Estudio de la diversidad microbiana del compartimento C1 del sistema digestivo de la Llama (Lama glama)

Autores: Ceron Cucchi, Maria Esperanza
Año de publicación: 2014
Idioma: español castellano
Tipo de recurso: tesis doctoral
Estado: versión aceptada
Colaborador/a o director/a de tesis: Rossetti, Osvaldo Luis (director)
Cravero, Silvio Lorenzo Pedro (director adjunto)
Descripción: Tesis para optar al grado de Doctora, de la Universidad de Buenos Aires, presentada en diciembre de 2014
La llama (Lama glama) es un herbívoro que posee un sistema digestivo conformado por tres compartimentos. El primer compartimento (C1), similar al rumen en los rumiantes, posee un ecosistema microbiano complejo que incluye bacterias, protozoos, arqueas y hongos. En este compartimento ocurre la fermentación del forraje consumido, un proceso fundamental para la nutrición del animal. El contenido del C1 de la llama se encuentra pobremente caracterizado, en gran medida debido a las dificultades que involucra trabajar con los microorganismos anaerobios estrictos que lo habitan. El objetivo de este trabajo fue contribuir al conocimiento de los microorganismos presentes en el C1 de la llama procedentes de dos zonas geográficas distintas. Se utilizaron varias estrategias para obtener información de la ecología microbiana del C1: Cuantificación de bacterias anaerobias totales (CBAT), bacterias celulolíticas (CBC), bacterias amilolíticas (CBA), cuantificación de ácidos grasos volátiles (AGV) y de amoníaco. Se aislaron bacterias anaerobias estrictas mediante el método de “roll tube”. Se secuenciaron parcialmente dos aislamientos de este trabajo. Se realizó la prueba de reacción en cadena por la polimerasa (PCR) para la detección de las principales bacterias que colonizan el C1 de la llama. La composición de la comunidad bacteriana de las llamas de Buenos Aires (BA) y de Jujuy (JU) fue determinada mediante la construcción de genotecas de clones 16S ARNr. También se construyeron genotecas de clones para la detección de bacterias fibrolíticas (genoteca RA, RF y FS), mediante el uso de iniciadores específicos. La composición de la comunidad de arqueas metanogénicas fue determinada mediante la construcción de genotecas de clones 16S ARNr (genoteca arquea) y genoteca de clones a partir de la amplificación del gen codificante de la coenzima metilo reductasa (mcrA) (genoteca mrcA), cuyo producto es esencial para la biosíntesis de metano. Se realizaron las curvas de rarefacción, los índices de riqueza y diversidad de todas las genotecas (Chao, Ace, Shannon y Simpson). También se cuantificaron e identificaron protozoos anaerobios. Los valores encontrados de la CBAT, CBC y CBA fueron superiores en las llamas localizadas en Jujuy. En todos los animales el pH del C1 mostró una clara relación inversa con la concentración de AGV totales, siendo los principales ácidos el acético, butírico y propiónico. Los valores de amoníaco mostraron ser más elevados en las llamas de Jujuy. Los aislamientos bacterianos fueron caracterizados como anaerobios estrictos, Gram negativos, con morfología bacilar, ligeramente curvos, no formadores de esporas y productores de ácidos grasos volátiles, mayoritariamente ácido butírico. Si bien estos aislamientos utilizaron un amplio rango de carbohidratos como fuente de carbono y energía, ninguno pudo utilizar celulosa. La combinación de resultados moleculares, fenotípicos y bioquímicos revelan que estos aislamientos corresponden al filum Firmicutes, de los cuales seis aislamientos pertenecen al género Pseudobutyrivibrio y cinco al género Butyrivibrio. Un aislamiento pudo ser clasificado como Pseudobutyrivibrio ruminis. La secuenciación parcial del genoma del aislamiento Inlla 3 (correspondiente a Pseudobutyrivibrio ruminis) generó 3,921,932 pb (en 83 contigs) con un contenido de 40% de GC, identificándose 3654 ORFs y 47 genes fueron clasificados como codificantes para probables glicosil hidrolasas, mientras que aislamiento Inlla 4 (correspondiente a Butyrivibrio sp.) generó 3,795,734 pb (en 103 contigs) con un contenido de 41% de GC, identificandose 3397 ORFs y 64 genes fueron clasificados como codificantes para probables glicosil hidrolasas. Las secuencias de los clones de las genotecas de 16S ARNr BA y JU (de aprox. 