Published November 27, 2023 | Version v1
Publication Open

Response of rumen fermentation and microbiota to dietary supplementation of sodium selenite and bio-nanostructured selenium in lactating Barki sheep

Creators

  • 1. Desert Research Center
  • 2. Egypt Nanotechnology Center
  • 3. University of Sadat City
  • 4. Kafrelsheikh University

Description

Dietary selenium (Se) sources affects the structure of the rumen microbial community and rumen fermentation. This study evaluated the effects of sodium selenite (SS) and bio-nanostructured selenium (SeNSM) on rumen fermentation and structure of rumen microbial community of lactating Barki ewes. Twenty one lactating Barki ewes were assigned into three groups based on their body weight and milk yield. The experiment lasted for 50 days, whenever, the control group was fed basal diet; group SS received basal diets plus sodium selenite as inorganic source of Se; and group SeNSM received basal diet plus organic selenium bio-nanostructured. Ruminal pH and volatile Fatty Acids (VFA) was lower (P < 0.05) in SeNSM group compared to control. Principle Coordinate Analysis separated the microbial communities into three clusters based on feeding treatment. The bacterial community was dominated by phylum Bacteroidetes and Firmicutes that were affected (P < 0.05) by Se sources. Specifically Bacteriodetes was higher (P < 0.05) in SS and SeNSM groups; and Firmicutes was higher (P < 0.05) in the control group. Moreover, the predominant bacterial genera were Prevotella, Rikenellaceae RC9 gut group, Unclassified_Bacteroidales, which were higher (P < 0.05) in SeNSM group. The methanogenic community belonged to phylum Euryarchaeota and was significantly decreased (P < 0.05) by Se supplementation. Principal component analysis based on rumen fermentation parameters, and relative abundances of bacteria and methanogens revealed three distinct clusters. These findings suggest that Se supplementation affected the relative abundances of dominant bacterial groups, declined rumen methanogens and SeNSM supplementation showed some positive impacts on some fibrolytic bacteria.

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

Translated Description (Arabic)

تؤثر مصادر السيلينيوم الغذائية (SE) على بنية مجتمع الكرش الميكروبي وتخمير الكرش. قيمت هذه الدراسة آثار سيلينيت الصوديوم (SS) والسيلينيوم الحيوي النانوي (SeNSM) على تخمير الكرش وهيكل المجتمع الميكروبي للكرش من نعجة باركي المرضعة. تم تعيين واحد وعشرين نعجة باركي المرضعة في ثلاث مجموعات بناءً على وزن الجسم وإنتاج الحليب. استمرت التجربة لمدة 50 يومًا، كلما تم تغذية المجموعة الضابطة بالحمية القاعدية ؛ تلقت المجموعة SS حمية قاعدية بالإضافة إلى سيلينيت الصوديوم كمصدر غير عضوي لـ SE ؛ وتلقت المجموعة SeNSM حمية قاعدية بالإضافة إلى السيلينيوم الحيوي النانوي العضوي. كان الرقم الهيدروجيني للكروم والأحماض الدهنية المتطايرة (VFA) أقل (P < 0.05) في مجموعة SeNSM مقارنة بالمجموعة الضابطة. قسم تحليل الإحداثيات الأساسي المجتمعات الميكروبية إلى ثلاث مجموعات بناءً على معالجة التغذية. سيطر على المجتمع البكتيري شعيبات بكتيرية و Firmicutes التي تأثرت (P < 0.05) بمصادر SE. على وجه التحديد، كانت الحويصلات البكتيرية أعلى (P < 0.05) في مجموعات SS وSeNSM ؛ وكانت الحويصلات الصلبة أعلى (P < 0.05) في المجموعة الضابطة. علاوة على ذلك، كانت الأجناس البكتيرية السائدة هي Prevotella، مجموعة Rikenellaceae RC9 المعوية، Unclassified_Bacteroidales، والتي كانت أعلى (P < 0.05) في مجموعة SeNSM. ينتمي مجتمع الميثانوجين إلى شعبة Euryarchaeota وانخفض بشكل كبير (P < 0.05) عن طريق مكملات SE. كشف تحليل المكون الرئيسي بناءً على معلمات تخمير الكرش، والوفرة النسبية للبكتيريا ومولدات الميثان عن ثلاث مجموعات متميزة. تشير هذه النتائج إلى أن مكملات SE أثرت على الوفرة النسبية للمجموعات البكتيرية السائدة، وانخفضت الميثانوجينات الكرش وأظهرت مكملات SENSM بعض الآثار الإيجابية على بعض البكتيريا الليفية.

