Bewertung der Auswirkungen von Zearalenon in der Ration auf Zusammensetzung und Stoffwechsel des Pansenmikrobioms und deren Bezug zum Gesundheitsstatus von Kühen

Kurzbezeichnung

ZenMicro

Einrichtung Vetmeduni

Zentrum für Tierernährung und Tierschutzwissenschaften

Art der Forschung

Klinische Forschung / Studie

Forschungsschwerpunkt

Ernährungsphysiologie

Abstract

Zearalenon (ZEN) ist ein Mykotoxin, das für seine östrogene Wirkung und seine Rolle bei Reproduktionsstörungen bei Nutztieren, einschließlich Rindern, bekannt ist. Eine Kontamination mit ZEN ist auf österreichischen Weiden und in Silagen häufig vorzufinden, was ein besseres Verständnis der potenziellen Auswirkungen der ZEN-Aufnahme beim Milchvieh erfordert. Bei Rindern spielt die Darmmikrobiota eine wesentliche Rolle, sowohl bei der Verdauung der Nahrung als auch bei der Verstoffwechselung toxischer Substanzen wie ZEN. Obwohl die Auswirkungen einer ZEN-Aufnahme vor allem mit der Fruchtbarkeit in Verbindung gebracht werden, haben unsere früheren Untersuchungen gezeigt, dass dieses Mykotoxin auch eine systemische Entzündungsreaktion bei Milchkühen auslösen kann.Es wurden bisher in keiner Untersuchung die Veränderungen des mikrobiellen Transkriptoms im Pansen als Reaktion auf die ZEN-Aufnahme untersucht. Die Erstellung von Funktionsprofilen des Pansenmikrobioms könnte Aufschluss darüber geben, ob der bakterielle Stoffwechsel eine Rolle bei der Reaktion des Organismus auf die Aufnahme von ZEN spielt. Daher könnte die Hochdurchsatz-Sequenzierung der RNA, die aus der Pansenflüssigkeit extrahiert wurde, wichtige Informationen darüber liefern, welche Bakterientaxa zur Verstoffwechselung von ZEN beitragen können und ob unterschiedliche Niveaus der Stoffwechselaktivität die von uns beobachteten Symptome erklären könnten. Der Versuch wurde mit einer Gruppe von sechs multiparen Kühen durchgeführt und dauerte insgesamt 26 Tage. Nach einer viertägigen Eingewöhnungsphase an das Futter und an das automatische Fütterungssystem wurde eine erste Probenahme zur Erhebung des Ausgangswerts durchgeführt. Zwei weitere Probenahmen erfolgten zu Beginn und am Ende der Fütterungsperiode. Der gesammelte Pansensaft wird einer RNA-Sequenzierung unterzogen und eine Metagenomanalyse durchgeführt. Die Konzentrationen von Zearalenon, α-Zearalenol und β-Zearalenol werden gemessen. Die bioinformatischen und statistischen Analysen werden die Zusammensetzung und Aktivität des Pansenmikrobioms aufzeigen und es ermöglichen, die Unterschiede zwischen dem Ausgangswert und der kurz- und langfristigen ZEN-Exposition zu überwachen. Die Unterschiede zwischen der mikrobiellen Aktivität und Zusammensetzung aufgrund der ZEN-Supplementierung werden mit den Gesundheitsdaten verknüpft, um zu bewerten, ob es einen Zusammenhang zwischen der mikrobiellen Aktivität und allgemeinen Symptomen der Kühe durch die ZEN-Aufnahme gibt. Das Hauptziel dieses Projekts besteht darin, Veränderungen in der Zusammensetzung und Aktivität des Mikrobioms im Pansen durch die Aufnahme von ZEN-kontaminiertem Futter zu untersuchen und zu bewerten, ob ein unterschiedlicher bakterieller Stoffwechsel die beobachteten Unterschiede in der Körpertemperatur der Kühe erklären kann. Die Hypothese lautet, dass ein direkter Zusammenhang zwischen dem mikrobiellen Stoffwechsel (insbesondere der Verstoffwechselung von ZEN) im Pansen und der Schwere der auftretenden Symptome besteht. Ein zweites Ziel dieser Studie ist es, die bakteriellen Taxa zu identifizieren, die für den ZEN-Stoffwechsel im Pansen hauptverantwortlich sein könnten. Die Identifizierung solcher Schlüsselspezies könnte wertvolle Informationen für die Entwicklung probiotischer Behandlungen liefern, die in der praktischen Landwirtschaft eingesetzt werden könnten.