1500 pb), fueron agrupados en cuatro niveles: especie, género, familia/clase y filum, definidas al 97%, 95%, 87% y 80% de similitud respectivamente. Las genotecas BA y JU estuvieron compuestas principalmente por el filum Firmicutes (50% y 79%), seguido por Bacteroidetes (38% y 15%), respectivamente. El algoritmo LIBSHOUT mostró que existe una diferencia significativa entre las dos poblaciones (p<0,05). En base al análisis de las secuencias del 16S ARNr clonadas se identificaron potenciales nuevas especies bacterianas. Las genotecas RA, RF y FS, revelaron la diversidad genética de las principales especies bacterianas celulolíticas, las cuales tienen alta similitud con aislamientos de Ruminococcus albus, Ruminococcus flavefaciens y Fibrobacter succinogenes procedentes de otras especies animales. El análisis de las secuencias 16S ARNr de la genoteca arquea mediante BLASTN sugiere la presencia de arqueas con similitud (90-99%) a aislamientos de Methanobrevibacter spp. Las secuencias del gen mrcA de la genoteca mcrA muestran similitud a aislamientos de Methanobrevibacter spp. (96-99%) y Methanomicrobium mobile (99%). Ambas genotecas presentan similitud con secuencias de arqueas no cultivadas de diversos origenes (ovino, alpaca, ciervo, dromedario, búfalo y bovino). La concentración total de los protozoos de las llamas de Buenos Aires, Tilcara y Cieneguillas (Jujuy) fue de 9,6; 10,4 y 5,5 x 10⁴/ml respectivamente. Estas diferencias no fueron significativas (p>0,05). El género Entodinium fue el más prevalente, siendo las principales especies encontradas E. longinucleatum y E. caudatum. El género Eudiplodinium fue observado en menor proporción, siendo E. maggi la única especie encontrada. Este es el primer reporte de esta especie en camélidos. Este es el primer trabajo que aporta información respecto a la cuantificación, detección y diversidad genética de microorganismos anaerobios a partir del C1 de la llama. La densidad alta de microorganismos anaerobios presentes en C1, sobre todo bacterias degradadoras de fibra y su diversidad, pueden explicar parcialmente la supervivencia de estos animales en condiciones climáticas adversas donde se alimentan con pasturas fibrosas de baja calidad nutricional. Los resultados proveen una visión del ecosistema bacteriano de la llama y sienta las bases para futuros estudios.
The Llama (Lama glama) is an herbivore with a digestive system which consists of three compartments. The first compartment (C1), which is similar to the rumen in ruminants, has a complex microbial ecosystem that includes bacteria, protozoa, archaea and fungi, and is where the fermentation of the consumed forage consumed, a fundamental process in the animal nutrition occurs. The C1 of llamas is poorly characterized, due to the difficulties involved in working with microorganisms that inhabit it. The purpose of this work was to contribute to the knowledge of the microorganisms present in the C1 of llamas from two different geographic regions (Buenos Aires and Jujuy). Parameters such as pH, ammonia and volatile fatty acids were quantified. The principal bacteria and metanogenic archaea that habit the C1 could be identified. Potential new bacterial species were detected; also, genus and species of protozoa were detected and quantified in this compartment. This is the first work that provides information on the quantification, detection and genetic diversity of anaerobic microorganisms in the C1 of Llama. This study provides an overview of the bacterial ecosystem of the C1 of the Llama and lays foundation for future studies
Instituto de Patobiología
Fil: Ceron Cucchi, Maria Esperanza. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; Argentina
Fil: Ceron Cucchi, Maria Esperanza. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Patobiología; Argentina
Materia: Microbial Diversity
Digestive System
Llamas
Lama glama
Diversidad Microbiana
Sistema Digestivo
Llama
Nivel de accesibilidad: acceso abierto
Condiciones de uso: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
Repositorio
Institución: Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria
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El objetivo de este trabajo fue contribuir al conocimiento de los microorganismos presentes en el C1 de la llama procedentes de dos zonas geográficas distintas. Se utilizaron varias estrategias para obtener información de la ecología microbiana del C1: Cuantificación de bacterias anaerobias totales (CBAT), bacterias celulolíticas (CBC), bacterias amilolíticas (CBA), cuantificación de ácidos grasos volátiles (AGV) y de amoníaco. Se aislaron bacterias anaerobias estrictas mediante el método de “roll tube”. Se secuenciaron parcialmente dos aislamientos de este trabajo. Se realizó la prueba de reacción en cadena por la polimerasa (PCR) para la detección de las principales bacterias que colonizan el C1 de la llama. La composición de la comunidad bacteriana de las llamas de Buenos Aires (BA) y de Jujuy (JU) fue determinada mediante la construcción de genotecas de clones 16S ARNr. También se construyeron genotecas de clones para