Quantitative and differential analysis of ciliate protozoa in rumen content samples filtered before and after fixation

The objective of this study was to assess whether the straining of rumen content samples influences the estimation of protozoal density. Ninety rumen samples were obtained from 30 cattle (three samples per animal). The samples were subjected to one of three treatments at the moment of collection: 1) fixation informalin without straining(control treatment), 2) straining before fixation informalin, or 3)straining after fixation informalin.To test the hypothesis of the variation in the protozoa composition in the samples, multivariate analyses with non-metric multidimensional scaling (NMDS) were carried out. The diversity and density of rumen protozoa were negatively affected by straining before fixation.In the pre-filtered sample, the number of ciliates from the genus Entodinium was reduced, and no individuals from the Diploplastron, Elytroplastron and Eudiplodinium genera were detected; these effects were not observed in the other two treatments. Straining after fixation did not interfere with the diversity of the ruminal community, but the abundance of protozoa was greater thanin the control treatment and significantly greater than in the samples filtered before fixation. These factors suggest that post-fixation straining is the recommended technique to analyze rumen protozoa.

Effect of monensin and soybean oil on rumen ciliate protozoa and correlation between protozoa with ruminal fermentation and digestive parameters

Four lactating dairy cows with ruminal cannula and 155 DIM were allotted to a 4 × 4 Latin square and fed twice daily corn silage and concentrate (55:45, %DM) to evaluate the effect of monensin and soybean oil in the diet of lactating cows on the counting of ciliate protozoa beyond establishing correlations between number of protozoa with some parameters of digestion and ruminal fermentation. The treatments consisted of the inclusion of 33 ppm of sodium monensin or soybean oil at 4% DM, as following: control diet, without oil or monensin - CT; diet with monensin - MN; diet with soybean oil - OL; diet with the combination of 33 ppm of monensin and 4% of soybean oil - OM. Occurrence of 11 ciliate genera was observed, being Entodinium the predominant in all treatments. No significant soybean oil × monensin interaction was observed on protozoa number and genera. The genera Entodinium, Dasytricha, Eremoplastron and Isotricha reduced in the diets with oil, while monensin reduced the counting of Dasytricha, Eremoplastron and Epidinium. The total number of ciliate protozoa and cellulolytics protozoa was reduced by soybean oil and monensin effects, showing a defaunatory additive effect when combined the oil and the monensin. The ciliate cellulolytics was reduced by linoleic acid intake and was related positively with NDF ruminal digestibility and ruminal ammonia. The total number of protozoa was correlated with the molar proportion of propionate in the ruminal liquid, suggesting that monensin and soybean oil, due their defaunatory effect, can reduce the loss of methane in the rumen.Quatro vacas lactantes canuladas no rúmen, com 155 dias em lactação, foram dispostas em um quadrado latino 4 × 4 e alimentadas, duas vezes ao dia, com silagem de milho e concentrado (relação 55:45, base matéria seca), para se avaliarem os efeitos da monensina e do óleo de soja na dieta de vacas lactantes sobre a contagem de protozoários ciliados, além de estabelecer correlações entre os protozoários com alguns parâmetros da digestão e da fermentação ruminal. Os tratamentos consistiram da inclusão de 33 ppm de monensina sódica ou de 4% de óleo de soja na dieta, assim representados: dieta controle, sem óleo ou monensina - CT; dieta com monensina – MN; dieta com óleo – OL; combinação de 33 ppm de monensina e 4% de óleo de soja - OM. Verificou-se a ocorrência de 11 gêneros de ciliados, sendo Entodinium o predominante em todos os tratamentos. Não foi observada interação significativa óleo de soja × monensina sobre a contagem de protozoários e gêneros. Os gêneros Entodinium, Dasytricha, Eremoplastron e Isotricha foram reduzidos nas dietas com óleo, enquanto a monensina diminuiu a contagem de Dasytricha, Eremoplastron e Epidinium. O número total de protozoários e de ciliados celulolíticos foi reduzido pelos efeitos de óleo de soja e monensina, indicando efeito aditivo defaunatório quando combinados o óleo e a monensina. Os ciliados celulolíticos foram reduzidos pelo consumo de ácido linoléico e positivamente relacionados à digestibilidade ruminal da FDN e amônia ruminal. O número total de protozoários foi correlacionado à proporção de propionato no líquido ruminal, indicando que monensina e óleo de soja, pelo seu efeito defaunatório, podem reduzir a perda de metano no rúmen

