Published June 26, 2023 | Version v1
Publication Open

Patterns and determinants of the global herbivorous mycobiome

Creators

  • 1. Oklahoma State University
  • 2. The Scarborough Hospital
  • 3. University of Toronto
  • 4. Cairo University
  • 5. AgResearch
  • 6. Research Institute for Bioscience and Biotechnology
  • 7. Universität Innsbruck
  • 8. University of California, Riverside
  • 9. Langston University
  • 10. Bavarian State Research Center for Agriculture
  • 11. Czech Academy of Sciences, Institute of Animal Physiology and Genetics
  • 12. National University of Cuyo
  • 13. Prague Zoo
  • 14. University of Sassari
  • 15. University of Milan
  • 16. Agharkar Research Institute

Description

Abstract Despite their role in host nutrition, the anaerobic gut fungal (AGF) component of the herbivorous gut microbiome remains poorly characterized. Here, to examine global patterns and determinants of AGF diversity, we generate and analyze an amplicon dataset from 661 fecal samples from 34 mammalian species, 9 families, and 6 continents. We identify 56 novel genera, greatly expanding AGF diversity beyond current estimates (31 genera and candidate genera). Community structure analysis indicates that host phylogenetic affiliation, not domestication status and biogeography, shapes the community rather than. Fungal-host associations are stronger and more specific in hindgut fermenters than in foregut fermenters. Transcriptomics-enabled phylogenomic and molecular clock analyses of 52 strains from 14 genera indicate that most genera with preferences for hindgut hosts evolved earlier (44-58 Mya) than those with preferences for foregut hosts (22-32 Mya). Our results greatly expand the documented scope of AGF diversity and provide an ecologically and evolutionary-grounded model to explain the observed patterns of AGF diversity in extant animal hosts.

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

Translated Description (Arabic)

الملخص على الرغم من دورها في تغذية المضيف، إلا أن المكون الفطري للأمعاء اللاهوائية (AGF) في ميكروبيوم الأمعاء العاشبة لا يزال ضعيف التمييز. هنا، لفحص الأنماط والمحددات العالمية لتنوع AGF، نقوم بتوليد وتحليل مجموعة بيانات amplicon من 661 عينة برازية من 34 نوعًا من الثدييات و 9 عائلات و 6 قارات. نحدد 56 جنسًا جديدًا، مما يوسع بشكل كبير من تنوع AGF بما يتجاوز التقديرات الحالية (31 جنسًا وجنسًا مرشحًا). يشير تحليل بنية المجتمع إلى أن الانتماء الوراثي للمضيف، وليس حالة التدجين والجغرافيا الحيوية، يشكل المجتمع بدلاً من ذلك. تكون الارتباطات بين الفطريات والمضيف أقوى وأكثر تحديدًا في تخمير الأمعاء الخلفية منها في تخمير الأمعاء الأمامية. تشير تحليلات الساعة الوراثية والجزيئية التي تدعم علم النسخ إلى 52 سلالة من 14 جنسًا إلى أن معظم الأجناس التي لديها تفضيلات لمضيفي الأمعاء الخلفية تطورت في وقت سابق (44-58 مليون سنة مضت) من تلك التي لديها تفضيلات لمضيفي الأمعاء الأمامية (22-32 مليون سنة مضت). توسع نتائجنا بشكل كبير النطاق الموثق لتنوع AGF وتوفر نموذجًا إيكولوجيًا وتطوريًا لشرح الأنماط المرصودة لتنوع AGF في مضيفات الحيوانات الموجودة.

Translated Description (French)

Résumé Malgré leur rôle dans la nutrition de l'hôte, la composante fongique intestinale anaérobie (AGF) du microbiome intestinal herbivore reste mal caractérisée. Ici, pour examiner les modèles mondiaux et les déterminants de la diversité AGF, nous générons et analysons un ensemble de données amplicon à partir de 661 échantillons fécaux de 34 espèces de mammifères, 9 familles et 6 continents. Nous identifions 56 nouveaux genres, ce qui élargit considérablement la diversité des AGF au-delà des estimations actuelles (31 genres et genres candidats). L'analyse de la structure de la communauté indique que l'affiliation phylogénétique de l'hôte, et non le statut de domestication et la biogéographie, façonne la communauté plutôt que. Les associations champignon-hôte sont plus fortes et plus spécifiques dans les fermenteurs à intestin postérieur que dans les fermenteurs à intestin antérieur. Les analyses phylogénomiques et d'horloge moléculaire activées par la transcriptomique de 52 souches de 14 genres indiquent que la plupart des genres ayant des préférences pour les hôtes de l'intestin postérieur ont évolué plus tôt (44-58 Mya) que ceux ayant des préférences pour les hôtes de l'intestin antérieur (22-32 Mya). Nos résultats élargissent considérablement la portée documentée de la diversité AGF et fournissent un modèle écologique et évolutif pour expliquer les modèles observés de la diversité AGF chez les hôtes animaux existants.

Translated Description (Spanish)

Resumen A pesar de su papel en la nutrición del huésped, el componente fúngico intestinal anaeróbico (AGF) del microbioma intestinal herbívoro sigue estando mal caracterizado. Aquí, para examinar los patrones globales y los determinantes de la diversidad de AGF, generamos y analizamos un conjunto de datos de amplicones de 661 muestras fecales de 34 especies de mamíferos, 9 familias y 6 continentes. Identificamos 56 géneros novedosos, ampliando en gran medida la diversidad de AGF más allá de las estimaciones actuales (31 géneros y géneros candidatos). El análisis de la estructura de la comunidad indica que la afiliación filogenética del huésped, no el estado de domesticación y la biogeografía, da forma a la comunidad en lugar de. Las asociaciones hongo-huésped son más fuertes y específicas en los fermentadores del intestino posterior que en los fermentadores del intestino anterior. Los análisis de reloj filogenómico y molecular habilitados por transcriptómica de 52 cepas de 14 géneros indican que la mayoría de los géneros con preferencias por los huéspedes del intestino posterior evolucionaron antes (44-58 Mya) que aquellos con preferencias por los huéspedes del intestino anterior (22-32 Mya). Nuestros resultados amplían en gran medida el alcance documentado de la diversidad de AGF y proporcionan un modelo ecológico y evolutivo para explicar los patrones observados de diversidad de AGF en los animales huéspedes existentes.

