ルーメンの微生物パターンは肉牛の体重増加と関連している

Microbial patterns in rumen are associated with gain of weight in beef cattle.

• Anderson Santos de Freitas
• Diego Bitencourt de David
• Beatriz Midori Takagaki
• Luiz Fernando Würdig Roesch

抄録

ルーメン内の微生物は牛の栄養補給に極めて重要な役割を果たしている。肉牛の体重増加を促進する主な微生物や微生物群集を発見することは、家畜のパフォーマンスを向上させ、環境への影響を少なくするための治療アプローチに利用される可能性がある。ここでは、ブラジルのパンパ・バイオームの自然草原で飼育されたブラフォード未経産牛のルーメンサンプルの細菌と真菌の組成の違いを調べた。我々は、体重増加と相関する可能性のあるルーメンの微生物パターンを検出することを目的とした。消化過程に重要な微生物は、体重増加率の高い動物で増加しているという仮説を立てた。健康な動物17頭の体重増加を60日間モニターした。唾液サンプルを採取し、16SおよびITS1遺伝子を増幅して配列を決定し、微生物群集内で最も近い微生物の近縁者を同定した。体重増加の原因となる微生物に基づく予測モデルを構築し、全データセットを用いてさらにテストを行ったところ、グループ間での主な差異のある豊富な微生物は、RFN20、Prevotella、Anereroplasma、RF16、真菌はAureobasidium、Cryptococcus、Sarocladium、Pleosporales、Tremellalesなどであった。予測モデルでは、これらの分類群のいくつかが高体重増加群の動物に関連していることが検出され、そのほとんどは、鼻腔内消化プロセスを改善する物質の産生に関連している生物であった。これらの知見は、牛の栄養についての新たな洞察を提供し、肉牛の飼育を改善するためにこれらの微生物を使用することを示唆している。

Ruminal microorganisms play a pivotal role in cattle nutrition. The discovery of the main microbes or of a microbial community responsible for enhancing the gain of weight in beef cattle might be used in therapeutic approaches to increase animal performance and cause less environmental damages. Here, we examined the differences in bacterial and fungal composition of rumen samples of Braford heifers raised in natural grassland of the Pampa Biome in Brazil. We aimed to detect microbial patterns in the rumen that could be correlated with the gain of weight. We hypothesized that microorganisms important to digestion process are increased in animals with a higher gain of weight. The gain of weight of seventeen healthy animals was monitored for 60 days. Ruminal samples were obtained and the 16S and ITS1 genes were amplified and sequenced to identify the closest microbial relatives within the microbial communities. A predictive model based on microbes responsible for the gain of weight was build and further tested using the entire dataset., The main differential abundant microbes between groups included the bacterial taxa RFN20, Prevotella, Anaeroplasma and RF16 and the fungal taxa Aureobasidium, Cryptococcus, Sarocladium, Pleosporales and Tremellales. The predictive model detected some of these taxa associated with animals with the high gain of weight group, most of them being organisms that have been correlated to the production of substances that improve the ruminal digestion process. These findings provide new insights about cattle nutrition and suggest the use of these microbes to improve beef cattle breeding.