Effect of monensin and soybean oil on rumen ciliate protozoa and correlation between protozoa with ruminal fermentation and digestive parameters

Four lactating dairy cows with ruminal cannula and 155 DIM were allotted to a 4 × 4 Latin square and fed twice daily corn silage and concentrate (55:45, %DM) to evaluate the effect of monensin and soybean oil in the diet of lactating cows on the counting of ciliate protozoa beyond establishing correlations between number of protozoa with some parameters of digestion and ruminal fermentation. The treatments consisted of the inclusion of 33 ppm of sodium monensin or soybean oil at 4% DM, as following: control diet, without oil or monensin - CT; diet with monensin - MN; diet with soybean oil - OL; diet with the combination of 33 ppm of monensin and 4% of soybean oil - OM. Occurrence of 11 ciliate genera was observed, being Entodinium the predominant in all treatments. No significant soybean oil × monensin interaction was observed on protozoa number and genera. The genera Entodinium, Dasytricha, Eremoplastron and Isotricha reduced in the diets with oil, while monensin reduced the counting of Dasytricha, Eremoplastron and Epidinium. The total number of ciliate protozoa and cellulolytics protozoa was reduced by soybean oil and monensin effects, showing a defaunatory additive effect when combined the oil and the monensin. The ciliate cellulolytics was reduced by linoleic acid intake and was related positively with NDF ruminal digestibility and ruminal ammonia. The total number of protozoa was correlated with the molar proportion of propionate in the ruminal liquid, suggesting that monensin and soybean oil, due their defaunatory effect, can reduce the loss of methane in the rumen.Quatro vacas lactantes canuladas no rúmen, com 155 dias em lactação, foram dispostas em um quadrado latino 4 × 4 e alimentadas, duas vezes ao dia, com silagem de milho e concentrado (relação 55:45, base matéria seca), para se avaliarem os efeitos da monensina e do óleo de soja na dieta de vacas lactantes sobre a contagem de protozoários ciliados, além de estabelecer correlações entre os protozoários com alguns parâmetros da digestão e da fermentação ruminal. Os tratamentos consistiram da inclusão de 33 ppm de monensina sódica ou de 4% de óleo de soja na dieta, assim representados: dieta controle, sem óleo ou monensina - CT; dieta com monensina – MN; dieta com óleo – OL; combinação de 33 ppm de monensina e 4% de óleo de soja - OM. Verificou-se a ocorrência de 11 gêneros de ciliados, sendo Entodinium o predominante em todos os tratamentos. Não foi observada interação significativa óleo de soja × monensina sobre a contagem de protozoários e gêneros. Os gêneros Entodinium, Dasytricha, Eremoplastron e Isotricha foram reduzidos nas dietas com óleo, enquanto a monensina diminuiu a contagem de Dasytricha, Eremoplastron e Epidinium. O número total de protozoários e de ciliados celulolíticos foi reduzido pelos efeitos de óleo de soja e monensina, indicando efeito aditivo defaunatório quando combinados o óleo e a monensina. Os ciliados celulolíticos foram reduzidos pelo consumo de ácido linoléico e positivamente relacionados à digestibilidade ruminal da FDN e amônia ruminal. O número total de protozoários foi correlacionado à proporção de propionato no líquido ruminal, indicando que monensina e óleo de soja, pelo seu efeito defaunatório, podem reduzir a perda de metano no rúmen

