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Effect of Ergot Alkaloids and a Mycotoxin Deactivating Product on In Vitro Ruminal Fermentation Using the Rumen Simulation Technique (RUSITEC)
Journal of Animal Science ( IF 2.7 ) Pub Date : 2022-06-24 , DOI: 10.1093/jas/skac226
Jenna M Sarich 1 , Kim Stanford 2 , Karen S Schwartzkopf-Genswein 3 , Robert J Gruninger 3 , Tim A McAllister 1, 3 , Sarah J Meale 4 , Barry R Blakley 5 , Gregory B Penner 1 , Gabriel O Ribeiro 1
Affiliation  

The rumen simulation technique (RUSITEC) was used to investigate the effect of ergot alkaloids (EA) and a mycotoxin deactivating product (Biomin AA; MDP) on nutrient digestion, ruminal fermentation parameters, total gas, methane, and microbial nitrogen production. Ruminal fermentation vessels received a feedlot finishing diet of 90:10 concentrate:barley silage (DM basis). Using a randomized complete block design, treatments were assigned (n = 4 vessels/treatment) within two RUSITEC apparatuses in a 2 × 2 factorial arrangement. Treatments included: 1) control (CON) diet (no EA and no MDP); 2) CON diet + 1 g/d MDP; 3) CON diet + 20 mg/kg EA; and 4) CON diet + 20 mg/kg EA + 1 g/d MDP. The study was conducted over 14 d with 7 d of adaptation and 7 d of sample collection. Data were analyzed in SAS using PROC MIXED including fixed effects of EA, MDP, and the EA×MDP interaction. Random effects included RUSITEC apparatus and cow rumen inoculum (n = 4). Ergot alkaloids decreased dry matter (DMD) (P = 0.01; 87.9 vs. 87.2%) and organic matter disappearance (OMD) (P = 0.02; 88.8 vs. 88.4%). Inclusion of MDP increased OMD (P = 0.01; 88.3 vs. 88.9%). Neutral detergent fiber disappearance (NDFD) was improved with MDP; however, an EA×MDP interaction was observed with MDP increasing (P < 0.001) NDFD more with EA diet compared to CON. Acetate proportion decreased (P = 0.01) and isovalerate increased (P = 0.03) with EA. Consequently, acetate:propionate was reduced (P = 0.03) with EA. Inclusion of MDP increased total volatile fatty acid (VFA) production (P < 0.001), and proportions of acetate (P = 0.03) and propionate (P = 0.03), and decreased valerate (P < 0.001), isovalerate (P = 0.04), and caproate (P = 0.002). Treatments did not affect (P ≥ 0.17) ammonia, total gas, or methane production (mg/d or mg/g of organic matter fermented). The inclusion of MDP reduced (P < 0.001) microbial nitrogen (MN) production in the effluent and increased (P = 0.01) feed particle bound MN. Consequently, total MN decreased (P = 0.001) with MDP. In all treatments, the dominant microbial phyla were Firmicutes, Bacteroidota, and Proteobacteria, and the major microbial genus was Prevotella. Inclusion of MDP further increased the abundance of Bacteroidota (P = 0.04) as it increased both Prevotella (P = 0.04) and Prevotellaceae_UCG-003 (P = 0.001). In conclusion, EA reduced OMD and acetate production due to impaired rumen function, these responses were successfully reversed by the addition of MDP.

