Published November 20, 2020 | Version v1
Publication Open

Exploring the Diversity of Active Ureolytic Bacteria in the Rumen by Comparison of cDNA and gDNA

Creators

  • 1. Institute of Animal Sciences
  • 2. Chinese Academy of Agricultural Sciences

Description

In this study we revealed the diversity of active ureolytic bacteria in the rumen by compared ureC amplicons between gDNA and cDNA. Rumen fluid was collected from four Holstein dairy cows with rumen fistulas at 0, 2, and 6 h after morning feeding. Total microbial gDNA and RNA were isolated, and the RNA was reverse-transcribed into cDNA. The ureC gene amplicons of gDNA and cDNA were produced and sequenced by MiSeq. These results revealed that the sampling time had no significant difference on the alphssa and beta diversity indices of the ureolytic bacteria. The Shannon diversity of the ureC gene for cDNA was greater than that for gDNA (p < 0.05). There were significant difference in the beta diversity of ureolytic bacteria between gDNA and cDNA (p < 0.01), which indicates a shift in the community of active ureolytic bacteria. Approximately 67% of ureC sequences from cDNA could not be confidently classified at the genus level. The active ureolytic bacteria were mainly from Helicobacter, Herbaspirillum, Clostridium, Paenibacillus, Synechococcus, and Sphingobacterium sp. Changes in the operational taxonomic units revealed that the top abundant ureC genes were mostly consistent between gDNA and cDNA, and most differences occurred in the ureC genes with lower abundances. These results revealed distinct ureolytic bacteria community profiles based on gDNA and cDNA. The dominant ureolytic bacteria had high transcriptional activity, and the differential were mainly distributed in the genus of low abundance.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

في هذه الدراسة، كشفنا عن تنوع البكتيريا المحللة لليوريا النشطة في الكرش من خلال مقارنة أمبليكون ureC بين gDNA و cDNA. تم جمع سائل الكرش من أربعة أبقار حلوب هولشتاين مع ناسور كرش عند 0 و 2 و 6 ساعات بعد الرضاعة الصباحية. تم عزل إجمالي الحمض النووي الريبي والحمض النووي الريبي الميكروبي، وتم نقل الحمض النووي الريبي عكسيًا إلى الحمض النووي الريبي. تم إنتاج وتسلسل جينات ureC من gDNA و cDNA بواسطة MiSeq. كشفت هذه النتائج أن وقت أخذ العينات لم يكن له فرق كبير في مؤشرات تنوع ألفا وبيتا للبكتيريا المحللة لليوريا. كان تنوع شانون لجين ureC لـ cDNA أكبر من تنوع gDNA (p < 0.05). كان هناك اختلاف كبير في تنوع بيتا للبكتيريا المحللة لليوريا بين الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين والحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (p < 0.01)، مما يشير إلى تحول في مجتمع البكتيريا المحللة لليوريا النشطة. لا يمكن تصنيف ما يقرب من 67 ٪ من تسلسلات ureC من cDNA بثقة على مستوى الجنس. كانت البكتيريا اليوريلية النشطة بشكل رئيسي من هيليكوباكتر، هيرباسبيريليوم، كلوستريديوم، بينيباسيلوس، سينيكوكوكس، وسفينغوباكتريوم إس بي. كشفت التغييرات في الوحدات التصنيفية التشغيلية أن جينات ureC الوفيرة العليا كانت في الغالب متسقة بين gDNA و cDNA، وحدثت معظم الاختلافات في جينات ureC بوفرة أقل. كشفت هذه النتائج عن ملامح مميزة لمجتمع بكتيريا اليوريا بناءً على الحمض النووي الريبي النوعي والحمض النووي الريبي المنزوع الأكسجين. كان للبكتيريا اليوريلية السائدة نشاط نسخ مرتفع، وتم توزيع الفارق بشكل أساسي في جنس الوفرة المنخفضة.

Translated Description (French)

Dans cette étude, nous avons révélé la diversité des bactéries uréolytiques actives dans le rumen en comparant les amplicons ureC entre l'ADNg et l'ADNc. Le liquide de rumen a été prélevé sur quatre vaches laitières Holstein avec des fistules de rumen à 0, 2 et 6 h après l'alimentation du matin. L'ADNg et l'ARN microbiens totaux ont été isolés, et l'ARN a été retranscrit en ADNc. Les amplicons du gène ureC de l'ADNg et de l'ADNc ont été produits et séquencés par MiSeq. Ces résultats ont révélé que le temps d'échantillonnage n'avait pas de différence significative sur les indices de diversité alpha et bêta des bactéries uréolytiques. La diversité Shannon du gène ureC pour l'ADNc était supérieure à celle de l'ADNg (p < 0,05). Il y avait une différence significative dans la diversité bêta des bactéries uréolytiques entre l'ADNg et l'ADNc (p < 0,01), ce qui indique un changement dans la communauté des bactéries uréolytiques actives. Environ 67 % des séquences d'ureC de l'ADNc n'ont pas pu être classées avec certitude au niveau du genre. Les bactéries uréolytiques actives provenaient principalement d'Helicobacter, Herbaspirillum, Clostridium, Paenibacillus, Synechococcus et Sphingobacterium sp. Les changements dans les unités taxonomiques opérationnelles ont révélé que les gènes ureC les plus abondants étaient principalement cohérents entre l'ADNg et l'ADNc, et que la plupart des différences se produisaient dans les gènes ureC avec des abondances plus faibles. Ces résultats ont révélé des profils de communautés de bactéries uréolytiques distincts basés sur l'ADNg et l'ADNc. Les bactéries uréolytiques dominantes avaient une activité transcriptionnelle élevée, et le différentiel était principalement distribué dans le genre de faible abondance.

