Published July 11, 2018
| Version v1
Publication
Open
Effects of dietary energy levels on rumen bacterial community composition in Holstein heifers under the same forage to concentrate ratio condition
- 1. Feed Research Institute
- 2. Chinese Academy of Agricultural Sciences
Description
The rumen bacterial community plays a critical role in feeds degradation and productivity. The effects of different forage to concentrate ratios on the ruminal microbial population structure have been studied extensively; however, research into changes in the ruminal bacterial community composition in heifers fed different energy level diets, with the same forage to concentrate ratio, has been very limited. The purpose of this study was to investigate the effects of different dietary energy levels, with the same forage to concentrate ratio, on ruminal bacterial community composition of heifers. Furthermore, we also determine the relationship between rumen bacteria and ruminal fermentation parameters.The 16S rRNA gene sequencing showed that, under the same forage to concentrate ratio of 50:50, an 8% difference in dietary energy level had no significant impact on the alpha diversity and the relative abundance of the major phyla and most of the major genera in heifers. In all the treatments groups, Firmicutes, Bacteroidetes, and Proteobacteria were the dominant phyla. Spearman correlation analysis between the relative abundances of the rumen bacteria at the genus level and the fermentation parameters showed that the relative abundances of Prevotella and BF311 were positively correlated with the ammonia nitrogen and butyrate concentrations, and these two genera were negatively correlated with the propionate and isovalerate concentrations, respectively, and the genus Bifidobacterium was positively correlated with the butyrate concentration and was negatively correlated with propionate and isovalerate concentration. The total volatile fatty acid concentration was positively correlated with BF311 abundances, and was negatively correlated with Trichococcus and Facklamia abundances.Under the same forage to concentrate ratio condition of 50:50, an 8% difference in dietary energy levels had little impact on rumen bacterial community composition in heifers. The correlations between some genera of ruminal bacteria and the concentrations of volatile fatty acids and ammonia nitrogen might be indicative that the ruminal fermentation parameters are strongly influenced by the rumen bacterial community composition.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يلعب مجتمع بكتيريا الكرش دورًا حاسمًا في تدهور الأعلاف وإنتاجيتها. تمت دراسة آثار العلف المختلفة لتركيز النسب على الهيكل السكاني الميكروبي الكرش على نطاق واسع ؛ ومع ذلك، فإن البحث في التغيرات في تكوين المجتمع البكتيري الكرش في العجول التي تغذت على أنظمة غذائية مختلفة لمستوى الطاقة، مع نفس نسبة العلف إلى التركيز، كان محدودًا للغاية. كان الغرض من هذه الدراسة هو التحقيق في آثار مستويات الطاقة الغذائية المختلفة، مع نفس نسبة العلف للتركيز، على تكوين المجتمع البكتيري الكرش من العجول. علاوة على ذلك، نحدد أيضًا العلاقة بين بكتيريا الكرش ومعايير التخمير الرومي. أظهر تسلسل جين الحمض النووي الريبوزي 16S أنه في ظل نفس نسبة العلف إلى التركيز البالغة 50:50، لم يكن للفرق بنسبة 8 ٪ في مستوى الطاقة الغذائية تأثير كبير على تنوع ألفا والوفرة النسبية للشُعب الرئيسية ومعظم الأجناس الرئيسية في العجول. في جميع مجموعات العلاج، كانت Firmicutes و Bacteroidetes و Proteobacteria هي الشعب المهيمنة. أظهر تحليل ارتباط سبيرمان بين الوفرة النسبية لبكتيريا الكرش على مستوى الجنس ومعلمات التخمير أن الوفرة النسبية لبريفوتيلا و BF311 كانت مرتبطة بشكل إيجابي بتركيزات الأمونيا والنيتروجين والزبدة، وكان هذان النوعان مرتبطين سلبًا بتركيزات البروبيونات والتكافؤ، على التوالي، وكان جنس Bifidobacterium مرتبطًا بشكل إيجابي بتركيز البوتيرات وكان مرتبطًا سلبًا بتركيز البروبيونات والتكافؤ. ارتبط إجمالي تركيز الأحماض الدهنية المتطايرة ارتباطًا إيجابيًا بوفرة BF311، وارتبط ارتباطًا سلبيًا بوفرة المكورات الشعرية وفاكلاميا. تحت نفس العلف لتركيز حالة نسبة 50:50، كان للاختلاف بنسبة 8 ٪ في مستويات الطاقة الغذائية تأثير ضئيل على تكوين المجتمع البكتيري الكرش في العجول. قد تكون الارتباطات بين بعض أجناس البكتيريا الكرشية وتركيزات الأحماض الدهنية المتطايرة ونيتروجين الأمونيا مؤشراً على أن معلمات التخمير الكرشية تتأثر بشدة بتكوين مجتمع البكتيريا الكرشية.Translated Description (French)