Avaliação dos fatores que influenciam na ocorrência e na concentração das populações de protozoários ciliados (Protista, Ciliophora) do rúmen de ovinos (Ovis Aries L.) mantidos em pastagens naturais no semi-árido de Pernambuco, Brasil

-No Brasil são escassos os estudos sobre morfologia de protozoários ciliados no rúmen de animais domésticos, principalmente em hospedeiros ovinos. O gênero Metadinium Awerinzew & Mutafowa, 1914 compreende atualmente 13 espécies registradas em diversos hospedeiros. Este trabalho teve como objetivo estudar ciliados do rúmen e caracterizar morfologicamente duas espécies do gênero Metadinium, identificadas como Metadinium cf. ossiculi e Metadinium cf. esalqum, em ovinos mestiços Santa Inês mantidos extensivamente em pastagens naturais de caatinga. Foram realizadas análises morfométricas em 30 indivíduos de cada espécie. A população de Metadinium cf. ossiculi apresentou os seguintes valores em micrômetros (mm): 94,4 (76-156) de comprimento total; 56,10 (47-89) de largura; 61,45 de comprimento total da placa; 21,07 de largura total da placa; 33,76 de comprimento total do braço direito; 33,37 de comprimento total do braço esquerdo; 26,71 de distância da extremidade posterior ao ponto de fusão e 10,80 de largura da placa no ponto de fusão dos braços; presença de um lobo na extremidade posterior do corpo e macronúcleo em forma de bastão com a extremidade anterior arredondada. A população de Metadinium cf. esalqum apresentou os seguintes valores: 94,60 (65-186) de comprimento total; 63,20 (46-120) de largura total; 74,30 de comprimento total da placa; 29,55 de largura total da placa; 32,12 de comprimento total do braço direito; 30,76 de comprimento total do braço esquerdo; 42,55 de distância da extremidade posterior ao ponto de fusão e 22,28 de largura da placa no ponto de fusão dos braços; usência de lobo e macronúcleo em forma de F invertido. As duas espécies apresentaram semelhança quanto ao comprimento e à largura do corpo, mas diferiram quanto a morfometria e morfologia das placas esqueléticas, e quanto à forma do macronúcleo. Atributos da morfologia e morfometria da placa esquelética foram sugeridos para se ampliar os caracteres diagnósticos das espécies do gênero Metadinium, táxon este que necessita de revisão taxonômica e de re-descrições de espécies utilizando-se técnicas modernas em ciliatologia. A determinação específica é de fundamental importância para o conhecimento acerca do papel que esses protozoários desempenham no organismo do hospedeiro. O presente trabalho faz o primeiro registro de espécies do gênero Metadinium em ovinos no Brasil e amplia a descrição das espécies M. cf. ossiculi e M. cf. esalqum, com a introdução de novos parâmetros para estudos de taxonomia e morfologia do grupo

Variação estacional das populações de protozoários ciliados (Protista, Ciliophora) do rúmen de ovinos (Ovis aries L.) mantidos em pastagens naturais no semi-arido de Pernambuco, Brasil