Translated Description (French)

Les sources alimentaires de sélénium (Se) affectent la structure de la communauté microbienne du rumen et la fermentation du rumen. Cette étude a évalué les effets du sélénite de sodium (SS) et du sélénium bio-nanostructuré (SeNSM) sur la fermentation du rumen et la structure de la communauté microbienne du rumen des brebis Barki en lactation. Vingt et une brebis Barki allaitantes ont été réparties en trois groupes en fonction de leur poids corporel et de leur rendement laitier. L'expérience a duré 50 jours, chaque fois que le groupe témoin a reçu un régime basal ; le groupe SS a reçu des régimes basaux plus du sélénite de sodium comme source inorganique de Se ; et le groupe SeNSM a reçu un régime basal plus du sélénium organique bio-nanostructuré. Le pH ruminal et les acides gras volatils (AGV) étaient plus faibles (P < 0,05) dans le groupe SeNSM par rapport au groupe témoin. L'analyse des coordonnées de principe a séparé les communautés microbiennes en trois groupes en fonction du traitement alimentaire. La communauté bactérienne était dominée par phylum Bacteroidetes et Firmicutes qui ont été affectés (P < 0,05) par des sources Se. Plus précisément, Bacteriodetes était plus élevé (P < 0,05) dans les groupes SS et SeNSM ; et Firmicutes était plus élevé (P < 0,05) dans le groupe témoin. De plus, les genres bactériens prédominants étaient Prevotella, Rikenellaceae RC9 gut group, Unclassified_Bacteroidales, qui étaient plus élevés (P < 0,05) dans le groupe SeNSM. La communauté méthanogène appartenait au phylum Euryarchaeota et était significativement diminuée (P < 0,05) par la supplémentation en Se. L'analyse des composants principaux basée sur les paramètres de fermentation du rumen et l'abondance relative des bactéries et des méthanogènes ont révélé trois grappes distinctes. Ces résultats suggèrent que la supplémentation en Se a affecté les abondances relatives des groupes bactériens dominants, a diminué les méthanogènes du rumen et que la supplémentation en SeNSM a montré des impacts positifs sur certaines bactéries fibrolytiques.

Translated Description (Spanish)

Las fuentes dietéticas de selenio (Se) afectan la estructura de la comunidad microbiana del rumen y la fermentación del rumen. Este estudio evaluó los efectos del selenito de sodio (SS) y el selenio bio-nanoestructurado (SeNSM) en la fermentación del rumen y la estructura de la comunidad microbiana del rumen de las ovejas Barki lactantes. Veintiuna ovejas Barki lactantes fueron asignadas a tres grupos en función de su peso corporal y rendimiento lácteo. El experimento duró 50 días, siempre que el grupo de control fue alimentado con dieta basal; el grupo SS recibió dietas basales más selenito de sodio como fuente inorgánica de Se; y el grupo SeNSM recibió dieta basal más selenio orgánico bio-nanoestructurado. El pH ruminal y los ácidos grasos volátiles (AGV) fueron más bajos (P < 0.05) en el grupo de SeNSM en comparación con el control. El análisis de coordenadas principales separó las comunidades microbianas en tres grupos según el tratamiento de alimentación. La comunidad bacteriana estuvo dominada por el filo Bacteroidetes y Firmicutes que se vieron afectados (P < 0.05) por las fuentes de Se. Específicamente Bacteriodetes fue mayor (P < 0.05) en los grupos SS y SeNSM; y Firmicutes fue mayor (P < 0.05) en el grupo control. Además, los géneros bacterianos predominantes fueron Prevotella, Rikenellaceae RC9 gut group, Unclassified_Bacteroidales, que fueron más altos (P < 0.05) en el grupo SeNSM. La comunidad metanogénica pertenecía al filo Euryarchaeota y disminuyó significativamente (P < 0.05) por la suplementación con Se. El análisis de los componentes principales basado en los parámetros de fermentación del rumen y las abundancias relativas de bacterias y metanógenos reveló tres grupos distintos. Estos hallazgos sugieren que la suplementación con Se afectó las abundancias relativas de los grupos bacterianos dominantes, disminuyeron los metanógenos del rumen y la suplementación con SeNSM mostró algunos impactos positivos en algunas bacterias fibrolíticas.

