Plasma natural 15N abundance may predict both feed conversion efficiency and residual feed intake in beef cattle across different dietary conditions

Cheap and rapid methods to predict between-animal variability of feed efficiency (FE) areneeded. We evaluated, by using a large dataset on beef cattle (n = 355) fed contrasting diets(grass vs corn based diets), the potential of plasma natural 15N abundance (δ15N) as abiomarker of between-animal variation in FE, measured either as feed conversion efficiency(FCE) or residual feed intake (RFI). Data were analyzed by mixed models, with diet and δ15Nas a fixed effect and experimental farm, batch and pen as random effects. A negative andsignificant correlation was found between FCE and δ15N within each contemporary group,with a lower response (slope) however in grass vs corn diets (δ15N × diet interaction; P =0.002). Likewise, we found a significant but positive relationship between δ15N and RFI, butwithout the influence of diet or any tested random effect. Our results indicate that δ15N is apromising biomarker of between-animal variation of feed efficiency (FCE and RFI) ingrowing beef cattle

Review: Markers and proxies to monitor ruminal function and feed efficiency in young ruminants

Developing the rumen’s capacity to utilise recalcitrant and low-value feed resources is important for ruminant production systems. Early-life nutrition and management practices have been shown to influence development of the rumen in young animals with long-term consequences on their performance. Therefore, there has been increasing interest to understand ruminal development and function in young ruminants to improve feed efficiency, health, welfare, and performance of both young and adult ruminants. However, due to the small size, rapid morphological changes and low initial microbial populations of the rumen, it is difficult to study ruminal function in young ruminants without major invasive approaches or slaughter studies. In this review, we discuss the usefulness of a range of proxies and markers to monitor ruminal function and nitrogen use efficiency (a major part of feed efficiency) in young ruminants. Breath sulphide and methane emissions showed the greatest potential as simple markers of a developing microbiota in young ruminants. However, there is only limited evidence for robust indicators of feed efficiency at this stage. The use of nitrogen isotopic discrimination based on plasma samples appeared to be the most promising proxy for feed efficiency in young ruminants. More research is needed to explore and refine potential proxies and markers to indicate ruminal function and feed efficiency in young ruminants, particularly for neonatal ruminants

Paramètres génétiques de l’efficience alimentaire et faisabilité d’une sélection en population bovine allaitante

La sélection génétique de l’efficience alimentaire est un outil pour améliorer la rentabilité des élevages allaitants. Jusqu’à présent, une évaluation génétique de ce caractère était réalisée en station de contrôle individuel (CI) à partir d’un aliment complet condensé, peu utilisé dans les élevages. L’objectif de cette étude est donc de vérifier si cette sélection est pertinente pour améliorer l’efficience alimentaire dans les élevages, dans un contexte où une même population allaitante doit être à la fois efficiente avec des animaux en croissance alimentés avec des rations fourragères ou des rations concentrées. Pour cela, les populations mâle et femelle du dispositif BEEFALIM 2020 ont été utilisées ainsi que la population de taureaux Charolais passés en stations de CI. Trois critères d’efficience alimentaire ont été utilisés : la consommation moyenne journalière résiduelle (CMJR), le gain moyen quotidien résiduel (GMQR) et le ratio d’efficience alimentaire (EA). Des estimations de paramètres génétiques ont été réalisées pour appréhender les relations génétiques de l’efficience alimentaire entre les populations étudiées. Concernant la voie mâle, une interaction génotype x milieu sur la CMJR existerait, qui pourrait donc entrainer un progrès génétique plus faible concernant la sélection de ce caractère. Il serait donc pertinent de phénotyper à partir de fourrage pour diminuer cette interaction. Concernant les génisses, la précision des estimations est limitée en raison du faible nombre de génisses phénotypées et du fait que celles-ci étaient phénotypées à l’âge de deux ans et avaient donc des croissances moindres et moins comparables aux mâles phénotypés plus jeunes

Caractériser les déterminants physiologiques et génétiques de l’efficience alimentaire des bovins allaitants : le programme BEEFALIM 2020

Dans le contexte actuel de forts coûts des intrants alimentaires et d’impact des productions bovines sur le changement climatique, l’efficience alimentaire apparaît comme un levier d’action pour la durabilité économique et environnementale de l’élevage allaitant. De plus, la valorisation par les bovins d’aliments cellulosiques, non éligibles à l’alimentation humaine et favorisant un maintien des prairies et des services environnementaux associés, représente également un enjeu majeur, en particulier dans les régimes d’engraissement des jeunes bovins. Dans l’objectif d’étudier les déterminants, aussi bien physiologiques que génétiques, de l’efficience alimentaire des bovins allaitants tout en prenant en compte le fait que la filière allaitante repose sur différents types d’animaux (jeunes bovins à l’engraissement mais également mères allaitantes et génisses de renouvellement) et différents types d’alimentation, un vaste programme de recherche a été mené. Intitulé BEEFALIM 2020, celui-ci s’est étalé entre 2013 et 2021 et a permis la production de nombreuses connaissances scientifiques. Cet article introductif présente la structure et les objectifs de BEEFALIM 2020, décrit les dispositifs expérimentaux utilisés et reprend les principaux enseignements du programme en préambule aux trois articles scientifiques qui en rapportent les résultats dans le détail

