In vitro-Untersuchung zur Auswirkung des Roggengehalts und der Partikelgröße von TMR auf das Pansen-Mikrobiom

Verschiedene Getreidearten werden im Kraftfutter und in totalen Mischrationen für Kälber eingesetzt, wobei Roggen bisher nur selten verwendet wird. Das Ziel der vorliegenden Studie war es, die Auswirkungen von Roggen auf die Pansenfermentation zu untersuchen. Hierbei wurden unterschiedliche Anteile und Partikelgrößen von Roggen im Vergleich zu Weizen hinsichtlich ihres Einflusses auf das Pansenmikrobiom getestet. Das Experiment wurde mit einem Pansensimulationssystem (Rumen Simulation Technique – RUSITEC) in drei Versuchsdurchläufen durchgeführt, um die Fermentationsfähigkeit der Pansenmikrobiota zu charakterisieren. Dafür wurde Pansenflüssigkeit von drei Milchkühen aus einer Pansenfistel entnommen, homogenisiert und mit jeweils einer von fünf Kombinationen einer totalen Mischration (TMR) auf Getreide-Heu-Basis zehn Tage inkubiert: 0 % Hybrid-Roggen (Kontrolle), 25 % und 46 % Hybrid-Roggen (jeweils gemahlen und gequetscht). Die ersten fünf Tage stellten die Eingewöhnungsphase dar und die letzten fünf Tage dienten als Messzeitraum. Die Futterbeutel wurden zur Bestimmung des Nährstoffabbaus eingesammelt und alle 24 Stunden ersetzt. Für die Fermentationskinetik, die mikrobielle Taxonomie und zur Bestimmung der Metaboliten wurden am achten Tag Fermenterflüssigkeitsproben 1, 2, 4, 6, 8, 12 und 24 Stunden nach der Inkubation gesammelt. Aus Proben von den Zeitpunkten 4 und 8 Stunden nach der Inkubation wurde die DNA extrahiert, welche für die 16S rRNA Amplikonsequenzierung eingesetzt wurde. Die erhaltenen Sequenzen wurden zunächst bioinformatisch und anschließend statistisch ausgewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass der Ersatz von Weizen durch Roggen zu einem signifikanten Unterschied in der bakteriellen Gemeinschaft (ß-Diversität) führte, v.a. bei 46 % gemahlenem Roggen im Vergleich zur Kontrollgruppe. Ein Unterschied in der Artenvielfalt (α-Diversität) konnte hingegen nicht festgestellt werden. Die drei häufigsten Stämme waren Bacteroidota, Firmicutes und Actinobacteriota, die etwa 95 % aller Sequenzen repräsentierten. Vor allem nahm Proteobacteria mit steigendem Roggenanteil ab. Auf Gattungsebene stieg vor allem Acetitomaculum und Succinivibrionaceae UCG-001 sank durch die Roggenration signifikant. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Roggen, v.a. in höherem Anteil und feinerer Partikelgröße, das Pansenmikrobiom beeinflusst. Roggen kann eine gute Alternative zu Weizen in der Kälberfütterung darstellen, da er dazu beiträgt die mikrobielle Gemeinschaft im Pansen zu optimieren, ohne die mikrobielle Diversität zu verringern. Es sind jedoch weitere in-vivo-Studien notwendig, um diese Ergebnisse unter realitätsnahen Bedingungen zu überprüfen.