中文翻译:

使用瘤胃模拟技术 (RUSITEC) 观察麦角生物碱和霉菌毒素灭活产品对体外瘤胃发酵的影响

采用瘤胃模拟技术 (RUSITEC) 研究麦角生物碱 (EA) 和霉菌毒素灭活产品 (Biomin AA; MDP) 对营养物消化、瘤胃发酵参数、总气体、甲烷和微生物氮产生的影响。瘤胃发酵容器接受 90:10 浓缩物:大麦青贮饲料(DM 基础)的饲养场育肥日粮。使用随机完整区组设计,以 2 × 2 因子排列在两个 RUSITEC 装置内分配治疗(n = 4 条血管/治疗)。治疗包括:1) 对照 (CON) 饮食(无 EA 和 MDP);2) CON饮食+1g/d MDP;3) CON饮食+20 mg/kg EA;4) CON 饮食 + 20 mg/kg EA + 1 g/d MDP。该研究进行了 14 天,其中 7 天的适应时间和 7 天的样本收集时间。使用 PROC MIXED 在 SAS 中分析数据,包括 EA、MDP、以及 EA×MDP 交互作用。随机效应包括 RUSITEC 装置和牛瘤胃接种物 (n = 4)。麦角生物碱减少了干物质(DMD)(P = 0.01;87.9 vs. 87.2%)和有机物消失(OMD)(P = 0.02;88.8 vs. 88.4%)。纳入 MDP 会增加 OMD(P = 0.01;88.3 vs. 88.9%)。MDP 改善了中性洗涤纤维消失 (NDFD);然而,观察到EA×MDP相互作用,与CON相比,EA饮食使MDP增加(P<0.001)NDFD更多。使用 EA 后,乙酸盐比例降低 (P = 0.01),异戊酸比例增加 (P = 0.03)。因此,用 EA 可以减少乙酸盐:丙酸盐(P = 0.03)。MDP 的加入增加了总挥发性脂肪酸 (VFA) 的产量 (P < 0.001),以及乙酸盐 (P = 0.03) 和丙酸盐 (P = 0.03) 的比例,并降低了戊酸盐 (P < 0.001)、异戊酸盐 (P = 0。04) 和己酸 (P = 0.002)。处理不影响(P ≥ 0.17)氨、总气体或甲烷产量(mg/d 或 mg/g 发酵有机物)。MDP的加入减少了(P<0.001)流出物中微生物氮(MN)的产生并增加了(P=0.01)进料颗粒结合的MN。因此,随着 MDP,总 MN 减少 (P = 0.001)。在所有处理中,优势微生物门是厚壁菌门、拟杆菌门和变形菌门,主要微生物属是普雷沃菌属。MDP 的加入进一步增加了拟杆菌门的丰度 (P = 0.04),因为它增加了普雷沃氏菌 (P = 0.04) 和普雷沃氏菌科_UCG-003 (P = 0.001)。总之,由于瘤胃功能受损,EA 减少了 OMD 和乙酸盐的产生,这些反应通过添加 MDP 成功逆转。处理不影响(P ≥ 0.17)氨、总气体或甲烷产量(mg/d 或 mg/g 发酵有机物)。MDP的加入减少了(P<0.001)流出物中微生物氮(MN)的产生并增加了(P=0.01)进料颗粒结合的MN。因此,随着 MDP,总 MN 减少 (P = 0.001)。在所有处理中,优势微生物门是厚壁菌门、拟杆菌门和变形菌门,主要微生物属是普雷沃菌属。MDP 的加入进一步增加了拟杆菌门的丰度 (P = 0.04),因为它增加了普雷沃氏菌 (P = 0.04) 和普雷沃氏菌科_UCG-003 (P = 0.001)。总之,由于瘤胃功能受损,EA 减少了 OMD 和乙酸盐的产生,这些反应通过添加 MDP 成功逆转。处理不影响(P ≥ 0.17)氨、总气体或甲烷产量(mg/d 或 mg/g 发酵有机物)。MDP的加入减少了(P<0.001)流出物中微生物氮(MN)的产生并增加了(P=0.01)进料颗粒结合的MN。因此,随着 MDP,总 MN 减少 (P = 0.001)。