تاثیر سطح فیبر و نشاسته جیره و نوع فرآوری جو بر تغییر جمعیت نسبی میکروارگانیسم‌های دستگاه گوارش اسب با استفاده از Real time PCR

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه تغذیه دام و طیور، دانشکده علوم دامی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 استاد گروه تغذیه دام و طیور، دانشکده علوم دامی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

3 استادیار گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گنبدکاووس

چکیده

سابقه و هدف: درک و توصیف مکانیسم تجزیه در اکوسیستم هضمی اسب به صورت کلی و به ویژه بخش خلفی دستگاه گوارش، برای تغذیه صحیح ضروری است. علیرغم اهمیت آن برای وضعیت تغذیه‌ای میزبان، اهمیت تخمیر در بخش خلفی هنوز کاملاً درک نشده است و گزارشهای محدودی در مورد سهم جمعیت میکروبی بخش خلفی در احتیاجات ازتی و انرژی وجود دارد. اطلاعات کنونی در مورد اکولوژی و تنوع میکروبی دستگاه گوارش اسب سانان منحصراً بر پایه روش‌های کشت میکروبی است که اغلب پر زحمت و زمان بر بوده و ممکن است تنها بخشی از تنوع میکروبی دستگاه گوارش را نشان دهد. به هر حال روش‌های ملکولی پیشرفته از قبیل واکنش زنجیره‌ای پلی‌مراز در زمان واقعی ابزارهای غیر وابسته به کشت میکروبی هستند که با صحت و حساسیت بالایی کمیت انواع گونه‌‌های اختصاصی باکتریها و بعلاوه تعداد باکتری‌‌های کل را مشخص می‌کنند. هدف از پژوهش حاضر بررسی تاثیر سطح فیبر و نشاسته جیره و نوع فرآوری جو بر تغییر جمعیت نسبی میکروارگانیسمهای دستگاه گوارش اسب با استفاده از روش واکنش زنجیره‌ای پلی‌مراز در زمان واقعی بود.

مواد و روشها: به منظور انجام این پژوهش از هشت راس مادیان 6 تا 12 ساله ترکمن و با وزن بدن 270 تا 300 کیلوگرم استفاده شد. جیره‌ها در دو وعده صبح و عصر و آب بصورت آزادانه در اختیار آنها قرار داده شد. از دو جیره پایه حاوی فیبر بالا و نشاسته بالا برای اسبها استفاده گردید. تیمارهای آزمایشی شامل: 1- جیره فیبر بالا به همراه جو پولکی شده با بخار (A)، 2- جیره فیبر بالا به همراه جو پلت شده (B)، 3- جیره نشاسته بالا به همراه جو پولکی شده با بخار (C) و 4- جیره نشاسته بالا به همراه جو پلت شده (D) بود. آزمایش در قالب طرح چرخشی شامل چهار تیمار و چهار دوره انجام شد و هر دوره شامل 14 روز عادت پذیری به جیره جدید و 7 روز نمونه برداری بود. نمونه گیری از مدفوع اسبها در روز آخر هر دوره انجام شد و در فریزر 80- درجه سانتیگراد تا زمان تعیین جمعیت میکروبی نگهداری شدند. استخراج DNA به روش فنل-کلروفرم انجام شد.

یافته‌ها: جمعیت پروتوزوآ در جیره حاوی نشاسته بالا و جو پولکی شده بیشتر از سایر جیره‌ها بود و اختلاف معنی داری داشت. جیره نشاسته بالای حاوی جو پلت شده و جیره فیبر بالا حاوی جو پولکی نیز از لحاظ جمعیت نسبی پروتوزآ به ترتیب 54 و 106 برابر بالاتر از جیره فیبر بالا و جو پلت بودند. جمعیت نسبی استرپتوکوکوس بوویس در جیره نشاسته بالا و جو پولکی شده نسبت به سایر جیره ها افزایش معنی داری نشان داد. در این آزمایش جیره فیبر بالا به همراه جو پولکی باعث افزایش 1400000 برابری سطح باکتری رومینوکوکوس فلاوفاشینز نسبت به جیره نشاسته بالا و جو پولکی گردید. اختلاف بین جیره فیبر بالا و جو پلت با جیره نشاسته بالا و جو پولکی نیز معنی دار بود و غلظت رومینوکوکوس فلاوفاشینز در جیره فیبر بالا جو پلت 6000 برابر جیره نشاسته بالا و جو پولکی بود. بالاترین غلظت باکتری فیبروباکتر سوکسینوژن در جیره فیبر بالا و جو پولکی مشاهده شد که نسبت به جیره نشاسته بالا و جو پولکی 33800 برابر بود. در مرحله بعد جیره فیبر بالا و جو پلت و جیره نشاسته بالا و جو پلت قرار داشتند که به ترتیب 1690 و 1470 برابر جیره نشاسته بالا و جو پولکی بود، ولی این دو جیره از لحاظ غلظت باکتری فیبروباکتر سوکسینوژن باهم اختلاف معنی‌داری نداشتند.

