Published September 4, 2019 | Version v1
Publication Open

Dietary Bioactive Lipid Compounds Rich in Menthol Alter Interactions Among Members of Ruminal Microbiota in Sheep

Creators

  • 1. West Bengal University of Animal and Fishery Sciences
  • 2. Freie Universität Berlin
  • 3. The Ohio State University

Description

This study aimed to investigate the effects of two practically relevant doses of menthol-rich plant bioactive lipid compounds (PBLC) on fermentation, microbial community composition, and their interactions in sheep rumen. Twenty-four growing Suffolk sheep were divided into three treatments and were fed hay ad libitum plus 600 g/d of concentrate containing no PBLC (Control) or PBLC at low dose (80 mg/d; PBLC-L) or high dose (160 mg/d; PBLC-H). After 4 weeks on the diets, samples of ruminal digesta were collected and analyzed for short-chain fatty acid (SCFA), ammonia, and microbiota; microbiota being analyzed in the solid and the liquid digesta fractions separately. Ruminal SCFA and ammonia concentrations were not affected by the PBLC treatments. The microbiota in the solid fraction was more diverse than that in the liquid fraction, and the relative abundance of most taxa differed between these two fractions. In the solid fraction, phylogenetic diversity increased linearly with increased PBLC doses, whereas evenness (lowest in PBLC-L) and Simpson diversity index (greatest in PBLC-H) changed quadratically. In the liquid fraction, however, the PBLC supplementation did not affect any of the microbial diversity measurements. Among phyla, Chloroflexi (highest in PBLC-L) and unclassified_bacteria (lowest in PBLC-L) were altered quadratically by PBLC. Lachnospiraceae, Bacteroidaceae (increased linearly), BS11 (increased in PBLC-L), Christensenellaceae (decreased in PBLC treatments), and Porphyromonadaceae (increased in PBLC treatments) were affected at the family level. Among genera, Butyrivibrio increased linearly in the solid fraction, YRC22 increased linearly in the liquid fraction, whereas Paludibacter increased and BF311 increased linearly with increasing doses of PBLC in both fractions. The PBLC treatments also lowered methanogens within the classes Thermoplasmata and Euryarchaeota. Correlation network analysis revealed positive and negative correlations among many microbial taxa. Differential network analysis showed that PBLC supplementation changed the correlation between some microbial taxa and SCFA. The majority of the predicted functional features were different between the solid and the liquid digesta fractions, whereas the PBLC treatments altered few of the predicted functional gene categories. Overall, dietary PBLC treatments had little influence on the ruminal fermentation and microbiota but affected the associations among some microbial taxa and SCFA.

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

Translated Description (Arabic)

