Published May 26, 2021 | Version v1
Publication Open

Melatonin Is a Promising Silage Additive: Evidence From Microbiota and Metabolites

Creators

  • 1. Tropical Crops Genetic Resources Institute
  • 2. Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences
  • 3. Hainan University

Description

The safe and effective storage of forage are very important. As an important storage method, ensiling can keep fresh forage for a long time with less nutritional loss. Melatonin has antioxidant and bacteriostasis, usually used as a natural preservative. The influence of melatonin on silage microbial or fermentation quality has not been clarified. In the present study, we aimed to clarify whether melatonin affected stylo ( Stylosanthes guianensis ) silage quality via microbiota and metabolites. Melatonin addition significantly improved the silage fermentation quality, including the increased contents of lactic acid and total acid (244.18–255.81% and 63.95–78.97%, respectively), as well as the decreased in pH and butyric acid content compare with control group. Moreover, 16S rRNA sequencing indicated that melatonin addition enhanced the silage microbial diversity indices (such as increase in Shannon indices but decrease in Simpson indices), and significantly shaped the composition of silage microbiota (such as increased abundances of Pantoea , Stenotrophomonas , Sphingobacterium , and Pseudomonas , and decreased abundance of Weissella ). Melatonin addition also dramatically affected the metabolites of sylo silage, such as raised malonic acid and some amino acid metabolism(glycine, threonine, methionine and ornithine), while reduced nucleic acid metabolism(2-deoxyuridine and thymine) and carbon metabolism(allose and 2-deoxy-D-glucose). Collectively, our results confirmed that the lowest melatonin addition (5 mg/kg) could improve the fermentation quality, and the potential mechanisms might be associated with the microbiota and metabolites in stylo.

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

Translated Description (Arabic)

التخزين الآمن والفعال للأعلاف مهم للغاية. كطريقة تخزين مهمة، يمكن أن يحافظ التغليف على العلف الطازج لفترة طويلة مع خسارة غذائية أقل. يحتوي الميلاتونين على مضادات الأكسدة والجراثيم، وعادة ما يستخدم كمادة حافظة طبيعية. لم يتم توضيح تأثير الميلاتونين على جودة السيلاج الميكروبية أو التخمير. في هذه الدراسة، هدفنا إلى توضيح ما إذا كان الميلاتونين يؤثر على جودة السيلاج (Stylosanthes guianensis ) عبر الكائنات الحية الدقيقة والمستقلبات. أدت إضافة الميلاتونين إلى تحسين جودة تخمير السيلاج بشكل كبير، بما في ذلك زيادة محتويات حمض اللاكتيك والحمض الكلي (244.18-255.81 ٪ و 63.95-78.97 ٪ على التوالي)، بالإضافة إلى انخفاض محتوى الأس الهيدروجيني وحمض الزبد مقارنة بالمجموعة الضابطة. علاوة على ذلك، أشار تسلسل الحمض النووي الريبوزي 16S إلى أن إضافة الميلاتونين عززت مؤشرات التنوع الميكروبي للسيلاج (مثل الزيادة في مؤشرات شانون ولكن الانخفاض في مؤشرات سيمبسون)، وشكلت بشكل كبير تكوين ميكروبيوتا السيلاج (مثل زيادة وفرة بانتويا ، ستينوتروفوموناس، سفينغوباكتريوم، والزائفة ، وانخفاض وفرة ويسليلا ). كما أثرت إضافة الميلاتونين بشكل كبير على مستقلبات سيلو سيلاج، مثل حمض المالونيك المرتفع وبعض استقلاب الأحماض الأمينية (الجلايسين والثريونين والميثيونين والأورنيثين)، في حين قللت من استقلاب الحمض النووي (2 -ديوكسيوريدين وثايمين) واستقلاب الكربون (الألوز و 2 -ديوكسي- دي- جلوكوز). بشكل جماعي، أكدت نتائجنا أن أقل إضافة للميلاتونين (5 مجم/كجم) يمكن أن تحسن جودة التخمير، وقد ترتبط الآليات المحتملة بالميكروبات والمستقلبات في النمط.

Translated Description (French)

Le stockage sûr et efficace du fourrage est très important. En tant que méthode de stockage importante, l'ensilage peut conserver le fourrage frais pendant une longue période avec moins de perte nutritionnelle. La mélatonine a un antioxydant et une bactériostase, généralement utilisés comme conservateur naturel. L'influence de la mélatonine sur la qualité microbienne ou de fermentation de l'ensilage n'a pas été clarifiée. Dans la présente étude, nous avons cherché à clarifier si la mélatonine affectait la qualité de l'ensilage de stylo ( Stylosanthes guianensis ) via le microbiote et les métabolites. De plus, la mélatonine a considérablement amélioré la qualité de la fermentation de l'ensilage, y compris l'augmentation des teneurs en acide lactique et en acide total (244,18-255,81 % et 63,95-78,97 %, respectivement), ainsi que la diminution du pH et de la teneur en acide butyrique par rapport au groupe témoin. De plus, le séquençage de l'ARNr 16S a indiqué que l'ajout de mélatonine améliorait les indices de diversité microbienne de l'ensilage (tels que l'augmentation des indices de Shannon mais la diminution des indices de Simpson) et façonnait de manière significative la composition du microbiote de l'ensilage (tels que l'augmentation de l'abondance de Pantoea , Stenotrophomonas, Sphingobacterium et Pseudomonas et la diminution de l'abondance de Weissella ). L'ajout de mélatonine a également considérablement affecté les métabolites du sylo ensilage, tels que l'acide malonique élevé et certains métabolismes d'acides aminés (glycine, thréonine, méthionine et ornithine), tout en réduisant le métabolisme des acides nucléiques (2-désoxyuridine et thymine) et le métabolisme du carbone (allose et 2-désoxy-D-glucose). Collectivement, nos résultats ont confirmé que l'ajout de mélatonine le plus faible (5 mg/kg) pourrait améliorer la qualité de la fermentation et que les mécanismes potentiels pourraient être associés au microbiote et aux métabolites du stylo.