La communauté bactérienne du rumen joue un rôle essentiel dans la dégradation et la productivité des aliments. Les effets de différents rapports entre le fourrage et le concentré sur la structure de la population microbienne ruminale ont été étudiés de manière approfondie ; cependant, les recherches sur les changements dans la composition de la communauté bactérienne ruminale chez les génisses nourries avec différents régimes énergétiques, avec le même rapport entre le fourrage et le concentré, ont été très limitées. Le but de cette étude était d'étudier les effets de différents niveaux d'énergie alimentaire, avec le même rapport fourrage/concentré, sur la composition de la communauté bactérienne ruminale des génisses. De plus, nous déterminons également la relation entre les bactéries du rumen et les paramètres de fermentation ruminale. Le séquençage du gène de l'ARNr 16S a montré que, dans le même rapport fourrage/concentré de 50:50, une différence de 8% du niveau d'énergie alimentaire n'avait pas d'impact significatif sur la diversité alpha et l'abondance relative des phylums majeurs et de la plupart des genres majeurs chez les génisses. Dans tous les groupes de traitement, les Firmicutes, les Bacteroidetes et les Proteobacteria étaient les phylums dominants. L'analyse de corrélation de Spearman entre les abondances relatives des bactéries du rumen au niveau du genre et les paramètres de fermentation a montré que les abondances relatives de Prevotella et de BF311 étaient positivement corrélées avec les concentrations d'azote ammoniacal et de butyrate, et ces deux genres étaient négativement corrélés avec les concentrations de propionate et d'isovalérate, respectivement, et le genre Bifidobacterium était positivement corrélé avec la concentration de butyrate et était négativement corrélé avec les concentrations de propionate et d'isovalérate. La concentration totale en acides gras volatils était positivement corrélée avec les abondances de BF311, et était négativement corrélée avec les abondances de Trichococcus et de Facklamia. Dans la même condition de rapport fourrage/concentré de 50:50, une différence de 8% dans les niveaux d'énergie alimentaire avait peu d'impact sur la composition de la communauté bactérienne du rumen chez les génisses. Les corrélations entre certains genres de bactéries ruminales et les concentrations d'acides gras volatils et d'azote ammoniacal pourraient indiquer que les paramètres de fermentation ruminale sont fortement influencés par la composition de la communauté bactérienne du rumen.Translated Description (Spanish)
La comunidad bacteriana del rumen desempeña un papel fundamental en la degradación y la productividad de los alimentos. Los efectos de las diferentes proporciones de forraje a concentrado en la estructura de la población microbiana ruminal se han estudiado extensamente; sin embargo, la investigación sobre los cambios en la composición de la comunidad bacteriana ruminal en novillas alimentadas con dietas de diferentes niveles de energía, con la misma proporción de forraje a concentrado, ha sido muy limitada. El propósito de este estudio fue investigar los efectos de diferentes niveles de energía dietética, con la misma proporción de forraje a concentrado, en la composición de la comunidad bacteriana ruminal de las novillas. Además, también determinamos la relación entre las bacterias del rumen y los parámetros de fermentación ruminal. La secuenciación del gen ARNr 16S mostró que, bajo la misma relación de forraje a concentrado de 50:50, una diferencia del 8% en el nivel de energía dietética no tuvo un impacto significativo en la diversidad alfa y la abundancia relativa de los filos principales y la mayoría de los géneros principales en las novillas. En todos los grupos de tratamiento, Firmicutes, Bacteroidetes y Proteobacteria fueron los filos dominantes. El análisis de correlación de Spearman entre las abundancias relativas de las bacterias del rumen a nivel de género y los parámetros de fermentación mostró que las abundancias relativas de Prevotella y BF311 se correlacionaron positivamente con las