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Jan 05, 2024

Microbiome des ensilages de grains de maïs et de sorgho réhydratés traités avec des inoculants microbiens à différentes périodes de fermentation

Scientific Reports volume 12, Numéro d'article : 16864 (2022) Citer cet article 1331 Accès 5 Citations 6 Détails des métriques Altmetric En raison des relations complexes co-évoluées et de l'influence mutuelle

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 16864 (2022) Citer cet article

1331 Accès

5 citations

6 Altmétrique

Détails des métriques

En raison des relations complexes co-évoluées et de l'influence mutuelle entre les changements dans le microbiome et la qualité de la fermentation de l'ensilage, nous avons exploré les effets des inoculants Lactobacillus plantarum et Propionibacterium acidipropionici (Inoc1) ou Lactobacillus buchneri (Inoc2) sur la diversité et la succession des communautés bactériennes et fongiques. de grains de maïs (CG) et de sorgho (SG) réhydratés et de leurs ensilages par séquençage Illumina Miseq après 0, 3, 7, 21, 90 et 360 jours de fermentation. Les effets des inoculants sur la succession bactérienne et fongique différaient selon les grains. Les espèces Lactobacillus et Weissella étaient les principales bactéries impliquées dans la fermentation des ensilages de maïs et de sorgho réhydratés. Aspergillus spp. la moisissure était prédominante dans la fermentation CG réhydratée, tandis que la levure Wickerhamomyces anomalus était le champignon majeur dans les ensilages SG réhydratés. L'Inoc1 était plus efficace que CTRL et Inoc2 pour favoriser la forte croissance de Lactobacillus spp. et maintenir la stabilité de la communauté bactérienne pendant de longues périodes de stockage dans les deux ensilages de grains. Cependant, les communautés bactériennes et fongiques des ensilages de maïs et de sorgho réhydratés ne sont pas restées stables après 360 jours de stockage.

Les grains de maïs et de sorgho ont été utilisés dans des concentrés proposés aux ruminants pour fournir de l'énergie principalement à partir de leur teneur en amidon1. L'endosperme du grain contient la plus grande quantité d'amidon et détermine la valeur économique et nutritionnelle du grain, car la structure et la composition de l'amidon et son interaction physique avec les protéines du grain peuvent altérer sa digestibilité2. L’effet de l’endosperme sur la digestibilité peut être manipulé par la transformation des grains3. L'ensilage de céréales réhydratées est une technique prometteuse pour améliorer la valeur nutritive des céréales4, et parmi les céréales, le sorgho présente le gain de digestibilité le plus élevé après ce processus, suivi par le maïs-grain et d'autres céréales5.

Au cours du processus d'ensilage, l'augmentation de la digestibilité de l'amidon des grains peut être due à la dégradation partielle de la matrice hydrophobe amidon-protéine qui entoure les granules d'amidon par protéolyse6, ce qui entraîne une plus grande solubilisation des prolamines et une augmentation de la surface des granules d'amidon susceptible d'être attaquée par les bactéries du rumen7.

Des études ont montré que les conditions climatiques affectent toutes les étapes de production et d’utilisation de l’ensilage, notamment dans les zones chaudes et humides, car la prolifération microbienne est fortement influencée par la température8. Ces facteurs climatiques affectent non seulement la croissance des cultures fourragères et l’incidence des maladies, mais influencent également la fermentation et la stabilité aérobie de l’ensilage9.

Lactobacillus plantarum serait l’inoculant d’ensilage le plus couramment utilisé10. Cette espèce produit de l'acide lactique, qui réduit rapidement le pH et améliore la fermentation11. Cependant, de grandes quantités d'ensilage ont été perdues et le coût de production pourrait subir des conséquences négatives en raison de la détérioration aérobie ; par conséquent, les bactéries propioniques et les bactéries hétérofermentaires produisant de l'acétate ont été étudiées pour réduire la détérioration des ensilages après exposition à l'air4,12.

L'inoculation bactérienne peut influencer différemment les caractéristiques de fermentation et la valeur nutritionnelle de l'ensilage en fonction des bactéries épiphytes présentes dans la matière première13 et des souches présentes dans les différents matériaux d'ensilage14. Selon Si et al.13, l'ensilage et son microbiote ont co-évolué des relations complexes, et une influence mutuelle existe entre les changements dans le microbiome et les paramètres de fermentation de l'ensilage, comme la corrélation positive entre Lactobacillus plantarum et la teneur en acide lactique. De manière générale, la composition des micro-organismes avant et après l’ensilage subit des changements importants15. La surveillance de ces changements pendant l'ensilage serait utile pour bien comprendre et améliorer le processus d'ensilage16.