هدفت هذه الدراسة إلى التحقيق في آثار جرعتين من المركبات الدهنية النشطة بيولوجيا النباتية الغنية بالمنثول (PBLC) على التخمير، وتكوين المجتمع الميكروبي، وتفاعلاتها في كرش الأغنام. تم تقسيم أربعة وعشرين من أغنام سوفولك المتنامية إلى ثلاث علاجات وتم تغذيتها بالقش حسب الرغبة بالإضافة إلى 600 جم/يوم من المركز الذي لا يحتوي على PBLC (التحكم) أو PBLC بجرعة منخفضة (80 مجم/يوم ؛ PBLC - L) أو جرعة عالية (160 مجم/يوم ؛ PBLC - H). بعد 4 أسابيع على الوجبات الغذائية، تم جمع عينات من الكرش وتحليلها للأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (SCFA) والأمونيا والميكروبات ؛ يتم تحليل الميكروبات في الأجزاء الصلبة والسائلة بشكل منفصل. لم تتأثر تركيزات الكرش والأمونيا بعلاجات PBLC. كانت الميكروبات في الجزء الصلب أكثر تنوعًا من تلك الموجودة في الجزء السائل، واختلفت الوفرة النسبية لمعظم الأصناف بين هذين الكسرين. في الجزء الصلب، زاد التنوع الوراثي العرقي خطيًا مع زيادة جرعات PBLC، في حين تغير التساوي (الأدنى في PBLC - L) ومؤشر سيمبسون للتنوع (الأكبر في PBLC - H) بشكل تربيعي. ومع ذلك، في الجزء السائل، لم تؤثر مكملات PBLC على أي من قياسات التنوع الميكروبي. بين الشعب، تم تغيير Chloroflexi (الأعلى في PBLC - L) والبكتيريا غير المصنفة (الأدنى في PBLC - L) بشكل تربيعي بواسطة PBLC. تأثرت Lachnospiraceae و Bacteroidaceae (زيادة خطية) و BS11 (زيادة في PBLC - L) و Christensenellaceae (انخفاض في علاجات PBLC) و Porphyromonadaceae (زيادة في علاجات PBLC) على مستوى الأسرة. من بين الأجناس، زادت Butyrivibrio خطيًا في الجزء الصلب، وزادت YRC22 خطيًا في الجزء السائل، في حين زادت Paludibacter وزادت BF311 خطيًا مع زيادة جرعات PBLC في كلا الجزأين. كما خفضت علاجات PBLC مولدات الميثان داخل فئتي Thermoplasmata و Euryarchaeota. كشف تحليل شبكة الارتباط عن وجود ارتباطات إيجابية وسلبية بين العديد من الأصناف الميكروبية. أظهر تحليل الشبكة التفاضلية أن مكملات PBLC غيرت العلاقة بين بعض الأصناف الميكروبية و SCFA. كانت غالبية السمات الوظيفية المتوقعة مختلفة بين الكسور الصلبة والسائلة للهضم، في حين أن علاجات PBLC غيرت عددًا قليلاً من فئات الجينات الوظيفية المتوقعة. بشكل عام، كان لعلاجات PBLC الغذائية تأثير ضئيل على تخمير الكرش والميكروبات ولكنها أثرت على الارتباطات بين بعض الأصناف الميكروبية و SCFA.

Translated Description (French)

Cette étude visait à étudier les effets de deux doses pratiquement pertinentes de composés lipidiques bioactifs végétaux (PBLC) riches en menthol sur la fermentation, la composition de la communauté microbienne et leurs interactions dans le rumen de mouton. Vingt-quatre moutons Suffolk en croissance ont été divisés en trois traitements et ont reçu du foin ad libitum plus 600 g/j de concentré ne contenant pas de PBLC (témoin) ou de PBLC à faible dose (80 mg/j ; PBLC-L) ou à forte dose (160 mg/j ; PBLC-H). Après 4 semaines de régime, des échantillons de digesta ruminal ont été prélevés et analysés pour les acides gras à chaîne courte (AGCC), l'ammoniac et le microbiote ; le microbiote étant analysé séparément dans les fractions de digesta solide et liquide. Les concentrations d'AGCC et d'ammoniac dans le sang n'ont pas été affectées par les traitements par PBLC. Le microbiote dans la fraction solide était plus diversifié que celui dans la fraction liquide, et l'abondance relative de la plupart des taxons différait entre ces deux fractions. Dans la fraction solide, la diversité phylogénétique augmentait linéairement avec l'augmentation des doses de PBLC, tandis que la régularité (la plus faible dans le PBLC-L) et l'indice de diversité de Simpson (le plus élevé dans le PBLC-H) changeaient quadratiquement. Dans la fraction liquide, cependant, la supplémentation en PBLC n'a affecté aucune des mesures de diversité microbienne. Parmi les phylums, le chloroflexi (le plus élevé dans le PBLC-L) et les bactéries_non classifiées (le plus bas dans le PBLC-L) ont été modifiés quadratiquement par le PBLC. Les Lachnospiraceae, les Bacteroidaceae (augmentation linéaire), les BS11 (augmentation des PBLC-L), les Christensenellaceae (diminution des traitements par PBLC) et les Porphyromonadaceae (augmentation des traitements par PBLC) ont été affectés au niveau familial. Parmi les genres, Butyrivibrio a augmenté linéairement dans la fraction solide, YRC22 a augmenté linéairement dans la fraction liquide, tandis que Paludibacter a augmenté et BF311 a augmenté linéairement avec l'augmentation des doses de PBLC dans les deux fractions. Les traitements par PBLC ont également abaissé les méthanogènes dans les classes Thermoplasmata et Euryarchaeota. L'analyse du réseau de corrélation a révélé des corrélations positives et négatives entre de nombreux taxons microbiens. L'analyse différentielle du réseau a montré que la supplémentation en PBLC modifiait la corrélation entre certains taxons microbiens et les AGCC. La majorité des caractéristiques fonctionnelles prédites étaient différentes entre les fractions digesta solides et liquides, tandis que les traitements par PBLC modifiaient peu les catégories de gènes fonctionnels prédits. Dans l'ensemble, les traitements par PBLC alimentaires ont eu peu d'influence sur la fermentation ruminale et le microbiote, mais ont affecté les associations entre certains taxons microbiens et les AGCC.