Actualisation des besoins protéiques des ruminants et application à la détermination des réponses des femelles laitières aux apports de protéines digestibles dans l’intestin (PDI)

As part of the revision of ruminant feed unit systems (INRA "Systali" project), it was decided to updatethe protein requirements in ruminants as well as responses to changes in protein supply. Since 1978, PDImaintenance requirements were proportional to body weightexponent 0.75, and therefore independent of the levelof production. It was decided to change the calculation to that applied in most international feeding systems, namelythe determination of different mandatory nitrogen losses inall practical situations. The three main routes of losses,which result in non-productive protein requirements, are,in decreasing order of importance, metabolic fecal protein(MFP), urinary endogenous nitrogen losses (NUE) and lossof protein from phaneres (PPH). These updates havebeen made by factorial approach and, to the extent possible, from meta-analysis of large databases in the literature.In a second approach, the values of "non-productive"PDI requirements were applied to experiments (nexp)performed on cows (nexp =54) or goats (nexp =33) with theaim of studying the variation of milk responses to proteinsupply. PDI contributions of these experiments were calculated using the systali method (Sauvant and Nozière,2013). For estimation of the response of the efficiency ofPDI (EffPDI in%) depending onthe dietary concentration ofPDI (g/kg DM), after testing 4 methods of calculation, it was decided to apply the same EffPDI value for milk proteinsynthesis, to PMF, to PPH as well as to the accretion of body proteins which was related to energy balance. EffPDI%is a non linear decreasing function of the PDI concentration (g/kg DM):EffPDI= EffPDI100 * exp [-b (PDI-100)].EffPDI100 corresponds to PDI efficiency at PDI = 100g / kg DM. For dairy cows, EffPDI100 = 65.6, b=0.01 andresidual standard deviation (RSD) of intra-experience adjustment cows is 2.0. Overall residual equations indicatesthat inter-and intra-experimental variations were largely explained by energy balance (EB, UFL/d), we obtainedEffPDI100 = 67% when animals were at EB = 0. For goats, the laws of EffPDI response to PDI dietary concentrationswere very similar with EffPDI100= 67% when EB = 0, but with less precision (RSD= 3.7 vs 2.0).Dans le cadre de la révision des systèmes d’unités d’alimentation des ruminants (projet INRA «Systali»),il a été décidé de revisiter les besoins protéiques ainsi que les réponses aux variations des apports protéiques.Depuis 1978, les besoins PDI d’entretienétaient proportionnels au poids vif élevé à la puissance 0,75, et doncindépendants du niveau de production. Il a été décidé defaire évoluer ce calcul vers celui appliqué dans tous lessystèmes étrangers, à savoir la détermination des différentes pertes azotées obligatoires car exportées del’organisme en toutessituations pratiques. Les trois principalesvoies de pertes, qui aboutissent aux besoinsprotéiques non productifs,sont, par ordre décroissant d’importance, les protéines endogènes fécales (PEF), lespertes azotées urinaires endogènes (NUE) et les pertes de protéines par les phanères (PPH). Ces actualisations ontété effectuées par approche factorielle et, dans la mesuredu possible, à partir de méta-analyses de larges bases dedonnées de la littérature.Dans une seconde approche, les valeurs des besoins PDI «non productifs » ont été appliquées à des expériences(nexp), conduites sur des vaches (nexp =54) ou des chèvres (nexp = 33) laitièresavec pour objectif d’étudier lesvariations des réponses aux apportsprotéiques. Les apports PDI de ces expériences ont été calculés selon laméthode systali (Sauvant et Nozière, 2013). Pour l’estimation de la réponsedel’efficacité des PDI (EffPDI en %)enfonction de la concentration en PDI (PDIen g/kgMS) du régime, après avoir testé 4 hypothèses de calcul, il a étédécidéd’appliquer la même valeur d’EffPDI pour les productions des protéinesdu lait, pour les PEF, pour les PPHainsi que pourl’accrétiondes protéines corporelles, liée au bilan d’énergie. L’efficacité des PDI est une fonctiondécroissante non linéaire de la concentration en PDI (g/kgMS) : EffPDI= EffPDI100 * exp [-b (PDI-100)], EffPDI100étant l’efficacité correspondantà une ration ayant 100 g PDI/kg MS. Pour les vaches laitières, EffPDI100 est égaleà 65,6,et l’écart-type intra-expérience de l’ajustement est de2,0. Les variations résiduelles globales de cetteéquation sont largement expliquées, en inter- et intra-expériences, par le bilan UFL et, pour des régimes à l’équilibredes besoins énergétiques, on obtient EffPDI100 = 67. Pour les chèvres les lois de réponse d’EffPDI à la concentrationen PDI de la ration sont très similaires aveccependant moins de précision (ETR = 3,7 vs 2,0)