ces dernières ont reçu seulement du fourrage, puis leur ration est graduellement passée à un concentré, après quoi elles ont été soumises à une provocation d’acidose, suivie d’une période de récupération. Nous avons prélevé des échantillons de digesta ruminal chez chacune des génisses pendant qu’elles recevaient le fourrage seulement, le fourrage mélangé et la ration à forte teneur en grain ainsi que durant la provocation (4 h et 12 h) et la récupération. En tout, avec les digesta solide et liquide, nous avons obtenu 560 994 séquences bactériennes de grande qualité. L’analyse des regroupements a permis de déterminer que les grandes populations bactériennes des fractions solides et liquides différaient (P ≤ 0,10) selon que la ration était composée de fourrage ou de grain. L’électrophorèse en gradient de gel dénaturant n’a révélé aucune différence entre les hôtes et entre les rations, mais la PCR quantitative en temps réel a indiqué que le changement de ration a influé sur plusieurs taxons bactériens à l’exception de Streptococcus bovis. L’analyse du microbiome ruminal de base a permis d’identifier 32 unités taxonomiques opérationnelles (UTO) représentant 10 taxons bactériens, dont des bacteroidetes (32,8 %), des firmicutes (43,2 %) et des protéobactéries (14,3 %). La plus grande diversité d’UTO a été observée lorsque les génisses étaient nourries de fourrage : 38 UTO ont été identifiées, par comparaison à seulement 11 lorsque les génisses ont reçu la ration à forte teneur en grain. La comparaison du profil microbien des génisses présentant une acidose clinique à celui des génisses présentant une acidose subclinique a permis de mettre en évidence l’augmentation de l’abondance relative desAcetitomaculum, des Lactobacillus, des Prevotella et des Streptococcus. L’augmentation des Streptococcus et des Lactobacillus est probablement liée à la tolérance de ces espèces à l’acidité et à leur aptitude à se multiplier en assimilant les glucides fermentescibles en surplus. Acetitomaculum, genre acétogène, jouerait peut-être un rôle dans la conversion du lactate en acétate chez les animaux acidosiques. L’étude approfondie du profil des populations bactériennes associées à l’acidose subclinique et clinique pourrait permettre de caractériser l’empreinte microbienne de ces troubles et de voir si certaines d’entre pourraient en être la cause et faire l’objet de manipulations thérapeutiques.

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