la detección de bacterias fibrolíticas (genoteca RA, RF y FS), mediante el uso de iniciadores específicos. La composición de la comunidad de arqueas metanogénicas fue determinada mediante la construcción de genotecas de clones 16S ARNr (genoteca arquea) y genoteca de clones a partir de la amplificación del gen codificante de la coenzima metilo reductasa (mcrA) (genoteca mrcA), cuyo producto es esencial para la biosíntesis de metano. Se realizaron las curvas de rarefacción, los índices de riqueza y diversidad de todas las genotecas (Chao, Ace, Shannon y Simpson). También se cuantificaron e identificaron protozoos anaerobios. Los valores encontrados de la CBAT, CBC y CBA fueron superiores en las llamas localizadas en Jujuy. En todos los animales el pH del C1 mostró una clara relación inversa con la concentración de AGV totales, siendo los principales ácidos el acético, butírico y propiónico. Los valores de amoníaco mostraron ser más elevados en las llamas de Jujuy. Los aislamientos bacterianos fueron caracterizados como anaerobios estrictos, Gram negativos, con morfología bacilar, ligeramente curvos, no formadores de esporas y productores de ácidos grasos volátiles, mayoritariamente ácido butírico. Si bien estos aislamientos utilizaron un amplio rango de carbohidratos como fuente de carbono y energía, ninguno pudo utilizar celulosa. La combinación de resultados moleculares, fenotípicos y bioquímicos revelan que estos aislamientos corresponden al filum Firmicutes, de los cuales seis aislamientos pertenecen al género Pseudobutyrivibrio y cinco al género Butyrivibrio. Un aislamiento pudo ser clasificado como Pseudobutyrivibrio ruminis. La secuenciación parcial del genoma del aislamiento Inlla 3 (correspondiente a Pseudobutyrivibrio ruminis) generó 3,921,932 pb (en 83 contigs) con un contenido de 40% de GC, identificándose 3654 ORFs y 47 genes fueron clasificados como codificantes para probables glicosil hidrolasas, mientras que aislamiento Inlla 4 (correspondiente a Butyrivibrio sp.) generó 3,795,734 pb (en 103 contigs) con un contenido de 41% de GC, identificandose 3397 ORFs y 64 genes fueron clasificados como codificantes para probables glicosil hidrolasas. Las secuencias de los clones de las genotecas de 16S ARNr BA y JU (de aprox. 1500 pb), fueron agrupados en cuatro niveles: especie, género, familia/clase y filum, definidas al 97%, 95%, 87% y 80% de similitud respectivamente. Las genotecas BA y JU estuvieron compuestas principalmente por el filum Firmicutes (50% y 79%), seguido por Bacteroidetes (38% y 15%), respectivamente. El algoritmo LIBSHOUT mostró que existe una diferencia significativa entre las dos poblaciones (p<0,05). En base al análisis de las secuencias del 16S ARNr clonadas se identificaron potenciales nuevas especies bacterianas. Las genotecas RA, RF y FS, revelaron la diversidad genética de las principales especies bacterianas celulolíticas, las cuales tienen alta similitud con aislamientos de Ruminococcus albus, Ruminococcus flavefaciens y Fibrobacter succinogenes procedentes de otras especies animales. El análisis de las secuencias 16S ARNr de la genoteca arquea mediante BLASTN sugiere la presencia de arqueas con similitud (90-99%) a aislamientos de Methanobrevibacter spp. Las secuencias del gen mrcA de la genoteca mcrA muestran similitud a aislamientos de Methanobrevibacter spp. (96-99%) y Methanomicrobium mobile (99%). Ambas genotecas presentan similitud con secuencias de arqueas no cultivadas de diversos origenes (ovino, alpaca, ciervo, dromedario, búfalo y bovino). La concentración total de los protozoos de las llamas de Buenos Aires, Tilcara y Cieneguillas (Jujuy) fue de 9,6; 10,4 y 5,5 x 10⁴/ml respectivamente. Estas diferencias no fueron significativas (p>0,05). El género Entodinium fue el más prevalente, siendo las principales especies encontradas E. longinucleatum y E. caudatum. El género Eudiplodinium fue observado en menor proporción, siendo E. maggi la única especie encontrada. Este es el primer reporte de esta especie en camélidos. Este es el primer trabajo que aporta información respecto a la cuantificación, detección y diversidad genética de microorganismos anaerobios a partir del C1 de la llama. La densidad alta de microorganismos anaerobios presentes en C1, sobre todo bacterias degradadoras de fibra y su diversidad, pueden explicar parcialmente la supervivencia de estos animales en condiciones climáticas adversas donde se alimentan con pasturas fibrosas de baja calidad nutricional. Los resultados proveen una visión del ecosistema bacteriano de la llama y sienta las bases para futuros estudios.The Llama (Lama glama) is an herbivore with a digestive system which consists of