نتیجه‌گیری: نتایج این تحقیق نشان داد که استفاده از جیره حاوی نشاسته بالا و جو پولکی باعث افزایش جمعیت نسبی استرپتوکوکوس بوویس و جمعیت پروتوزوآ می گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of dietary fiber and starch level and barley processing on relative variation of microbial population in gastrointestinal tract of Horse by using Real-time PCR

1. De Fombelle, A., Julliand, V., Drogoul, C. and Jacotot, E. 2001. Feeding and microbial disorders in horses: 1-Effects of an abrupt incorporation of two levels of barley in a hay diet on microbial profile and activities. J. Equine Vet. Sci. 21:439–444.
2. Dehority, B.A. and Scott, H.W. 1967. Extent of cellulose and hemicellulose digestion in various forages by pure cultures of rumen bacteria. J. Dairy Sci. 50:1136.
3. Franzolin, R. and Dehority, B.A. 1996. Effect of prolonged high concentrate feeding on ruminal protozoal concentrations. J. Anim. Sci. 74: 2803–2809.
4. Frape, D., 2004. Equine Nutrition and Feeding. 3rd edn. Blackwell Publishing Ltd, Oxford, UK. PP 650.
5. Garner, H.E., Moore, J.N., Johnson, J.H., Clark, L., Amend, J.F., Tritschler, L.G. and Coffman, J.R. 1998. Changes in the cecal flora associated with the onset of laminitis. Equine Vet. J. 10: 249–252.
6. Goodson, J. 1981. Effects of an abrupt change in ration, from all forage to concentrate, on the microbial populations and ecology of the pony cecum. Ph.D. Dissertation. The Ohio State Univ., Columbus.
7. Goodson, J., Tyznik, W., Cline, J. and Dehority, B. 1988. Effects of an abrupt change of diet from hay to concentrate on microbial numbers and physical
environment in the caecum of the pony. Appl. Environ. Microbiol.54: 1946-1950.
8. Hoover, W.H., Tucker, C., Harris, J., Sniffen, C.J. and de Ondarza, M.B. 2006. Effects of non-structural carbohydrate level and starch: sugar ratio on microbial metabolism in continuous culture of rumen contents. Anim. Feed Sci. Technol. 128:307–319.
9. Hoover, W.H., Tucker, C., Harris, J., Sniffen, C.J. and de Ondarza, M.B. 2006. Effects of non-structural carbohydrate level and starch: sugar ratio on microbial
metabolism in continuous culture of rumen contents. Anim. Feed Sci. Technol. 128:307–319.
10. Janis, C. 1976. The evolutionary strategy of the equidae and the origins of rumen and cecal digestion. Evolution. 30: 757–774.
11. Julliand, V., de Fombelle, A., Drogoul, C. and Jacotot, E. 2001. Feeding and microbial disorders in horses. 3. Effects of three hay: grain ratios on microbial profile and activities. J. Equine Vet. Sci. 21: 543–546.
12. Julliand, V., de Vaux, A., Millet, L. and Fonty, G. 1999. Identiccation of Ruminococcus favefaciens as the predominant cellulolytic bacterial species of the equine cecum. Appl. Environ. Microbiol. 65, 3738^3741.
13. Kern, D.L., Slyter, L.L., Weaver, J.M., Leffel, E.C. and Samuelson, G. 1973. Pony cecum vs steer rumen: the effect of oats and hay on the microbial ecosystem. J. Anim. Sci. 37: 463-469.
14. Lin, C. and Stahl, D.A. 1995. Taxon-speci¢c probes for the cellulolytic genus Fibrobacter reveal abundant and novel equine-associated populations. Appl. Environ. Microbiol. 61: 1348-1351.
15. McLean, B.M.L., Hyslop, J.J., Longland, A.C., Cuddeford, D., and Hollands, T. 2000. Physical processing of barley and its effects on intra-caecal fermentation parameters in ponies. Anim. Feed Sci. Technol. 85, 79–87.
16. Medina, M., Girard, I.D., Jacotot, E. and Julliand, V. 2002. Effect of a preparation of Saccharomyces cerevisiae on microbial profiles and fermentation patterns in the large intestine of horses fed a high fiber or a high starch diet. J. Anim. Sci. 80: 2600–2609.
17. Milinovich, G., Burrell, P., Pollitt, P., Klieve, A., Blackall, L., Ouwerkerk, D., Woodland, E. Trott, D. 2008. Microbial ecology of the equine hindgut during oligofructose-induced laminitis. The ISME Journal. 2: 1089–1100.
18. Moore, B.E. and Dehority, B.A. 1993. Effects of diet and hindgut definition on diet digestibility and microbial concentrations in the cecum and colon of the horse. Journal of Animal Science, 71: 3350–58.
19. Moore-Colyer, M.J.S., Hyslop, J., Longland, A. and Cuddeford, D. 2000. Intra-caecal fermentation parameters and in vivo apparent digestibility in ponies fed botanically diverse fibre-based diets. Anim. Feed. Sci. Technol. 84: 183-197.
20. Peter, M., Katherine, M. and Jo-Anne, M. 2008. Semi-quantitative analysis of Ruminococcus flavefaciens, Fibrobacter succinogenes and Streptococcus bovis in the equine large intestine using real-time polymerase chain reaction. Brit. J. Nutr. 100: 561–568.
21. Santos, A., Rodrigues, M. Bessa, R., Ferreiral, L. and Martin-Rosset, W. 2011. Understanding the equine cecum-colon ecosystem: current knowledge and future perspectives. Animal. 5: 48–56.
22. SAS Institute Inc. 2002. Statistical Analysis System (SAS) User’s Guide (Version 9.1), SAS Institute, Cary, NC, US.
23. Willard, J.G., Willard, J.C., Wolfram, S.A. and Baker, J.P. 1977. Effect of diet on cecal pH and feeding behavior of horses. J. Anim. Sci. 45:87–93.