Ann. Biol. anim. Bioch. Biophys. 1 (i) 1961
É T U D E « IN-VITRO » DE L'INFLUENCE DES E X T R A I T - AQUEUX DE FOURRAGE SUR LA CROISSANCE
DES BACTÉRIES DU RUMEN
G. F A U C O N N E A U
avec la collaboration technique de Janine BOUDON et Éliane PENOT.
Service de Biochimie et de Nutrition,
Centre national de Recherches zootechniques, Jouy-en-Josas.
S O M M A I R E
Les extraits salins (salive artificielle) de divers fourrages o n t é t é utilisés c o m m e milieu d e culture pour l e s bactéries d u rumen. L a v i t e s s e de croissance et la croissance m a x i m u m a t t e i n t e s varient avec le fourrage e t s e m b l e n t caractéristiques d e celui-ci.
Ces d e u x critères d u d é v e l o p p e m e n t d e s bactéries varient avec l e s c o n s t i t u a n t s protoplas- miques solubilisés par la salive dans le cas de fourrages lyophilisés ou séchés à l'air. Certains trai- t e m e n t s (séchage par r a y o n n e m e n t infra-rouge) diminuent b e a u c o u p la vitesse d e croissance.
Le d é v e l o p p e m e n t des bactéries d u rumen obtenu dans certaines conditions définies pourrait constituer u n e m é t h o d e d'appréciation d e la fraction soluble d e s fourrages.
L^es éléments solubles des fourrages (glucides, acides organiques, acides aminés libres, amides e t minéraux), constituent le milieu de prolifération des microorga- nismes d u rumen ( F A U C O N N E A U et J A R R I G E , 1955) ; aussi la composition de l a frac- tion soluble conditionne-t-elle le développement d ' u n faciès microbien caractéris- tique et les orientations fermentaires de celui-ci, e n agissant à la fois sur les vitesses de croissance e t sur les croissances m a x i m a des microorganismes ; de ces différents facteurs dépend d'ailleurs l'utilisation n u t r i t i v e des fourrages e t en particulier celle de leurs constituants membranaires.
N o u s avons étudié in-vitro l'influence des constituants solubilisés dans le rumen par l a salive sur l a croissance de l a population bactérienne isolée de celui-ci.
I,es extraits o n t été obtenus p a r macération à 4 0 ° C des fourrages broyés à l'aide de salives artificielles diverses (MacDouGALX (1948), C H E N G e t al. (1955)), le facteur de dilution utilisé est 1/25 (poids d'échantillon sec/volume de salive), l a fraction solubilisée e s t isolée p a r centrifugation e t utilisée le plus rapidement possible.
L/e jus de rumen destiné à préparer l'inoculum est prélevé sur des moutons munis d'une fistule d u rumen e t nourris e x c l u s i v e m e n t a v e c l'espèce de fourrage étudiée in-vitro : ray-grass anglais, luzerne, e t c . . L e s a n i m a u x reçoivent d e u x repas de d e u x heures p a r 24 heures e t les prélèvements des j u s de rumen sont effectués immédiate-
Article publié par EDP Sciences et disponible sur le site http://rnd.edpsciences.org ou http://dx.doi.org/10.1051/rnd/19611010
I I
ment a v a n t u n repas, c'est-à-dire 10 heures après l'interruption du repas précédent ; dans ces conditions le contenu du rumen est assez liquide ; par filtration sur mousseline et élimination p a r centrifugation de 1 5 minutes à 200 g des débris chloroplastiques on obtient un jus contenant de 5 à 12 g de bactéries sèches (par 1 000 m l de jus).