Translated Description (Spanish)

En este estudio, revelamos la diversidad de bacterias ureolíticas activas en el rumen al comparar los amplicones ureC entre el ADNg y el ADNc. Se recogió fluido ruminal de cuatro vacas lecheras Holstein con fístulas ruminales a las 0, 2 y 6 h después de la alimentación matutina. Se aislaron el ADNg y el ARN microbiano total, y el ARN se transcribió de forma inversa en ADNc. Los amplicones del gen ureC de ADNg y ADNc se produjeron y secuenciaron mediante MiSeq. Estos resultados revelaron que el tiempo de muestreo no tuvo diferencias significativas en los índices de diversidad alfa y beta de las bacterias ureolíticas. La diversidad de Shannon del gen ureC para el ADNc fue mayor que para el ADNg (p < 0.05). Hubo una diferencia significativa en la diversidad beta de bacterias ureolíticas entre el ADNg y el ADNc (p < 0,01), lo que indica un cambio en la comunidad de bacterias ureolíticas activas. Aproximadamente el 67% de las secuencias de ureC del ADNc no se pudieron clasificar con confianza a nivel de género. Las bacterias ureolíticas activas procedían principalmente de Helicobacter, Herbaspirillum, Clostridium, Paenibacillus, Synechococcus y Sphingobacterium sp. Los cambios en las unidades taxonómicas operativas revelaron que los principales genes ureC abundantes eran en su mayoría consistentes entre el ADNg y el ADNc, y la mayoría de las diferencias ocurrieron en los genes ureC con menores abundancias. Estos resultados revelaron distintos perfiles de la comunidad de bacterias ureolíticas basados en ADNg y ADNc. Las bacterias ureolíticas dominantes tuvieron alta actividad transcripcional, y las diferenciales se distribuyeron principalmente en el género de baja abundancia.

Files

pdf.pdf

Files (1.7 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:732820aa36a9727f0a64ccda90d9f071
1.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
استكشاف تنوع البكتيريا اليوريلية النشطة في الكرش من خلال مقارنة الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين والحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين
Translated title (French)
Exploration de la diversité des bactéries uréolytiques actives dans le rumen par comparaison de l'ADNc et de l'ADNg
Translated title (Spanish)
Exploración de la diversidad de bacterias ureolíticas activas en el rumen mediante la comparación de ADNc y ADNg

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3102470493
DOI
10.3390/ani10112162

Is supplement to
https://openalex.org/W3088281179 (Other)
https://openalex.org/W3028970346 (Other)
https://openalex.org/W2995118009 (Other)
https://openalex.org/W2898640786 (Other)
https://openalex.org/W2786748503 (Other)
https://openalex.org/W2266553821 (Other)
https://openalex.org/W2138721420 (Other)
https://openalex.org/W2036617847 (Other)
https://openalex.org/W2011298649 (Other)
https://openalex.org/W1966203981 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1503454870
  • https://openalex.org/W1553305928
  • https://openalex.org/W1954195146
  • https://openalex.org/W1968634743
  • https://openalex.org/W1978111436
  • https://openalex.org/W1978468198
  • https://openalex.org/W1985783522
  • https://openalex.org/W1988349038
  • https://openalex.org/W1994835819
  • https://openalex.org/W2004212884
  • https://openalex.org/W2005784983
  • https://openalex.org/W2007846481
  • https://openalex.org/W2014695795
  • https://openalex.org/W2040969722
  • https://openalex.org/W2041124567
  • https://openalex.org/W2047736179
  • https://openalex.org/W2049746328
  • https://openalex.org/W2072970694
  • https://openalex.org/W2086865963
  • https://openalex.org/W2103925952
  • https://openalex.org/W2105020888
  • https://openalex.org/W2112438501
  • https://openalex.org/W2124351063
  • https://openalex.org/W2131271579
  • https://openalex.org/W2136879569
  • https://openalex.org/W2142070117
  • https://openalex.org/W2152389987
  • https://openalex.org/W2154241378
  • https://openalex.org/W2157107905
  • https://openalex.org/W2327011266
  • https://openalex.org/W2407454276
  • https://openalex.org/W2463529178
  • https://openalex.org/W2588737121
  • https://openalex.org/W2592832464
  • https://openalex.org/W2620669541
  • https://openalex.org/W2754417706
  • https://openalex.org/W2782874879
  • https://openalex.org/W2793106056
  • https://openalex.org/W2799806739
  • https://openalex.org/W2911846934
  • https://openalex.org/W2921045756
  • https://openalex.org/W2974567363
  • https://openalex.org/W2983947643
  • https://openalex.org/W4244687291