three compartments. The first compartment (C1), which is similar to the rumen in ruminants, has a complex microbial ecosystem that includes bacteria, protozoa, archaea and fungi, and is where the fermentation of the consumed forage consumed, a fundamental process in the animal nutrition occurs. The C1 of llamas is poorly characterized, due to the difficulties involved in working with microorganisms that inhabit it. The purpose of this work was to contribute to the knowledge of the microorganisms present in the C1 of llamas from two different geographic regions (Buenos Aires and Jujuy). Parameters such as pH, ammonia and volatile fatty acids were quantified. The principal bacteria and metanogenic archaea that habit the C1 could be identified. Potential new bacterial species were detected; also, genus and species of protozoa were detected and quantified in this compartment. This is the first work that provides information on the quantification, detection and genetic diversity of anaerobic microorganisms in the C1 of Llama. This study provides an overview of the bacterial ecosystem of the C1 of the Llama and lays foundation for future studiesInstituto de PatobiologíaFil: Ceron Cucchi, Maria Esperanza. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Ceron Cucchi, Maria Esperanza. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Patobiología; ArgentinaFacultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos AiresRossetti, Osvaldo Luis (director)Cravero, Silvio Lorenzo Pedro (director adjunto)2026-06-11T11:48:09Z2026-06-11T11:48:09Z2014-12info:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06info:ar-repo/semantics/tesisDoctoralapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/20.500.12123/26591https://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=posgraafa&cl=CL1&d=HWA_792spainfo:eu-repo/semantics/openAccesshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International (CC BY-NC-SA 4.0)reponame:INTA Digital (INTA)instname:Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria2026-09-24T11:43:20Zoai:localhost:20.500.12123/26591instacron:INTAInstitucionalhttp://repositorio.inta.gob.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://repositorio.inta.gob.ar/oai/requesttripaldi.nicolas@inta.gob.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:l2026-09-24 11:43:20.994INTA Digital (INTA) - Instituto Nacional de Tecnología Agropecuariafalse
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Se utilizaron varias estrategias para obtener información de la ecología microbiana del C1: Cuantificación de bacterias anaerobias totales (CBAT), bacterias celulolíticas (CBC), bacterias amilolíticas (CBA), cuantificación de ácidos grasos volátiles (AGV) y de amoníaco. Se aislaron bacterias anaerobias estrictas mediante el método de “roll tube”. Se secuenciaron parcialmente dos aislamientos de este trabajo. Se realizó la prueba de reacción en cadena por la polimerasa (PCR) para la detección de las principales bacterias que colonizan el C1 de la llama. La composición de la comunidad bacteriana de las llamas de Buenos Aires (BA) y de Jujuy (JU) fue determinada mediante la construcción de genotecas de clones 16S ARNr. También se construyeron genotecas de clones para la detección de bacterias fibrolíticas (genoteca RA, RF y FS), mediante el uso de iniciadores específicos. La composición de la comunidad de arqueas metanogénicas fue determinada mediante la construcción de genotecas de clones 16S ARNr (genoteca arquea) y genoteca de clones a partir de la amplificación del gen codificante de la coenzima metilo reductasa (mcrA) (genoteca mrcA), cuyo producto es esencial para la biosíntesis de metano. Se realizaron las curvas de rarefacción, los índices de riqueza y diversidad de todas las genotecas (Chao, Ace, Shannon y Simpson). También se cuantificaron e identificaron protozoos anaerobios. Los valores encontrados de la CBAT, CBC y CBA fueron superiores en las llamas localizadas en Jujuy. En todos los animales el pH del C1 mostró una clara relación inversa con la concentración de AGV totales, siendo los principales ácidos el acético, butírico y propiónico. Los valores de amoníaco mostraron ser más elevados en las llamas de Jujuy. Los aislamientos bacterianos fueron caracterizados como anaerobios estrictos, Gram negativos, con morfología bacilar, ligeramente curvos, no formadores de esporas y productores de ácidos grasos volátiles, mayoritariamente ácido butírico. Si bien estos aislamientos utilizaron un amplio rango de carbohidratos como fuente de carbono y energía, ninguno pudo utilizar celulosa. La combinación de resultados moleculares, fenotípicos y bioquímicos revelan que estos aislamientos