concentraciones de nitrógeno y butirato de amoníaco, y estos dos géneros se correlacionaron negativamente con las concentraciones de propionato e isovalerato, respectivamente, y el género Bifidobacterium se correlacionó positivamente con la concentración de butirato y se correlacionó negativamente con la concentración de propionato e isovalerato. La concentración total de ácidos grasos volátiles se correlacionó positivamente con las abundancias de BF311 y se correlacionó negativamente con las abundancias de Trichococcus y Facklamia. En la misma condición de relación de forraje a concentrado de 50:50, una diferencia del 8% en los niveles de energía en la dieta tuvo poco impacto en la composición de la comunidad bacteriana del rumen en las novillas. Las correlaciones entre algunos géneros de bacterias ruminales y las concentraciones de ácidos grasos volátiles y nitrógeno amoniacal podrían ser indicativas de que los parámetros de fermentación ruminal están fuertemente influenciados por la composición de la comunidad bacteriana del rumen.Files
s12866-018-1213-9.pdf
Files
(910.3 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:0dcb802937a6d7f57ab783d8a6f8fe25
|
910.3 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تأثيرات مستويات الطاقة الغذائية على تكوين المجتمع البكتيري الكرش في عجول هولشتاين تحت نفس حالة نسبة العلف إلى التركيز
- Translated title (French)
- Effets des niveaux d'énergie alimentaire sur la composition de la communauté bactérienne du rumen chez les génisses Holstein dans la même condition de rapport fourrage/concentré
- Translated title (Spanish)
- Efectos de los niveles de energía dietética en la composición de la comunidad bacteriana del rumen en novillas Holstein bajo la misma condición de relación de forraje a concentrado
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2818499473
- DOI
- 10.1186/s12866-018-1213-9
References
- https://openalex.org/W1010177293
- https://openalex.org/W121014202
- https://openalex.org/W1543737718
- https://openalex.org/W1547712633
- https://openalex.org/W1824882275
- https://openalex.org/W1865271396
- https://openalex.org/W1894193924
- https://openalex.org/W1895442556
- https://openalex.org/W1900217738
- https://openalex.org/W1963723331
- https://openalex.org/W1964206258
- https://openalex.org/W1969797855
- https://openalex.org/W1971911551
- https://openalex.org/W1979378990
- https://openalex.org/W1987261729
- https://openalex.org/W1987267828
- https://openalex.org/W1992609385
- https://openalex.org/W1997647138
- https://openalex.org/W1998170370
- https://openalex.org/W2003384436
- https://openalex.org/W2008575473
- https://openalex.org/W2016707408
- https://openalex.org/W2018719548
- https://openalex.org/W2026935866
- https://openalex.org/W2030154486
- https://openalex.org/W2034285706
- https://openalex.org/W2035741688
- https://openalex.org/W2036957013
- https://openalex.org/W2045382640
- https://openalex.org/W2049338857
- https://openalex.org/W2059504893
- https://openalex.org/W2059791438
- https://openalex.org/W2071180298
- https://openalex.org/W2085492900
- https://openalex.org/W2085901669
- https://openalex.org/W2088833470
- https://openalex.org/W2094074594
- https://openalex.org/W2096495272
- https://openalex.org/W2103506649
- https://openalex.org/W2105329815
- https://openalex.org/W2107404130
- https://openalex.org/W2108718991
- https://openalex.org/W2113678392
- https://openalex.org/W2115902078
- https://openalex.org/W2118805758
- https://openalex.org/W2124351063
- https://openalex.org/W2131271579
- https://openalex.org/W2135646174
- https://openalex.org/W2141550323
- https://openalex.org/W2146990030
- https://openalex.org/W2152885278
- https://openalex.org/W2154981835
- https://openalex.org/W2156255246
- https://openalex.org/W2160614344
- https://openalex.org/W2170025869
- https://openalex.org/W2170944238
- https://openalex.org/W2254098989
- https://openalex.org/W2314088936
- https://openalex.org/W2325512861
- https://openalex.org/W2460233710
- https://openalex.org/W2489199915
- https://openalex.org/W2500892160
- https://openalex.org/W2531933850
- https://openalex.org/W2596093137
- https://openalex.org/W2616080358
- https://openalex.org/W2768030314
- https://openalex.org/W4249747683