L e s incubations sont effectuées à 39°C en tubes à essai 16 X 160 m m sous atmos- phère anaérobie ; à cette fin les tubes saturés d'azote sont placés dans des dessica- teurs remplis d'azote en présence de pyrogallol potassique (pour capter les traces d ' o x y g è n e ) . N o u s a v o n s utilisé c o m p a r a t i v e m e n t les inoculums de concentration différente, la turbidité mesurée à 650 m.|j. sous 1 c m d'épaisseur v a r i a n t de o . i à 1,5 densité optique (concentration finale dans les tubes de culture) ; en outre, nous avons
FïG. 1 — Croissances des bactéries obtenues sur extraits de feuilles de luzerne • développement (Ie1 cycle) :
X X 2 5 Avril; O O i S Mai; A • 3 Juin ;
influence du stade de
• • 3° Juin.
comparé la population totale de bactéries libres et certaines fractions isolées par cen- trifugation fractionnée (500 g, 5 000 g, 25 000 g pendant 30 minutes), dans du sérum physiologique saturé d'azote.
Quel que soit l'inoculum utilisé (concentration différente de populations b a c t é - riennes totales ou fractionnées par centrifugation), la vitesse de croissance de cer- taines bactéries (mesurée par turbidimétrie à 650 my. après dilution 1/2), semble caractéristique du fourrage, en effet nous obtenons une bonne reproductibilité des croissances pour une même densité d'inoculum (*).
N o u s avons appliqué cette technique a u x feuilles et tiges de luzerne prélevées au cours du premier c y c l e de développement (fig. 1 et 2) : les divers extraits de feuilles (x) Dans nos conditions expérimentales (extraits de fourrages fraîchement préparés, saturés d'azote, incu- bation en atmosphère anaérobie à 3 90) , il n'y avait pas de croissance appréciable pendant 2 4 heures en l'absence d'inoculum.
fournissent des croissances comparables, les e x t r a i t s des feuilles prélevées le 25 avril é t a n t légèrement plus favorables ; par contre, la vitesse de croissance ainsi que la
FlG. 2 — Croissances des bactéries obtenues sur extraits de tiges de luzerne, influence du stade de développement (1er cycle) :
X X 2 5 Avril; « « 1 5 Mai; Q Q 3 J u i n ; • • 3 0 Juin
1300
4h30 15 h 21 h FlG. 3 — Croissances des bactéries obtenues sur extraits de feuilles de luzerne
f 2 ™ ' cycle de développement S Septembre) : influence des traitements
-X lyophylisation ; Q Q séchage à l'air ; • • séchage par rayonnement infra-rouge.
• I -
13 croissance m a x i m u m obtenues avec les extraits de tiges varient beaucoup avec le stade de d é v e l o p p e m e n t et semblent suivre les variations des constituants proto- plasmiques solubilisés par la salive artificielle (49,7-37,2-26,2-25,3 p . 100 de la matière sèche totale).
N o u s avons étudié à l'aide des mêmes techniques les feuilles e t tiges de luzerne de deuxième coupe soumises à différents traitements en v u e de leur conservation (fig. 3 et 4) : la vitesse de croissance obtenue a v e c des extraits de feuilles et tiges séchées à l'air est b e a u c o u p plus faible que celle obtenue, a v e c des e x t r a i t s de feuilles e t tiges l y o - philisées, bien que les quantités de matière sèche des extraits correspondants soient semblables ; d'ailleurs les croissances m a x i m u m varient p e u et semblent liées plus étroitement à la q u a n t i t é de matière sèche e x t r a i t e par la salive artificielle. L e s extraits p r o v e n a n t des feuilles et tiges traitées au four à r a y o n n e m e n t infra-rouge
1000
900
7 0 0
600
5 0 0
l 1 1 1
4 h 30 15 h 2 6 h 4 0
FIG. 4 — Croissances des bactéries obtenues sur extraits de liges de luzerne f 2e m e cycle de développement 8 Septembre) : influence du traitement
X X l y o p h y l i s a t i o n ; O O séchage à l'air ; • • séchage par r a y o n n e m e n t infra-rouge.
diminuent encore plus la vitesse de croissance des bactéries, bien que les fractions protoplasmiques solubilisées par la salive soient semblables : 49,0-49,6 p . 100 dans le cas des feuilles et 28,2-26,4 p . 100 dans le cas des tiges.
