Published October 25, 2022
| Version v1
Publication
Open
Metagenomic insights into the rumen epithelial integrity responses to the vitamin B1 supplement under high-concentrate diets treatments
Creators
- 1. Jiangxi Agricultural University
- 2. Chinese Academy of Agricultural Sciences
Description
Subacute ruminal acidosis (SARA) becomes the most common nutritional metabolic disease in high-yielding dairy cows and later fatting beef cattle because of the increasing consumption of high-concentrate diets in modern feeding patterns. Our previous research found a certain piece of evidence that adding 180 mg thiamine/kg DMI could increase the rumen pH and regulate the structure of the rumen microbial community in vivo. However, there is still limited experimental data on the effects of SARA on thiamine status, the damage to the structure of rumen epithelial cells, and the underlying mechanism of the epithelium alterations. For this purpose, a total of 18 Angus bulls (average 22.0-months-old) with an average live weight of 567.6 ± 27.4 kg were randomly allocated into a control treatment (CON), a high-concentrate diet treatment (HC), and a high-concentrate diet with the vitamin B1 supplement treatment (HCB). All bulls were conducted with a 7-day adjustment period followed by a 60-day-long main feeding procedure. Results indicated that ADFI and ADG significantly decreased in the HC treatment compared with CON (P < 0.05), while significantly increased after the VB1 supplement (P < 0.05). Besides, ruminal acetate content was significantly downregulated while propionate was significantly upregulated under the HC treatment compared with CON (P < 0.05); however, these alterations showed a completely inverse regulatory effect on the VB1 supplement compared with HC (P < 0.05). These changes causatively induced a significant decrease in the A/P ratio in the HC treatment compared with CON and HCB treatments (P < 0.05). Bacterial communities in the HC treatment could be separated from those in CON through PCoA axes 1 and 2. Meanwhile, the VB1 supplement significantly altered the bacterial communities compared with the HC treatment, except for HCB-3. Furthermore, the HC treatment significantly upregulated the expression of JNK, Bax, Caspase-8, Caspase-3, Caspase-9, and Cyt-C compared with CON, while significantly downregulated the expression of Bcl-2. The VB1 supplement showed a complete converse gene expression compared with HC. In conclusion, the VB1 supplement could effectively attenuate the alterations that occurred when exposed to high-concentrate diets, and help promote production performance through increased fermentability.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يصبح الحماض الروميني تحت الحاد (SARA) أكثر الأمراض الأيضية الغذائية شيوعًا في الأبقار الحلوب عالية الغلة وماشية لحوم البقر الدهنية لاحقًا بسبب زيادة استهلاك الوجبات الغذائية عالية التركيز في أنماط التغذية الحديثة. وجد بحثنا السابق دليلاً معينًا على أن إضافة 180 ملغ من الثيامين/كغ من DMI يمكن أن يزيد من درجة حموضة الكرش وينظم بنية مجتمع الكرش الميكروبي في الجسم الحي. ومع ذلك، لا تزال هناك بيانات تجريبية محدودة حول تأثيرات سارة على حالة الثيامين، والأضرار التي لحقت ببنية الخلايا الظهارية الكرش، والآلية الأساسية لتغييرات الظهارة. لهذا الغرض، تم تخصيص ما مجموعه 18 من ثيران الأنجوس (متوسط عمر 22.0 شهرًا) بمتوسط وزن حي يبلغ 567.6 ± 27.4 كجم بشكل عشوائي في علاج التحكم (CON)، وعلاج النظام الغذائي عالي التركيز (HC)، ونظام غذائي عالي التركيز مع العلاج المكمل لفيتامين ب 1 (HCB). تم إجراء جميع الثيران مع فترة تعديل مدتها 7 أيام متبوعة بإجراء تغذية رئيسي لمدة 60 يومًا. أشارت النتائج إلى أن معهد قوات الدفاع الجوي وADG انخفضا بشكل ملحوظ في علاج HC مقارنة مع CON (P < 0.05)، في حين زاد بشكل ملحوظ بعد ملحق VB1 (P < 0.05). إلى جانب ذلك، تم تقليل محتوى الأسيتات الرومية بشكل كبير بينما تم إعادة تنظيم البروبيونات بشكل كبير بموجب علاج HC مقارنة مع CON (P < 0.05) ؛ ومع ذلك، أظهرت هذه التعديلات تأثيرًا تنظيميًا عكسيًا تمامًا على مكمل VB1 مقارنة مع HC (P < 0.05). أدت هذه التغييرات بشكل مسبب إلى انخفاض كبير في نسبة A/P في علاج HC مقارنة بعلاجات CON و HCB (P < 0.05). يمكن