Files

s12917-023-03799-7.pdf

Files (1.2 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
md5:9884d4c6dde5fcc35f1b92cb2ebe114a
1.2 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
استجابة تخمير الكرش والميكروبات للمكملات الغذائية من سيلينيت الصوديوم والسيلينيوم الحيوي النانوي في أغنام باركي المرضعة
Translated title (French)
Réponse de la fermentation du rumen et du microbiote à la supplémentation alimentaire en sélénite de sodium et en sélénium bio-nanostructuré chez le mouton Barki en lactation
Translated title (Spanish)
Respuesta de la fermentación ruminal y la microbiota a la suplementación dietética de selenito de sodio y selenio bio-nanoestructurado en ovejas Barki lactantes

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4389054519
DOI
10.1186/s12917-023-03799-7

Is supplement to
https://openalex.org/W4388636073 (Other)
https://openalex.org/W4386893221 (Other)
https://openalex.org/W4282599084 (Other)
https://openalex.org/W4220665028 (Other)
https://openalex.org/W3142939882 (Other)
https://openalex.org/W3135158714 (Other)
https://openalex.org/W2966058645 (Other)
https://openalex.org/W2777516351 (Other)
https://openalex.org/W2345323523 (Other)
https://openalex.org/W2081614698 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W102562572
  • https://openalex.org/W1441198131
  • https://openalex.org/W1997087247
  • https://openalex.org/W2004989245
  • https://openalex.org/W2015303573
  • https://openalex.org/W2017496798
  • https://openalex.org/W2036142373
  • https://openalex.org/W2045391060
  • https://openalex.org/W2101875801
  • https://openalex.org/W2103764104
  • https://openalex.org/W2139516341
  • https://openalex.org/W2141834533
  • https://openalex.org/W2144775590
  • https://openalex.org/W2160973304
  • https://openalex.org/W2191895682
  • https://openalex.org/W2261976918
  • https://openalex.org/W2401374495
  • https://openalex.org/W2401404581
  • https://openalex.org/W2551322010
  • https://openalex.org/W2913819050
  • https://openalex.org/W2943444256
  • https://openalex.org/W2971423502
  • https://openalex.org/W2999099240
  • https://openalex.org/W3019526837
  • https://openalex.org/W3026313426
  • https://openalex.org/W3097195341
  • https://openalex.org/W3109284855
  • https://openalex.org/W3110534250
  • https://openalex.org/W3124797643
  • https://openalex.org/W3156923023
  • https://openalex.org/W3171260749
  • https://openalex.org/W3173909636
  • https://openalex.org/W3175429217
  • https://openalex.org/W3187038529
  • https://openalex.org/W3214507804
  • https://openalex.org/W3217022464
  • https://openalex.org/W4206963099
  • https://openalex.org/W4210665039
  • https://openalex.org/W4211084677
  • https://openalex.org/W4245543343
  • https://openalex.org/W4281257756
  • https://openalex.org/W4318317718
  • https://openalex.org/W4367322529