E n outre, nous avons étudié u n r a y grass anglais soumis à des prélèvements éche- lonnés au cours du premier cycle (fig. 5) ; certains échantillons ont été lyophilisés après congélation dans l'azote liquide a u m o m e n t du prélèvement, d'autres ont été séchés dans u n four à r a y o n n e m e n t infra-rouge. L e s croissances m a x i m u m observées sur les 3 échantillons lyophilisés diminuent quand les plantes vieillissent parallèlement à la diminution des constituants solubles dans la salive (56,7-47,3-45,4 p . 100) ; par contre les croissances m a x i m u m obtenues avec les échantillons séchés a u four à rayonnement infra-rouge sont beaucoup plus faibles, et dans ce cas elles varient peu avec les stades de développement.
P e n d a n t la phase de croissance les sucres et les acides aminés libres semblent
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être utilisés parallèlement à celle-ci et ne semblent pas la limiter (du moins quanti- t a t i v e m e n t ) ; le t e m p s de latence observé avec les extraits p r o v e n a n t de fourrages séchés à l'air ou a u four infra-rouge serait d û soit à l'apparition de facteurs inhibiteurs, soit à la disparition de facteurs de croissance.
FlG. 5 — Croissances des bactéries obtenues sur extrait de Ray grass anglais, influence du traitement et du stade de développement au cours du Ie' cycle :
Iyophylisation : X X 1 4 Avril, | ^ | | - E | i 2 Mai, A, /\ 2 9 Mai;
séchage par rayonnement infra-rouge : 0 0 2 9 Avril, H j | 1 2 Mai, • • 2 9 Mai
• • 1 0 Juin, O 0 1 2 Septembre ( 2e m e cycle de développement).
I^a mesure de la vitesse de croissance et de la croissance m a x i m u m atteinte dans des conditions définies sur des extraits a y a n t subi le m ê m e procédé de conservation (séchage à l'air ou lyophilisation (2), pourrait constituer une méthode de dosage m i - crobiologique de la fraction soluble des fourrages, et par suite une première apprécia- tion de leur v a l e u r nutritive.
Reçu en mai 1960.
S U M M A R Y
A N I N VITRO S T U D Y O F T H E I N F L U E N C E O F A Q U E O U S E X T R A C T S O F F O R A G E ON T H E G R O W T H OF R U M E N B A C T E R I A
E x t r a c t s of différent forages obtained b y m a c é r a t i o n (artificial saliva) at 4o°C h a v e been used as culture m é d i a for rumen bacteria (total or fractional p o p u l a t i o n ) . T h e rate of g r o w t h and t h e m a x i m u m g r o w t h obtained v a r y w i t h t h e forage and appear t o be characteristic of it. W h e n freeze-dried or air-dried forages are s t u d i e d , thèse t w o criteria of bacterial g r o w t h v a r y according
(2) La méthode ne peut être utilisée dans le cas d'échantillons séchés à l'aide du rayonnement infra-rouge.
15 t o the a m o u n t of protoplasmic c o n s t i t u e n t s dissolved b y the saliva, and thèse, in turn, dépend primarily on the âge of the p l a n t s .
A forage sample h a s b e e n subjected to various préservation t r e a t m e n t s ; a l t h o u g h t h e dry matter dissolved b y the saliva m a y be similar, air-drying and especially drying w i t h infra-red radiation greatly diminishes the rate of g r o w t h w i t h o u t m o d i f y i n g the m a x i m u m g r o w t h .
T h e d e v e l o p m e n t of t h e rumen bacteria obtained under certain standard conditions m a y c o n s t i t u t e a m e t h o d for t h e détermination of the soluble fraction of forage p l a n t s .
R É F É R E N C E S B I B L I O G R A P H I Q U E S
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