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Communication Dans Un Congrès Année : 2013

Caractérisation du régime alimentaire des ruminants à partir de l'analyse des produits de la digestion par DNA metabarcoding

Résumé

La caractérisation du régime alimentaire des ruminants au pâturage en milieu diversifié (prairies d’association et permanentes) est un verrou méthodologique important dans les études portant sur les relations animal-plantes dans ce type de milieu. Le développement récent de techniques permettant l’identification des végétaux dans des substrats complexes ou dégradés (DNA metabarcoding), basées sur l’analyse de fragments résiduels d’ADN des plantes dans les produits de la digestion, pourrait permettre une innovation méthodologique complémentaire aux méthodes actuelles basées sur les examens micro-histologiques, l’extraction et le dosage des alcanes à longue chaîne contenus dans les cuticules des plantes, ou les méthodes spectrales (spectroscopie en proche Infrarouge), ces méthodes étant fastidieuses, peu précises et mal adaptées aux couverts végétaux complexes. L’objectif de ce travail était de tester l’aspect quantitatif de cette méthodologie, déjà sensible pour apprécier qualitativement la composition d’une ration (Farruggia et al., 2012). Des échantillons de produits de la digestion (contenus ruminaux et fèces) ont été prélevés lors d’expérimentations au cours desquelles des espèces fourragères ont été distribuées à des moutons à l’auge en différentes proportions bien définies (mélanges binaires ray-grass anglais (RGA)-légumineuses à l’INRA de Theix, en 2010 et 2011) ou à des vaches laitières au pâturage dans des proportions mesurées par la méthode des alcanes (mélanges de une à cinq espèces à l’INRA de Rennes en 2012). Ces échantillons ont été analysés par le LECA en utilisant un couple d’amorces universelles ciblant une région variable de l’intron du gène chloroplastique trnL(UAA) des végétaux, un fragment adéquat pour l’identification de l’ADN résiduel dans les produits de la digestion car la région amplifiée est à la fois très courte et très variable selon les espèces. Puis, après séquençage massif de ces fragments, le nombre relatif de séquences obtenues dans le produit PCR pour chaque espèce végétale a été comparé à la proportion relative de ces espèces dans l’alimentation des animaux. Les résultats obtenus à partir des mélanges binaires contrôlés montrent une très bonne quantification des proportions de RGA et de légumineuses ingérées (en %, 0:100, 25:75, 50:50, 75:25 et 100:0) lorsque les analyses de DNA metabarcoding ont été réalisées sur contenus ruminaux, et ceci lors des deux années d’étude (mélanges RGA-luzerne et RGA-trèfle blanc, respectivement) (Fig. 1). Les résultats étaient plus mitigés lorsque les analyses de DNA metabarcoding ont été réalisées sur les fèces, avec une quantification correcte avec le mélange RGA-luzerne, bien que la variabilité soit élevée, mais moins bonne avec le mélange RGA-trèfle blanc pour lequel les proportions de RGA étaient sous-estimées (Fig. 1). Il est encore difficile, à ce stade, de déterminer pourquoi la quantification est de moins bonne qualité avec les fèces qu’avec les contenus ruminaux, mais il semble que l’ADN des fèces soit moins efficacement récupéré. Ceci pourrait s’expliquer par un différentiel dans la digestibilité post-ruminale des espèces ingérées, produisant un biais en raison de la méthode d’extraction de l’ADN utilisée qui tend à favoriser la récupération de l’ADN intracellulaire. Une autre explication pourrait résider dans l'assignation des séquences aux espèces : un certain niveau d'erreur est toléré dans l'assignation pour prendre en compte les erreurs de PCR et séquençage. Les ADN étant plus dégradés dans les fèces, un biais d'assignation pourrait être présent qui n'existe pas avec le contenu ruminal. Les échantillons prélevés en 2012 sur vaches laitières sont en cours d’analyse et complèteront les résultats déjà acquis.
Fichier non déposé

Dates et versions

hal-01210453 , version 1 (02-10-2015)

Identifiants

  • HAL Id : hal-01210453 , version 1
  • PRODINRA : 209793

Citer

Vincent Niderkorn, René Baumont, Anne Farruggia, Remy Delagarde, Jean-Louis Peyraud, et al.. Caractérisation du régime alimentaire des ruminants à partir de l'analyse des produits de la digestion par DNA metabarcoding. 5. Journées d'Animation Scientifique du département Phase (JAS Phase 2013), Institut National de Recherche Agronomique (INRA). UAR Département Physiologie Animale et Systèmes d'Elevage (0558)., Oct 2013, Paris, France. 17 diapositives. ⟨hal-01210453⟩
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