فصل المجتمعات البكتيرية في علاج مركز الرعاية الصحية عن تلك الموجودة في المحاور 1 و 2 من خطة عمل البرنامج. وفي الوقت نفسه، غيّر مكمل VB1 بشكل كبير المجتمعات البكتيرية مقارنة بعلاج HC، باستثناء HCB -3. علاوة على ذلك، أدى علاج رأس المال البشري إلى زيادة كبيرة في تنظيم التعبير عن JNK و BAX و Caspase -8 و Caspase -3 و Caspase -9 و Cyt - C مقارنة بـ CON، بينما قلل بشكل كبير من التعبير عن Bcl -2. أظهر مكمل VB1 تعبيرًا جينيًا عكسيًا كاملاً مقارنة بـ HC. في الختام، يمكن أن يخفف مكمل VB1 بشكل فعال من التغييرات التي حدثت عند التعرض للوجبات الغذائية عالية التركيز، ويساعد على تعزيز أداء الإنتاج من خلال زيادة قابلية التخمير.Translated Description (French)
L'acidose ruminale subaiguë (Sara) devient la maladie métabolique nutritionnelle la plus fréquente chez les vaches laitières à haut rendement et les bovins de boucherie à engraissement ultérieur en raison de la consommation croissante de régimes à forte concentration dans les modes d'alimentation modernes. Nos recherches antérieures ont révélé un certain élément de preuve selon lequel l'ajout de 180 mg de thiamine/kg de DMI pourrait augmenter le pH du rumen et réguler la structure de la communauté microbienne du rumen in vivo. Cependant, il existe encore peu de données expérimentales sur les effets de la SARA sur le statut thiaminique, les dommages à la structure des cellules épithéliales du rumen et le mécanisme sous-jacent des altérations de l'épithélium. À cette fin, un total de 18 taureaux Angus (âgés en moyenne de 22,0 mois) d'un poids vif moyen de 567,6 ± 27,4 kg ont été répartis au hasard dans un traitement témoin (CON), un traitement diététique à haute concentration (HC) et un régime à haute concentration avec le traitement de supplémentation en vitamine B1 (HCB). Tous les taureaux ont été soumis à une période d'ajustement de 7 jours suivie d'une procédure d'alimentation principale de 60 jours. Les résultats ont indiqué que l'ADFI et l'ADG diminuaient significativement dans le traitement HC par rapport à CON (P < 0,05), alors qu'ils augmentaient significativement après le supplément VB1 (P < 0,05). En outre, la teneur en acétate ruminal était significativement régulée à la baisse tandis que le propionate était significativement régulé à la hausse sous le traitement HC par rapport à CON (P < 0,05) ; cependant, ces altérations ont montré un effet régulateur complètement inverse sur le supplément VB1 par rapport à HC (P < 0,05). Ces changements ont entraîné une diminution significative du rapport A/P dans le traitement HC par rapport aux traitements CON et HCB (P < 0,05). Les communautés bactériennes dans le traitement HC pourraient être séparées de celles en CON par les axes 1 et 2 de la PCoA. Pendant ce temps, le supplément de VB1 a significativement modifié les communautés bactériennes par rapport au traitement HC, à l'exception de HCB-3. De plus, le traitement par HC a significativement régulé à la hausse l'expression de JNK, Bax, Caspase-8, Caspase-3, Caspase-9 et Cyt-C par rapport à CON, tout en diminuant significativement l'expression de Bcl-2. Le supplément VB1 a montré une expression génique inverse complète par rapport à HC. En conclusion, le supplément de VB1 pourrait atténuer efficacement les altérations survenues lors de l'exposition à des régimes à forte concentration, et aider à promouvoir les performances de production grâce à une fermentescibilité accrue.Translated Description (Spanish)
La acidosis ruminal subaguda (SARA) se convierte en la enfermedad metabólica nutricional más común en las vacas lecheras de alto rendimiento y en el ganado de carne de engorde posterior debido al creciente consumo de dietas de alto concentrado en los patrones de alimentación modernos. Nuestra investigación anterior encontró cierta evidencia de que agregar 180 mg de tiamina/kg de DMI podría aumentar el pH del rumen y regular la estructura de la comunidad microbiana del rumen in vivo. Sin embargo, todavía hay datos experimentales limitados sobre los efectos de SARA en el estado de la tiamina, el daño a la estructura de las células epiteliales del rumen y el