Files

s41467-023-39508-z.pdf.pdf

Files (2.5 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
md5:9f679f95c6013b50f9e8be47b8084169
2.5 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
أنماط ومحددات الميكوبيوم العاشبة العالمية
Translated title (French)
Modèles et déterminants du mycobiome herbivore mondial
Translated title (Spanish)
Patrones y determinantes del micobioma herbívoro global

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4382139096
DOI
10.1038/s41467-023-39508-z

Is supplement to
https://openalex.org/W403123747 (Other)
https://openalex.org/W2384844190 (Other)
https://openalex.org/W2362135048 (Other)
https://openalex.org/W2353376905 (Other)
https://openalex.org/W2068171016 (Other)
https://openalex.org/W2065339710 (Other)
https://openalex.org/W2053545251 (Other)
https://openalex.org/W2050810328 (Other)
https://openalex.org/W2009471165 (Other)
https://openalex.org/W1980585153 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1475014721
  • https://openalex.org/W1484215144
  • https://openalex.org/W1878081695
  • https://openalex.org/W1931325922
  • https://openalex.org/W1967649799
  • https://openalex.org/W1968837784
  • https://openalex.org/W1969611075
  • https://openalex.org/W1969715735
  • https://openalex.org/W1973311043
  • https://openalex.org/W1976943954
  • https://openalex.org/W1983343741
  • https://openalex.org/W1986179983
  • https://openalex.org/W1998662873
  • https://openalex.org/W2016557105
  • https://openalex.org/W2020649640
  • https://openalex.org/W2024709755
  • https://openalex.org/W2035540746
  • https://openalex.org/W2047018825
  • https://openalex.org/W2050543310
  • https://openalex.org/W2067744122
  • https://openalex.org/W2070826422
  • https://openalex.org/W2086081407
  • https://openalex.org/W2090911115
  • https://openalex.org/W2103901746
  • https://openalex.org/W2106399600
  • https://openalex.org/W2115888213
  • https://openalex.org/W2117029130
  • https://openalex.org/W2124833887
  • https://openalex.org/W2125681953
  • https://openalex.org/W2127175247
  • https://openalex.org/W2132522767
  • https://openalex.org/W2136660715
  • https://openalex.org/W2145681915
  • https://openalex.org/W2151940687
  • https://openalex.org/W2156649314
  • https://openalex.org/W2161158152
  • https://openalex.org/W2161530435
  • https://openalex.org/W2163977673
  • https://openalex.org/W2170747616
  • https://openalex.org/W2191298871
  • https://openalex.org/W2275863076
  • https://openalex.org/W2294796874
  • https://openalex.org/W2299486820
  • https://openalex.org/W2327122818
  • https://openalex.org/W2415538070
  • https://openalex.org/W2463938545
  • https://openalex.org/W2464148281
  • https://openalex.org/W2563535234
  • https://openalex.org/W2568184332
  • https://openalex.org/W2594785838
  • https://openalex.org/W2617996071
  • https://openalex.org/W2747258456
  • https://openalex.org/W2750084748
  • https://openalex.org/W2761955173
  • https://openalex.org/W2766358903
  • https://openalex.org/W2778278506
  • https://openalex.org/W2787474991
  • https://openalex.org/W2789244404
  • https://openalex.org/W2791567058
  • https://openalex.org/W2801159594
  • https://openalex.org/W2804910112
  • https://openalex.org/W2807308836
  • https://openalex.org/W2839489218
  • https://openalex.org/W2893465596
  • https://openalex.org/W2899207657
  • https://openalex.org/W2907931724
  • https://openalex.org/W2921039437
  • https://openalex.org/W2950310673
  • https://openalex.org/W2959942105
  • https://openalex.org/W2960033888
  • https://openalex.org/W2966514282
  • https://openalex.org/W2970998983
  • https://openalex.org/W2980933451
  • https://openalex.org/W2988845115
  • https://openalex.org/W2995454809
  • https://openalex.org/W3006759334
  • https://openalex.org/W3040948492
  • https://openalex.org/W3043763415
  • https://openalex.org/W3094151414
  • https://openalex.org/W3128002411
  • https://openalex.org/W3129270918
  • https://openalex.org/W3130851577
  • https://openalex.org/W3131545130
  • https://openalex.org/W3157658372
  • https://openalex.org/W3158506324
  • https://openalex.org/W3163773915
  • https://openalex.org/W3186309583
  • https://openalex.org/W3193653885
  • https://openalex.org/W3194829787
  • https://openalex.org/W3204686396
  • https://openalex.org/W3205744445
  • https://openalex.org/W3210664086
  • https://openalex.org/W4200547201
  • https://openalex.org/W4220993955
  • https://openalex.org/W4226043662
  • https://openalex.org/W4229014846
  • https://openalex.org/W4236562253
  • https://openalex.org/W4281704128
  • https://openalex.org/W4285796255
  • https://openalex.org/W4293773760
  • https://openalex.org/W4304481015
  • https://openalex.org/W4307220537
  • https://openalex.org/W4308775130
  • https://openalex.org/W4312747600
  • https://openalex.org/W4321749409