Translated Description (Spanish)

Este estudio tuvo como objetivo investigar los efectos de dos dosis prácticamente relevantes de compuestos lipídicos bioactivos de plantas ricos en mentol (PBLC) sobre la fermentación, la composición de la comunidad microbiana y sus interacciones en el rumen de oveja. Veinticuatro ovejas Suffolk en crecimiento se dividieron en tres tratamientos y se alimentaron con heno ad libitum más 600 g/d de concentrado que no contenía PBLC (Control) o PBLC a dosis baja (80 mg/d; PBLC-L) o dosis alta (160 mg/d; PBLC-H). Después de 4 semanas en las dietas, se recolectaron muestras de digesta ruminal y se analizaron para determinar ácidos grasos de cadena corta (SCFA), amoníaco y microbiota; la microbiota se analizó en las fracciones de digesta sólida y líquida por separado. Las concentraciones de SCFA y amoníaco ruminales no se vieron afectadas por los tratamientos de PBLC. La microbiota en la fracción sólida era más diversa que en la fracción líquida, y la abundancia relativa de la mayoría de los taxones difería entre estas dos fracciones. En la fracción sólida, la diversidad filogenética aumentó linealmente con el aumento de las dosis de PBLC, mientras que la uniformidad (más baja en PBLC-L) y el índice de diversidad de Simpson (mayor en PBLC-H) cambiaron cuadráticamente. En la fracción líquida, sin embargo, la suplementación con PBLC no afectó ninguna de las mediciones de diversidad microbiana. Entre los filos, Chloroflexi (el más alto en PBLC-L) y unclassified_bacteria (el más bajo en PBLC-L) fueron alterados cuadráticamente por PBLC. Lachnospiraceae, Bacteroidaceae (aumento lineal), BS11 (aumento en PBLC-L), Christensenellaceae (disminución en los tratamientos con PBLC) y Porphyromonadaceae (aumento en los tratamientos con PBLC) se vieron afectadas a nivel familiar. Entre los géneros, Butyrivibrio aumentó linealmente en la fracción sólida, YRC22 aumentó linealmente en la fracción líquida, mientras que Paludibacter aumentó y BF311 aumentó linealmente con dosis crecientes de PBLC en ambas fracciones. Los tratamientos con PBLC también redujeron los metanógenos dentro de las clases Thermoplasmata y Euryarchaeota. El análisis de la red de correlación reveló correlaciones positivas y negativas entre muchos taxones microbianos. El análisis diferencial de la red mostró que la suplementación con PBLC cambió la correlación entre algunos taxones microbianos y SCFA. La mayoría de las características funcionales predichas fueron diferentes entre las fracciones de digesta sólida y líquida, mientras que los tratamientos con PBLC alteraron algunas de las categorías de genes funcionales predichas. En general, los tratamientos dietéticos con PBLC tuvieron poca influencia en la fermentación ruminal y la microbiota, pero afectaron las asociaciones entre algunos taxones microbianos y SCFA.

