Evaluación de una bacteria ruminal acetogénica en la producción de metano in vitro

Abstract

Una alternativa para disminuir las emisiones de metano de los rumiantes es mediante la inoculación de bacterias acetogénicas, estas bacterias pueden competir por los sustratos (CO2 e H+) que usan las bacterias metanogénicas para producir metano. Los objetivos del estudio fueron identificar mediante secuenciación del gen ADNr 16S una bacteria ruminal acetogénica (BRA) aislada en medios selectivos, y evaluar el efecto de su inclusión sola o en cocultivo con un inóculo de bacterias ruminales totales (IBRT) en la producción de metano, ácidos grasos volátiles (AGV), y la degradación in vitro de la materia seca (DIVMS). La bacteria aislada se identificó como Clostridium paraputrificum. La BRA fue inoculada a dos concentraciones (1x106 y 1x108 bacterias mL-1 de medio de cultivo). De acuerdo con los resultados obtenidos, la BRA inoculada a una concentración de 1x106 bacterias mL-1 en cocultivo con el IBRT (BRA+IBRT) disminuyó (p<0.05) la producción total de gas (CO2 + CH4), pero no disminuyó la proporción de metano (p>0.05); la concentración total de AGV aumentó (p<0.05), y no se observaron diferencias (p>0.05) en la DIVMS. Cuando la BRA fue inoculada a una concentración de 1x108 bacterias mL-1 en cocultivo (BRA+IBRT) la producción total de gas fue similar (p>0.05) entre BRA+IBRT e IBRT, sin diferencias (p>0.05) en la proporción CH4:CO2, la concentración de acetato fue mayor (p<0.05) en cocultivo (BRA+IBRT), y no se detectaron diferencias (p>0.05) en la DIVMS entre tratamientos. Se concluye que la bacteria ruminal acetogénica identificada como Clostridium paraputrificum tiene capacidad para interactuar con otras bacterias ruminales y disminuir la producción de biogas total (CH4 y CO2), sin un efecto negativo en la DIVMS o en la producción de AGV. Por tanto, se sugiere estudiar in vivo su potencial como inóculo alimenticio para disminuir las emisiones antropogénicas de gases efecto invernadero en rumiantes. _______________ IN VITRO EVALUATION OF AN ACETOGENIC-RUMEN BACTERIUM ON METHANE PRODUCTION . ABSTRACT : An alternative to decrease the methane emissions from ruminants is by means of rumen inoculation of acetogénica bacteria, these bacteria are able to compete against methanogenic bacteria for the substrates (CO2 and H+) used to produce methane. The objectives of this study were addressed to identify by 16S rDNA gene sequencing an acetogenic-rumen bacteria (ARB) isolated in selective media, and to evaluate the effect of its inclusion alone or in co-culture with an inoculum of total rumen bacteria (TRBI) on methane and volatile fatty acids (VFA) production, and in vitro dry matter degradation (IVDMD). The ARB was inoculated at two concentrations (1x106 y 1x108 bacteria ml-1 of culture medium). The isolated bacterium was identified as Clostridium paraputrificum. According with the results obtained, the ARB inoculated at 1x106 in co-culture with ITRB (ARB+TRBI) decreased (p<0.05) the total gas production increased (p<0.05), however, the methane rate was not decreased (p>0.05); the total VFA production increased (p<0.05), and no effects were observed on IVDMD. When the ARB was inoculated at 1x108 bacteria ml-1 of culture medium with the TRBI, the total gas production was similar (p>0.05) between ARB+TRBI and TRBI, without differences (p>0.05) on the CH4:CO2 proportion; the acetate concentration was bigger (p<0.05) in co-culture (ARB+TRBI), and no differences (p>0.05) on IVDMD were observed among treatments. It is concluded that the acetogénica-rumen bacterium identified as Clostridium paraputrificum has capacity to interact with others rumen bacteria to decrease the total biogas production (CH4 and CO2) without negative effects on the IVDMD and the VFA production. Therefore it is suggested to evaluate in vivo its potential as feedstuff inoculums to decrease ruminants’ emissions of anthropogenic greenhouse gases.