Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Naturally horses were used to survive on grazing a fibre rich diet and consequently their energy metabolism was dependent on fibre degrading microorganisms inhabiting their gastrointestinal tract. However, modern performance horses are exposed to high intensity training, therefore energy-dense feedstuffs had to be introduced to feed rations to meet their high energy requirements. These changes in the diet resulted also in changes in the microbial ecosystem inhabiting the gastrointestinal tract which may also have consequences for the health of the horse. The aim of this study was to gain a better understanding about diet related changes within microbial populations in the equine gut using both culture based and molecular methods.

Six mature geldings were fed two different diets (haylage-only and haylage-concentrate) in a cross-over design, both periods consisting of 29 days. Faecal samples were used for the culturing work on Rogosa and VRBG plates, for pH measurement and for analysis with T-RFLP. Several bacteria isolated from plates of both diets were identified by sequencing of 16S rRNA.

The switch to a diet comprising concentrate to 50% of DM resulted in a significant increase in abundance of lactobacilli and streptococci, and in the appearance of Lactobacillus ruminis, previously not detected in horse. Several other organisms were also significantly affected by the diet as indicated by T-RFLP results. However, identification of some TRFs is inhibited by the lack of knowledge and references in open databases. On the contrary, an effect of diet on numbers of enterobacteria, faecal pH and diversity of the microbial population could not be observed.

The results of this study show that there are diet related changes in horses' gastrointestinal microbiota, indicating that their ecosystem is affected by the diet. Similar patterns could be observed in most of the horses, but also individual differences exist. However, our knowledge is still limited on horses' gastrointestinal microbiology. Therefore further investigations are needed to gain a better understanding of the interactions between gut microbiota and different feeding practices which would help to develop feeding strategies that can support equine health and welfare.

Hosszú évezredeken keresztül a ló természetes takarmánya magas rosttartalmú fű-félékből
állt, így életfenntartásához rá volt utalva a bélrendszerében megtalálható, rostokat emészteni
képes mikroorganizmusokra. A modern sportló energia igénye azonban olyannyira
megemelkedett az intenzív tréningek következtében, hogy magas energiatartalmú
abraktakarmányok etetése vált szükségessé. Az új takarmányozási szokások pedig
változásokat okoztak a ló emésztőrendszerében előforduló mikrobiális populáció
összetételében. Ez következményekkel járhat a ló egészségi állapotára nézve is. A jelen
kutatás célja e mikrobiális populáció takarmány-függő változásainak feltérképezése volt,
mind a klasszikus, mind pedig a molekuláris mikrobiológia eszközeivel.
A kísérlet két 29 napos periódusból állt, hat kifejlett ügető ló takarmányozásával hármas
csoportokban, két különböző takarmányadag összetétellel (100% fűszenázs és 50%fűszenázs-
50%abrak). Az analízis trágya minták használatával történt, és a pH érték meghatározását,
baktérium kolóniák kitenyésztését (Rogosa és VRBG agaron), izolálását és meghatározását,
valamint T-RFLP elemzést foglalt magába.
Az abrak felvétele a takarmányadagba a Lactobacillus és Streptococcus családba tartozó
baktériumok felszaporodását okozta, valamint a Lactobacillus ruminis faj megjelenését,
amelyet lovakban korábban még nem írtak le. Több másik mikroorganizmus is szignifikáns
különbséggel fordult elő a különböző takarmányadagokon, amint azt a T-RFLP eredmények
mutatják. Azonban ezek meghatározása nehézségekbe ütközik, hiszen tudásunk a lovak
emésztőrendszerének mikrobiológiáját illetően még mindig korlátozott, így pedig hiányoznak
a referenciaként használható izolátumok. Ezekkel ellentétben az Enterobacteriacea családba
tarozó baktérium kolóniák előfordulásában nem volt szignifikáns különbség. A trágya minták
pH értéke és a mikrobiális populáció diverzitása sem mutatott szignifikáns eltérést a
különböző takarmány összetételek között.
Ezen dolgozat eredményei azt támasztják alá, hogy a takarmány összetétele hatással van a
lovak bélrendszerének mikrobiológiájára, hasonló változásokat idézve elő a mikrobiális
populáció összetételében a lovak többségénél. Azonban az individuális különbségekről sem
szabad elfeledkeznünk. Mindemellett jelen tudásunk e témában még nagy mértékben
korlátozott, így további kutatásokra lesz szükség annak érdekében, hogy jobban megérthessük
az összefüggést a különböző takarmányozási szokások és a lovak bélflórájának változásai
között. Ez a tudás elősegítheti olyan takarmányozási körülmények kialakítását, amelyek mind
a sportlovak teljesítményére, mind pedig egészségére pozitív hatással van.