Comunidades bacterianas implicadas en sistemas de producción aviar : factores de modulación e intervenciones sustentables

Tesis presentada para optar al título de Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área Ciencias Biológicas, 14 de octubre de 2021

Las comunidades bacterianas presentes en el tracto gastrointestinal (TGI) de las aves son de vital importancia ya que contribuyen a su sanidad y nutrición. Además, cobran relevancia dado que las mismas pueden ser transferidas a suelos agrícolas cuando los residuos de la producción aviar son utilizados como enmiendas orgánicas. En la presente tesis se utilizaron técnicas de secuenciación masiva de amplicones del gen ARNr 16S con el objetivo de caracterizar estas comunidades bacterianas. Primeramente, se realizó un meta-análisis comparando la composición bacteriana del TGI de aves de diferentes países. Los resultados obtenidos mostraron el papel de la locación geográfica como modulador de la composición microbiana de ciegos permitiendo describir la "microbiota local" argentina. Además, se evaluaron los efectos de diferentes aditivos dietarios a escala experimental y comercial, encontrándose patrones diferenciales de modulación para cada aditivo, con un incremento en la relación Firmicutes/Bacteroidetes en los animales alimentados con taninos, debido a la mayor proporción de bacterias del orden Clostridiales. Finalmente, se describieron poblaciones de bacterias presentes en los residuos avícolas y el impacto que éstos producen en los agroecosistemas, particularmente en suelos agrícolas. Si bien la aplicación de guano y cama de pollo no mostró efectos significativos sobre la estructura de las comunidades bacterianas del suelo, se encontraron aumentos importantes en los valores de fósforo total y extractable, así como efectos fitotóxicos. Por este motivo, el guano fue tratado mediante compostaje y digestión anaeróbica encontrándose en cada enmienda obtenida, grupos taxonómicos y funcionales vinculados a cada tipo de tratamiento. Además, esto redujo el exceso de nutrientes y bacterias patógenas, permitiendo su utilización de forma segura, sin poner en riesgo la salud humana, animal ni vegetal, y disminuyendo el riesgo de contaminación de napas y cursos de agua.

The bacterial communities present in the gastrointestinal tract (GIT) of birds are of vital importance as they contribute to their health and nutrition. In addition, they are relevant since can be transferred to agricultural soils when the waste of avian production are used as organic amendments. In the present study, metabarcoding of 16S rRNA gene was used in order to characterize these bacterial communities. First, a meta-analysis was carried out comparing the bacterial composition of the GIT of birds from different countries. The results obtained showed the role of the geographic location as a modulator factor of the microbial composition of cecum, allowing the Argentine "local microbiota" to be described. In addition, the effects of different dietary additives were evaluated on an experimental and commercial scale, finding differential modulation patterns for each additive, with an increase in the Firmicutes/Bacteroidetes ratio in animals fed with tannins, due to the higher proportion of bacteria of the order Clostridiales. Finally, bacteria communities present in poultry waste and the impact they produce on agroecosystems, particularly on agricultural soils, were described. Although the application of poultry manure and chicken litter did not show significant effects on the structure of the soil bacterial communities, significant increases were found in the values of total and extractable phosphorus, as well as phytotoxic effects. For this reason, the poultry manure was treated by composting and anaerobic digestion, finding in each amendment obtained, taxonomic and functional groups linked to each type of treatment. In addition, this reduced the excess of nutrients and pathogenic bacteria, allowing their use in a safe way, without putting human, animal, or plant health at risk, and reducing the risk of contamination of water courses.

Instituto de Biotecnología

Fil: Pin Viso, Natalia Daniela. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina

Fil: Pin Viso, Natalia Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina

Fil: Pin Viso, Natalia Daniela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología y Biología Molecular y Celular; Argentina