The ciliate protozoan of the rumen are part of the ruminal microbiota, and together with bacteria, fungus and flagellate protozoa, they participate of the fermentative digestion of the ruminants. However, there are controversial aspects about the hole of these microorganisms it the metabolism of the host, in part due to the complexity of the population dynamics, and also to the interrelations between protozoan, the host, and other ruminal microorganisms. The objective of this work was to characterize the ciliate protozoa populations in the rumen of Santa Inez crossbred sheep, verifying the effects of the seasonality and also aspects related to the diurnal changes of these populations. It was used five sheep fistulated in the rumen, maintained in natural pasturage of caatinga (scrubland) vegetation at the state of Pernambuco, Brazil. The samples were collected in july 2005 (rainy season) and january 2006 (dry season). The composition of animals diet was determined through the extrusa analysis. The samples were obtained at intervals of two hours, being the first sample took before the releasing of the animals, in a total of six samples. The samples were fixed in formalin at 18, 5% (v/v). The feed composition of the sheep during the rainy season was predominantly composed of herbaceous species, and at the dry season by species shrub, denoting the effect of the seasonality on the sheep feed habits. It was identified and quantified Dasytricha, Diplodinium, Diploplastron, Entodinium, Eodinium, xviii Elytroplastron, Enoploplastron, Epidinium, Eremoplastron, Eudiplodinium, Isotricha, Metadinium e Ophryoscolex. Eodinium and Enoploplastron genders were observed just at the rainy season. Diplodinium, Elytroplastron, Metadinium and Ophryoscolex didn’t show variations in the population concentration as a function of the season. It was observed the predominance of the gender Entodinium at both seasons; however, at the dry season it was noted significant decrease in the concentration of this gender, and increase in greater ophryoscolecidae and Isotrichidae. The total number of protozoa was significantly reduced during the dry season. Diploplastron and Entodinium showed variations in their populations concentrations, due to the time of sampling. The number ciliates undergoing division was not correlated with the sampling times. Stable division rate appears to contribute to maintenance of ciliates concentrations in the rumen. The ruminal pH was negatively correlated with sampling times, and was not correlated with the number of protozoa, probably because the variations observed included parameters considered ideal for establishment and maintenance protozoa populations of rumen. It was observed predatory behavior of Elytroplastron on Enoploplastron, Epidinium and Entodinium; besides cannibalism between organisms of the Elytroplastron gender. The registration of fiber ingestion and starch granules formation at the cytoplasm indicates cellulolytic and amilollytic activities, attributed to these microorganisms in the ruminal environment.Os protozoários ciliados do rúmen integram a microbiota ruminal e junto das bactérias, fungos e protozoários flagelados participam da digestão fermentativa nos ruminantes. Entretanto, o papel desempenhado por estes microorganismos no metabolismo do hospedeiro apresenta pontos controversos os quais se devem em parte, à complexidade da dinâmica populacional e às relações estabelecidas com o hospedeiro e demais microorganismos ruminais. Objetivou-se caracterizar as populações de protozoários ciliados no rúmen de ovinos mestiços Santa Inês, verificando os efeitos da estacionalidade e aspectos relacionados às variações diurnas destas populações. Foram utilizados cinco ovinos mestiços Santa Inês, fistulados no rúmen, mantidos em pastagem natural de caatinga, no estado de Pernambuco, Brasil. As coletas foram realizadas em julho de 2005, período correspondente à estação chuvosa, e em janeiro de 2006, durante a estação seca. A composição botânica da dieta dos animais foi determinada através da análise da extrusa. Os horários de coleta das amostras de conteúdo ruminal seguiram o tempo de soltura dos animais, sendo a primeira coleta antes de se soltar os animais (zero hora) e às duas, quatro, seis, oito e dez horas após o animal estar em campo, sendo as amostras fixadas em formalina 18,5% (v/v). A dieta alimentar dos ovinos durante a estação chuvosa foi predominantemente composta por espécies vegetais herbáceas e na estação seca por espécies arbustivas o que retrata o efeito da xvi estacionalidade no hábito alimentar dos ovinos. Foram identificados e quantificados organismos dos gêneros Dasytricha, Diplodinium, Diploplastron, Entodinium, Eodinium, Elytroplastron, Enoploplastron, Epidinium, Eremoplastron, Eudiplodinium, Isotricha, Metadinium e Ophryoscolex, sendo os gêneros Enoploplastron e Eodinium observados apenas na estação chuvosa. Diplodinium, Elytroplastron, Metadinium e Ophryoscolex não apresentaram variações na concentração de suas populações em função da estação do ano. Observou-se a predominância de organismos do gênero Entodinium nas estações chuvosa e seca; entretanto, na estação seca houve significativo decréscimo na concentração deste gênero, e aumento de outros entodiniomorfos e de isotriquídeos. O número total de protozoários foi significativamente reduzido durante a estação seca. Diploplastron e Entodinium apresentaram variações na concentração de suas populações em função do horário de amostragem. O número de ciliados em divisão não apresentou correlação com o horário de amostragem, sendo que a estabilidade das taxas de divisão parece contribuir para a manutenção das concentrações dos ciliados no rúmen. O pH ruminal apresentou correlação negativa com o tempo de amostragem, não estando correlacionado com o número de protozoários, provavelmente porque as variações observadas compreenderam valores considerados ideais para o estabelecimento e manutenção das populações de protozoários no rúmen. Foi constatado o comportamento predatório de Elytroplastron sobre Enoploplastron, Epidinium e Entodinium; além de canibalismo entre organismos do gênero Elytroplastron. Evidências do comportamento alimentar foram obtidas através do registro da ingestão de fibras e formação de grânulos de amido no citoplasma, o que evidencia a atividade celulolítica e amilolítica atribuída a estes microorganismos no ambiente ruminal.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio

Predation and cannibalism among ciliate protozoans (Ciliophora: Entodiniomorphida: Ophryoscolecidae) in the rumen of sheep (Ovis aries)

The objective of the present study was to record the occurrence of predation and cannibalism among ciliate protozoans in the rumen of sheep. The analyzed samples consisted of ruminal contents of five fistulated Santa Inez crossbred sheep, maintained in a natural caatinga (scrubland) pasture in the municipality of Sertânia, Pernambuco. Six samples of ruminal content were obtained from each sheep (total of 30 samples) and fixed in formalin at 18.5% (v/v). One 1 ml aliquot was obtained from each sample of ruminal content and received tree drops of a lugol solution for staining and identification of protozoa ciliates. These aliquots were analyzed in slides and coverslips, at randomly determined fields. An instance of predator-prey interaction was observed among ciliates of Ophryoscolecidae Stein, 1859, where Elytroplastron bubali (Dogiel, 1928) preyed on Enoploplastron triloricatum (Dogiel, 1925) and on species of Epidinium Crawley, 1923 and Entodinium Stein, 1859. Cases of cannibalism were observed among specimens of E. bubali, which consist of the first record this type of interaction in this species. This is, moreover, the first record of occurrence of E. bubali in the rumen of sheep in Brazil.O objetivo deste trabalho foi registrar ocorrências de predação e canibalismo em protozoários ciliados no rúmen de ovinos. Foram analisadas amostras de conteúdo ruminal de cinco ovinos mestiços Santa Inês, fistulados no rúmen, mantidos em pastagem natural de caatinga, no município de Sertânia, Pernambuco. Foram obtidas seis amostras de conteúdo ruminal de cada ovino, totalizando 30 amostras, as quais foram fixadas em formalina 18,5% (v/v). De cada amostra foi retirada uma alíquota de 1 ml de conteúdo ruminal ao qual se adicionaram três gotas de solução de lugol para a coloração e identificação dos protozoários ciliados. Estas alíquotas foram analisadas utilizando-se lâminas e lamínulas, em campos determinados randomicamente. Constatou-se a ocorrência de interações do tipo predador-presa entre ciliados de Ophryoscolecidae Stein, 1859, onde Elytroplastron bubali (Dogiel, 1928) apresentou comportamento predatório sobre Enoploplastron triloricatum (Dogiel, 1925) e sobre outras espécies de Epidinium Crawley, 1923 e de Entodinium Stein, 1859. Foram ainda observados casos de canibalismo entre espécimes de E. bubali, o que consiste no primeiro registro deste tipo de interação nesta espécie. Registra-se, ainda, pela primeira vez a ocorrência de E. bubali no rúmen de ovinos no Brasil