在所有处理中,优势微生物门是厚壁菌门、拟杆菌门和变形菌门,主要微生物属是普雷沃菌属。MDP 的加入进一步增加了拟杆菌门的丰度 (P = 0.04),因为它增加了普雷沃氏菌 (P = 0.04) 和普雷沃氏菌科_UCG-003 (P = 0.001)。总之,由于瘤胃功能受损,EA 减少了 OMD 和乙酸盐的产生,这些反应通过添加 MDP 成功逆转。或甲烷产量(mg/d 或 mg/g 发酵有机物)。MDP的加入减少了(P<0.001)流出物中微生物氮(MN)的产生并增加了(P=0.01)进料颗粒结合的MN。因此,随着 MDP,总 MN 减少 (P = 0.001)。在所有处理中,优势微生物门是厚壁菌门、拟杆菌门和变形菌门,主要微生物属是普雷沃菌属。MDP 的加入进一步增加了拟杆菌门的丰度 (P = 0.04),因为它增加了普雷沃氏菌 (P = 0.04) 和普雷沃氏菌科_UCG-003 (P = 0.001)。总之,由于瘤胃功能受损,EA 减少了 OMD 和乙酸盐的产生,这些反应通过添加 MDP 成功逆转。或甲烷产量(mg/d 或 mg/g 发酵有机物)。MDP的加入减少了(P<0.001)流出物中微生物氮(MN)的产生并增加了(P=0.01)进料颗粒结合的MN。因此,随着 MDP,总 MN 减少 (P = 0.001)。在所有处理中,优势微生物门是厚壁菌门、拟杆菌门和变形菌门,主要微生物属是普雷沃菌属。MDP 的加入进一步增加了拟杆菌门的丰度 (P = 0.04),因为它增加了普雷沃氏菌 (P = 0.04) 和普雷沃氏菌科_UCG-003 (P = 0.001)。总之,由于瘤胃功能受损,EA 减少了 OMD 和乙酸盐的产生,这些反应通过添加 MDP 成功逆转。001) 废水中微生物氮 (MN) 的产生以及进料颗粒结合 MN 的增加 (P = 0.01)。因此,随着 MDP,总 MN 减少 (P = 0.001)。在所有处理中,优势微生物门是厚壁菌门、拟杆菌门和变形菌门,主要微生物属是普雷沃菌属。MDP 的加入进一步增加了拟杆菌门的丰度 (P = 0.04),因为它增加了普雷沃氏菌 (P = 0.04) 和普雷沃氏菌科_UCG-003 (P = 0.001)。总之,由于瘤胃功能受损,EA 减少了 OMD 和乙酸盐的产生,这些反应通过添加 MDP 成功逆转。001) 废水中微生物氮 (MN) 的产生以及进料颗粒结合 MN 的增加 (P = 0.01)。因此,随着 MDP,总 MN 减少 (P = 0.001)。在所有处理中,优势微生物门是厚壁菌门、拟杆菌门和变形菌门,主要微生物属是普雷沃菌属。MDP 的加入进一步增加了拟杆菌门的丰度 (P = 0.04),因为它增加了普雷沃氏菌 (P = 0.04) 和普雷沃氏菌科_UCG-003 (P = 0.001)。总之,由于瘤胃功能受损,EA 减少了 OMD 和乙酸盐的产生,这些反应通过添加 MDP 成功逆转。MDP 的加入进一步增加了拟杆菌门的丰度 (P = 0.04),因为它增加了普雷沃氏菌 (P = 0.04) 和普雷沃氏菌科_UCG-003 (P = 0.001)。总之,由于瘤胃功能受损,EA 减少了 OMD 和乙酸盐的产生,这些反应通过添加 MDP 成功逆转。MDP 的加入进一步增加了拟杆菌门的丰度 (P = 0.04),因为它增加了普雷沃氏菌 (P = 0.04) 和普雷沃氏菌科_UCG-003 (P = 0.001)。总之,由于瘤胃功能受损,EA 减少了 OMD 和乙酸盐的产生,这些反应通过添加 MDP 成功逆转。
更新日期:2022-06-24
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