Translated Description (Spanish)

El almacenamiento seguro y eficaz del forraje es muy importante. Como método de almacenamiento importante, el ensilado puede mantener el forraje fresco durante mucho tiempo con menos pérdida nutricional. La melatonina tiene antioxidantes y bacteriostasis, por lo general se utiliza como conservante natural. No se ha aclarado la influencia de la melatonina en la calidad microbiana o de fermentación del ensilaje. En el presente estudio, nuestro objetivo fue aclarar si la melatonina afectaba a la calidad del silaje estilo ( Stylosanthes guianensis ) a través de la microbiota y los metabolitos. La adición de melatonina mejoró significativamente la calidad de la fermentación del ensilaje, incluido el aumento del contenido de ácido láctico y ácido total (244,18-255,81% y 63,95-78,97%, respectivamente), así como la disminución del pH y el contenido de ácido butírico en comparación con el grupo de control. Además, la secuenciación del ARNr 16S indicó que la adición de melatonina mejoró los índices de diversidad microbiana del ensilaje (como el aumento de los índices de Shannon pero la disminución de los índices de Simpson) y dio forma significativamente a la composición de la microbiota del ensilaje (como el aumento de las abundancias de Pantoea , Stenotrophomonas, Sphingobacterium y Pseudomonas , y la disminución de la abundancia de Weissella ). La adición de melatonina también afectó drásticamente a los metabolitos del silaje silado, como el ácido malónico elevado y el metabolismo de algunos aminoácidos (glicina, treonina, metionina y ornitina), mientras que redujo el metabolismo de los ácidos nucleicos (2-desoxiuridina y timina) y el metabolismo del carbono (alosa y 2-desoxi-D-glucosa). En conjunto, nuestros resultados confirmaron que la adición más baja de melatonina (5 mg/kg) podría mejorar la calidad de la fermentación, y los mecanismos potenciales podrían estar asociados con la microbiota y los metabolitos en el estilo.

Files

pdf.pdf

Files (8.9 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
md5:6cb56bf828d216e74e2f266fb2d48cfa
8.9 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الميلاتونين مادة مضافة واعدة للسيلاج: أدلة من الكائنات الحية الدقيقة والمستقلبات
Translated title (French)
La mélatonine est un additif d'ensilage prometteur : preuves provenant du microbiote et des métabolites
Translated title (Spanish)
La melatonina es un prometedor aditivo para ensilaje: evidencia de microbiota y metabolitos

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3165409880
DOI
10.3389/fmicb.2021.670764

Is supplement to
https://openalex.org/W4240217717 (Other)
https://openalex.org/W4238371639 (Other)
https://openalex.org/W4230484314 (Other)
https://openalex.org/W4221119309 (Other)
https://openalex.org/W4200293632 (Other)
https://openalex.org/W3037962017 (Other)
https://openalex.org/W2905056748 (Other)
https://openalex.org/W2508643158 (Other)
https://openalex.org/W2273632602 (Other)
https://openalex.org/W2108773112 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1955229900
  • https://openalex.org/W1972572986
  • https://openalex.org/W2029672119
  • https://openalex.org/W2042668491
  • https://openalex.org/W2056143434
  • https://openalex.org/W2066334693
  • https://openalex.org/W2074105485
  • https://openalex.org/W2074968578
  • https://openalex.org/W2081112511
  • https://openalex.org/W2107552456
  • https://openalex.org/W2108718991
  • https://openalex.org/W2112489685
  • https://openalex.org/W2113970444
  • https://openalex.org/W2128367977
  • https://openalex.org/W2133856765
  • https://openalex.org/W2135167537
  • https://openalex.org/W2139601861
  • https://openalex.org/W2161998421
  • https://openalex.org/W2168249366
  • https://openalex.org/W2300699626
  • https://openalex.org/W2341860878
  • https://openalex.org/W2401404581
  • https://openalex.org/W2413026548
  • https://openalex.org/W2479394673
  • https://openalex.org/W2520412730
  • https://openalex.org/W2587985253
  • https://openalex.org/W2605656521
  • https://openalex.org/W2606648280
  • https://openalex.org/W2763606836
  • https://openalex.org/W2766067570
  • https://openalex.org/W2774551015
  • https://openalex.org/W2778503203
  • https://openalex.org/W2782525357
  • https://openalex.org/W2787948072
  • https://openalex.org/W2789047084
  • https://openalex.org/W2799791651
  • https://openalex.org/W2800889597
  • https://openalex.org/W2805368494
  • https://openalex.org/W2810629846
  • https://openalex.org/W2893917890
  • https://openalex.org/W2913761880
  • https://openalex.org/W2926380347
  • https://openalex.org/W2979457115
  • https://openalex.org/W2983054224
  • https://openalex.org/W2985020773
  • https://openalex.org/W2998171008
  • https://openalex.org/W3012876520
  • https://openalex.org/W3014226481
  • https://openalex.org/W3025606357