mecanismo subyacente de las alteraciones del epitelio. Para este propósito, un total de 18 toros Angus (promedio de 22.0 meses de edad) con un peso vivo promedio de 567.6 ± 27.4 kg fueron asignados aleatoriamente a un tratamiento de control (CON), un tratamiento de dieta de alto concentrado (HC) y una dieta de alto concentrado con el tratamiento de suplemento de vitamina B1 (HCB). Todos los toros se realizaron con un período de ajuste de 7 días seguido de un procedimiento de alimentación principal de 60 días. Los resultados indicaron que ADFI y ADG disminuyeron significativamente en el tratamiento de HC en comparación CON con (P < 0.05), mientras que aumentaron significativamente después del suplemento VB1 (P < 0.05). Además, el contenido de acetato ruminal disminuyó significativamente, mientras que el propionato aumentó significativamente bajo el tratamiento con HC en comparación CON con (P < 0.05); sin embargo, estas alteraciones mostraron un efecto regulador completamente inverso en el suplemento VB1 en comparación con HC (P < 0.05). Estos cambios causalmente indujeron una disminución significativa en la relación A/P en el tratamiento con HC en comparación CON los tratamientos con y HCB (P < 0.05). Las comunidades bacterianas en el tratamiento de HC podrían separarse de las que están en CON a través de los ejes 1 y 2 de PCoA. Mientras tanto, el suplemento VB1 alteró significativamente las comunidades bacterianas en comparación con el tratamiento HC, a excepción de HCB-3. Además, el tratamiento con HC aumentó significativamente la expresión de JNK, BAX, Caspasa-8, Caspasa-3, Caspasa-9 y Cyt-C en comparación con con CON, mientras que disminuyó significativamente la expresión de Bcl-2. El suplemento Vb1 mostró una expresión génica inversa completa en comparación con HC. En conclusión, el suplemento VB1 podría atenuar eficazmente las alteraciones que se produjeron cuando se expusieron a dietas de alto concentrado y ayudar a promover el rendimiento de la producción a través de una mayor fermentabilidad.Files
pdf.pdf
Files
(4.4 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:1855dbb26a2ed75560a2320d80660c55
|
4.4 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- رؤى ميتاجينوميك حول استجابات السلامة الظهارية للكرش لمكمل فيتامين ب 1 تحت علاجات الوجبات الغذائية عالية التركيز
- Translated title (French)
- Aperçus métagénomiques des réponses de l'intégrité épithéliale du rumen au supplément de vitamine B1 dans le cadre de traitements diététiques à forte concentration
- Translated title (Spanish)
- Conocimientos metagenómicos sobre las respuestas de integridad epitelial del rumen al suplemento de vitamina B1 en tratamientos con dietas de alto concentrado
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4307373227
- DOI
- 10.3389/fmicb.2022.1008373
References
- https://openalex.org/W102148799
- https://openalex.org/W1481066474
- https://openalex.org/W1500231362
- https://openalex.org/W1723262713
- https://openalex.org/W1969635955
- https://openalex.org/W1992160138
- https://openalex.org/W2060145218
- https://openalex.org/W2063953032
- https://openalex.org/W2080160120
- https://openalex.org/W2087534948
- https://openalex.org/W2106495193
- https://openalex.org/W2127337565
- https://openalex.org/W2137068661
- https://openalex.org/W2156419645
- https://openalex.org/W2227469278
- https://openalex.org/W2394959594
- https://openalex.org/W2559821614
- https://openalex.org/W2592410853
- https://openalex.org/W2800129333
- https://openalex.org/W2809187792
- https://openalex.org/W2848904692
- https://openalex.org/W2889228657
- https://openalex.org/W2894924645
- https://openalex.org/W2963276645
- https://openalex.org/W2964329052
- https://openalex.org/W2980057575
- https://openalex.org/W2981454755
- https://openalex.org/W3005664192
- https://openalex.org/W3017337165
- https://openalex.org/W3049765995
- https://openalex.org/W3122378883
- https://openalex.org/W3165729185
- https://openalex.org/W3181874433
- https://openalex.org/W3200167435
- https://openalex.org/W3202943971
- https://openalex.org/W4302447407