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______________________________________________________ Revista Cientíca, FCV-LUZ / Vol. XXXIII, Supl. Esp., 165 - 169, 2023
SUSTAINABILITY & SOCIOECONOMICS
Sustentabilidad y Socioeconomía
Methodological aspects in gastroenteric meth-
ane evaluation trial in water bu󰀨alo
Maria Chiara La Mantia, Emanuela Rossi,
Francesco Cenci, David Meo Zilio*, Roberto Steri,
Miriam Iacurto, Antonella Chiariotti
Council for Agricultural Research and Economics – Research
Centre for Animal Production and Aquaculture, Rome, Italy
*Corresponding author: david.meozilio@crea.gov.it
ABSTRACT
Methane (CH4) is a potent greenhouse gas, and rumi-
nants constitute a signicant source of agricultural contribu-
tions. It has been hypothesized that the host’s genome ulti-
mately controls rumen microbial communities, but numerous
samples are needed to achieve robust results. The ease and
representativeness of the sampling method and the cost-e󰀩-
ciency of large-scale sequencing will, therefore, be major fac-
tors in ensuring the feasibility of a research project. The ratio-
nale of this work was to verify if non-invasive samples could be
a proxy for ruminal digesta and to validate the concentration
registered by a laser methane detector (LMD) at the nostrils
by measuring the actual concentration of CH4 at the rumen
cannula immediately after opening. The LMD is a remote CH4
monitoring system for air used in other ruminants, but studies
on bu󰀨alo are scarce. The laser beam is pointed toward the
source to acquire the data. The trial aimed to compare an easy
sampling (1’ during a milking session), with a longer and la-
bor-intensive one (5’ animals captured in a crash). In ve (n=5)
cannulated bu󰀨alo cows, various matrices (whole rumen con-
tent, feces, and buccal swabs) were tested for DNA recovery.
Two di󰀨erent Buccal swabs were tested. Frozen solid and liquid
rumen fractions, feces as-is, pelleted, or in preserving glycerol
solution at room temperature were tested. Di󰀨erent protocols
for DNA extraction (WUR protocol; Kit Maxwell® Promega; Kit
Quick Extract™ Lucigen) and various sampling methods were
compared. Saliva was a di󰀩cult matrix to process and did not
yield satisfactory DNA, so it is unsuitable as a proxy. Feces
showed no di󰀨erence in preservation methods, and DNA recov-
ery was like the rumen. Nevertheless, metagenomic analysis
must be carried out to verify whether the species composition is
Aspectos metodológicos en el ensayo de evalua-
ción de metano gastroentérico en búfalos de agua
María Chiara La Mantia, Emanuela Rossi,
Francesco Cenci, David Meo Zilio*, Roberto Steri,
Miriam Iacurto, Antonella Chiariotti
Consejo de Investigación y Economía Agrícola – Centro de
Investigación sobre Producción Animal y Acuicultura, Roma,
Italia
*Autor de correspondencia: david.meozilio@crea.gov.it
RESUMEN
El metano (CH4) es un potente gas de efecto invernadero
y los rumiantes son una fuente importante de aportes agríco-
las. Se ha planteado la hipótesis de que las comunidades mi-
crobianas del rumen están controladas en última instancia por
el genoma del huésped, pero se necesitan numerosas mues-
tras para lograr resultados sólidos. Por lo tanto, la facilidad y
representatividad del método de muestreo y la rentabilidad de
la secuenciación a gran escala serán factores importantes para
garantizar la viabilidad de un proyecto de investigación en este
campo. El objetivo de este trabajo fue vericar si las mues-
tras no invasivas podrían ser un indicador de la digesta ruminal
y validar la concentración registrada por un detector láser de
metano (LMD) en las fosas nasales midiendo la concentración
real de CH4 en la cánula ruminal inmediatamente después de
su apertura. El LMD es un sistema de monitoreo remoto de
CH4 en el aire, utilizado en otros rumiantes, pero los estudios
en búfalos son escasos. El rayo láser apunta hacia la fuente
para adquirir los datos. El ensayo tuvo como objetivo comparar
un muestreo fácil (1’ durante una sesión de ordeño), con uno
más largo y laborioso (5’ animales capturados en un mues-
treo). En cicno (5) búfalas canuladas, se analizaron varias
matrices (contenido total del rumen, heces e hisopos bucales)
para la recuperación de ADN. Se probaron dos hisopos bu-
cales diferentes. Se analizaron fracciones de rumen sólidas y
líquidas congeladas, heces tal cual, granuladas o en solución
de glicerol conservante a temperatura ambiente. Se compara-
ron diferentes protocolos para la extracción de ADN (protocolo
WUR; Kit Maxwell® Promega; Kit Quick Extract™ Lucigen) y
varios métodos de muestreo. La saliva era una matriz difícil
SS-118 Rev. Cientif. FCV-LUZ, XXXIII, SE, 165-166, 2023, https://doi.org/10.52973/rcfcv-wbc040
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13th World Bu󰀨alo Congress / 13er Congreso Mundial de Búfalos / Short oral communications / Sustainability & Socioeconomics ________
comparable. All DNA extraction methods were satisfying: Quick
Extract was the easiest to perform, WUR resulted in the highest
amount of DNA, and Kit Maxwell was the one that gave the
overall best performance. As for the CH4 measure, there was a
signicant correlation between the rumen’s highest pick value
of emission at the cannula and the intensity and duration of
breath emission, calculated as breath + eructation. Moreover,
we found a highly signicant di󰀨erence in emissions patterns
when animals were subjected to distress (connement, manip-
ulation). LMD showed di󰀨erent emission trends under di󰀨erent
sampling conditions, which seems suitable for CH4 measure-
ment in the bu󰀨alo species.
Keywords: Cannulated bu󰀨alo, rumen microbiome, DNA ex-
traction, methane emission, laser methane detec-
tor.
de procesar y no produjo ADN satisfactorio, por lo que no es
adecuada como sustituto. Las heces no mostraron diferencia
en cuanto a los métodos de conservación y la recuperación de
ADN fue similar al rumen; sin embargo, se debe realizar análi-
sis metagenómicos para vericar si la composición de espe-
cies también es comparable. Todos los métodos de extracción
de ADN fueron satisfactorios: Quick Extract fue el más fácil de
realizar, WUR dio como resultado la mayor cantidad de ADN y
Kit Maxwell fue el que brindó el mejor rendimiento general. En
cuanto a la medida de CH4, hubo una correlación signicativa
entre el valor más alto de emisión del rumen en la cánula y la
intensidad y duración de la emisión de aire, calculada como
aliento + eructos. Además, encontramos una diferencia muy
signicativa en los patrones de emisiones cuando los animales
fueron sometidos a angustia (connamiento, manipulación,
etc.). LMD mostró diferentes tendencias de emisión bajo dif-
erentes condiciones de muestreo, por lo que parece adecuado
para la medición de CH4 en la especie de búfalo.
Palabras clave: búfalo canulado, microbioma ruminal, ex-
tracción de ADN, emisión de metano, detector
láser de metano.