corresponden al filum Firmicutes, de los cuales seis aislamientos pertenecen al género Pseudobutyrivibrio y cinco al género Butyrivibrio. Un aislamiento pudo ser clasificado como Pseudobutyrivibrio ruminis. La secuenciación parcial del genoma del aislamiento Inlla 3 (correspondiente a Pseudobutyrivibrio ruminis) generó 3,921,932 pb (en 83 contigs) con un contenido de 40% de GC, identificándose 3654 ORFs y 47 genes fueron clasificados como codificantes para probables glicosil hidrolasas, mientras que aislamiento Inlla 4 (correspondiente a Butyrivibrio sp.) generó 3,795,734 pb (en 103 contigs) con un contenido de 41% de GC, identificandose 3397 ORFs y 64 genes fueron clasificados como codificantes para probables glicosil hidrolasas. Las secuencias de los clones de las genotecas de 16S ARNr BA y JU (de aprox. 1500 pb), fueron agrupados en cuatro niveles: especie, género, familia/clase y filum, definidas al 97%, 95%, 87% y 80% de similitud respectivamente. Las genotecas BA y JU estuvieron compuestas principalmente por el filum Firmicutes (50% y 79%), seguido por Bacteroidetes (38% y 15%), respectivamente. El algoritmo LIBSHOUT mostró que existe una diferencia significativa entre las dos poblaciones (p<0,05). En base al análisis de las secuencias del 16S ARNr clonadas se identificaron potenciales nuevas especies bacterianas. Las genotecas RA, RF y FS, revelaron la diversidad genética de las principales especies bacterianas celulolíticas, las cuales tienen alta similitud con aislamientos de Ruminococcus albus, Ruminococcus flavefaciens y Fibrobacter succinogenes procedentes de otras especies animales. El análisis de las secuencias 16S ARNr de la genoteca arquea mediante BLASTN sugiere la presencia de arqueas con similitud (90-99%) a aislamientos de Methanobrevibacter spp. Las secuencias del gen mrcA de la genoteca mcrA muestran similitud a aislamientos de Methanobrevibacter spp. (96-99%) y Methanomicrobium mobile (99%). Ambas genotecas presentan similitud con secuencias de arqueas no cultivadas de diversos origenes (ovino, alpaca, ciervo, dromedario, búfalo y bovino). La concentración total de los protozoos de las llamas de Buenos Aires, Tilcara y Cieneguillas (Jujuy) fue de 9,6; 10,4 y 5,5 x 10⁴/ml respectivamente. Estas diferencias no fueron significativas (p>0,05). El género Entodinium fue el más prevalente, siendo las principales especies encontradas E. longinucleatum y E. caudatum. El género Eudiplodinium fue observado en menor proporción, siendo E. maggi la única especie encontrada. Este es el primer reporte de esta especie en camélidos. Este es el primer trabajo que aporta información respecto a la cuantificación, detección y diversidad genética de microorganismos anaerobios a partir del C1 de la llama. La densidad alta de microorganismos anaerobios presentes en C1, sobre todo bacterias degradadoras de fibra y su diversidad, pueden explicar parcialmente la supervivencia de estos animales en condiciones climáticas adversas donde se alimentan con pasturas fibrosas de baja calidad nutricional. Los resultados proveen una visión del ecosistema bacteriano de la llama y sienta las bases para futuros estudios. The Llama (Lama glama) is an herbivore with a digestive system which consists of three compartments. The first compartment (C1), which is similar to the rumen in ruminants, has a complex microbial ecosystem that includes bacteria, protozoa, archaea and fungi, and is where the fermentation of the consumed forage consumed, a fundamental process in the animal nutrition occurs. The C1 of llamas is poorly characterized, due to the difficulties involved in working with microorganisms that inhabit it. The purpose of this work was to contribute to the knowledge of the microorganisms present in the C1 of llamas from two different geographic regions (Buenos Aires and Jujuy). Parameters such as pH, ammonia and volatile fatty acids were quantified. The principal bacteria and metanogenic archaea that habit the C1 could be identified. Potential new bacterial species were detected; also, genus and species of protozoa were detected and quantified in this compartment. This is the first work that provides information on the quantification, detection and genetic diversity of anaerobic microorganisms in the C1 of Llama. This study provides an overview of the bacterial ecosystem of the C1 of the Llama and lays foundation for future studies Instituto de Patobiología Fil: Ceron Cucchi, Maria Esperanza. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; Argentina Fil: Ceron Cucchi, Maria Esperanza. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Patobiología; Argentina
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