Files

pdf.pdf

Files (3.6 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
md5:3ea363c9dcf9e4a1188dc8e79a1eafcc
3.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
مركبات الدهون الغذائية النشطة بيولوجيًا الغنية بتفاعلات تغيير المنثول بين أعضاء الميكروبات الجرثومية في الأغنام
Translated title (French)
Composés lipidiques bioactifs alimentaires riches en menthol altèrent les interactions entre les membres du microbiote ruminal chez les ovins
Translated title (Spanish)
Los compuestos lipídicos bioactivos dietéticos ricos en mentol alteran las interacciones entre los miembros de la microbiota ruminal en ovejas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2969723130
DOI
10.3389/fmicb.2019.02038

Is supplement to
https://openalex.org/W3215139134 (Other)
https://openalex.org/W2788277189 (Other)
https://openalex.org/W2130076355 (Other)
https://openalex.org/W2119695867 (Other)
https://openalex.org/W2082860237 (Other)
https://openalex.org/W2046158694 (Other)
https://openalex.org/W2013243191 (Other)
https://openalex.org/W1993764875 (Other)
https://openalex.org/W1990804418 (Other)
https://openalex.org/W1971568933 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W122717592
  • https://openalex.org/W1800301095
  • https://openalex.org/W1824882275
  • https://openalex.org/W1842963151
  • https://openalex.org/W1875173784
  • https://openalex.org/W195291154
  • https://openalex.org/W1976255830
  • https://openalex.org/W1989746063
  • https://openalex.org/W1996457200
  • https://openalex.org/W2007662336
  • https://openalex.org/W2016867494
  • https://openalex.org/W2018040072
  • https://openalex.org/W2026678194
  • https://openalex.org/W2029116283
  • https://openalex.org/W2032609723
  • https://openalex.org/W2041874267
  • https://openalex.org/W2051941555
  • https://openalex.org/W2057040273
  • https://openalex.org/W2062296001
  • https://openalex.org/W2065287645
  • https://openalex.org/W2080283023
  • https://openalex.org/W2081674405
  • https://openalex.org/W2085930853
  • https://openalex.org/W2090706359
  • https://openalex.org/W2094699947
  • https://openalex.org/W2110300022
  • https://openalex.org/W2111212329
  • https://openalex.org/W2112757906
  • https://openalex.org/W2116548805
  • https://openalex.org/W2123373906
  • https://openalex.org/W2133856765
  • https://openalex.org/W2134003579
  • https://openalex.org/W2152478796
  • https://openalex.org/W2152885278
  • https://openalex.org/W2159675211
  • https://openalex.org/W2165722876
  • https://openalex.org/W2171722104
  • https://openalex.org/W2172120066
  • https://openalex.org/W2219016437
  • https://openalex.org/W2257367919
  • https://openalex.org/W2263041507
  • https://openalex.org/W2320233497
  • https://openalex.org/W2335250650
  • https://openalex.org/W2401404581
  • https://openalex.org/W2420815105
  • https://openalex.org/W2520948468
  • https://openalex.org/W2563182012
  • https://openalex.org/W2572485664
  • https://openalex.org/W2580024651
  • https://openalex.org/W2584890449
  • https://openalex.org/W2611991027
  • https://openalex.org/W2735472327
  • https://openalex.org/W2737442682
  • https://openalex.org/W2742830301
  • https://openalex.org/W2765733822
  • https://openalex.org/W2772485849
  • https://openalex.org/W2782030336
  • https://openalex.org/W2786503307
  • https://openalex.org/W2787195591
  • https://openalex.org/W2789618585
  • https://openalex.org/W2790737923
  • https://openalex.org/W2794704255
  • https://openalex.org/W2797494607
  • https://openalex.org/W2808156997
  • https://openalex.org/W2818499473
  • https://openalex.org/W2963276645
  • https://openalex.org/W4242789727