Published December 9, 2021
| Version v1
Publication
Open
Fecal Microbiome Modulation of Bacterial Communities Associated With the Administration of Probiotic Lactic Acid Bacteria to Feedlot Cattle
Creators
- 1. Centro Científico Tecnológico - Tucumán
- 2. University of the Sacred Heart
- 3. Università Cattolica del Sacro Cuore
Description
Abstract Modulation of animal gut microbiota is a prominent function of probiotics to improve the health and performance of livestock. In this study, a large-scale survey to evaluate the effect of lactic acid bacteria probiotics on shaping the fecal bacterial community structure of 126 feedlot cattle during three experimental periods of the fattening cycle (163 days) was conducted. A feedlot industry located in northwestern Argentina was enrolled with cattle fed mixed rations (forage and increasing grain diet). High-throughput sequencing (HTS) of 16S rDNA amplicons was applied to characterize the fecal microbiota and explore its modulation as affected by the administration of five probiotic groups and experimental administration periods. The microbial diversity of fecal samples was significantly affected (p < 0.05) by the administration period compared with probiotic group supplementation. The fecal microbiome of samples was dominated by the Firmicutes (72-98%) and Actinobacteria (0.8-27%) phyla, while a lower abundance of Bacteroidetes (0.08-4.2%) was present. At the family level, probiotics were able to modulate the fecal microbiota with a convergence of Clostridiaceae , Lachnospiraceae , Ruminococcaceae and Bifidobacteriaceae associated with health and growth benefits as core microbiome members. Metabolic functional prediction comparing experimental administration periods showed an enrichment of metabolic pathways related to complex plant-derived polysaccharide digestion as well as amino acids and derivatives during the first 40 days of probiotic supplementation. Genomic-based knowledge on the benefits of autochthonous probiotics on cattle gastrointestinal tract (GIT) microbiota composition and functions will contribute to their selection as antibiotic alternatives for the feedlot industry.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يعد التعديل التجريدي لميكروبات الأمعاء الحيوانية وظيفة بارزة للبروبيوتيك لتحسين صحة وأداء الماشية. في هذه الدراسة، تم إجراء مسح واسع النطاق لتقييم تأثير بكتيريا حمض اللبنيك البروبيوتيك على تشكيل بنية المجتمع البكتيري البرازي لـ 126 بقرة خلال ثلاث فترات تجريبية من دورة التسمين (163 يومًا). تم تسجيل صناعة الأعلاف الموجودة في شمال غرب الأرجنتين مع حصص غذائية مختلطة من الماشية (الأعلاف وزيادة النظام الغذائي للحبوب). تم تطبيق تسلسل عالي الإنتاجية (HTS) من 16S rDNA amplicons لتوصيف الميكروبات البرازية واستكشاف تعديلها على النحو الذي يتأثر بإدارة خمس مجموعات بروبيوتيك وفترات الإدارة التجريبية. تأثر التنوع الميكروبي لعينات البراز بشكل كبير (p < 0.05) بفترة الإعطاء مقارنة بمكملات مجموعة البروبيوتيك. كان الميكروبيوم البرازي للعينات مهيمنًا عليه من قبل Firmicutes (72-98 ٪) و Actinobacteria (0.8-27 ٪)، في حين أن وفرة أقل من Bacteroidetes (0.08-4.2 ٪) كانت موجودة. على مستوى الأسرة، كانت البروبيوتيك قادرة على تعديل الميكروبات البرازية مع تقارب المطثيات ، Lachnospiraceae ، Ruminococcaceae و Bifidobacteriaceae المرتبطة بفوائد الصحة والنمو كأعضاء ميكروبيوم أساسية. أظهر التنبؤ الوظيفي الأيضي الذي يقارن فترات الإدارة التجريبية إثراء المسارات الأيضية المتعلقة بهضم عديد السكاريد المشتق من النبات بالإضافة إلى الأحماض الأمينية ومشتقاتها خلال الأربعين يومًا الأولى من مكملات البروبيوتيك. ستساهم المعرفة القائمة على الجينوم حول فوائد البروبيوتيك الأصلي على تكوين ووظائف الميكروبات في الجهاز الهضمي (GIT) للماشية في اختيارها كبدائل للمضادات الحيوية لصناعة التغذية.Translated Description (French)
Résumé La modulation du microbiote intestinal animal est une fonction importante des probiotiques pour améliorer la santé et la performance du bétail. Dans cette étude, une enquête à grande échelle pour évaluer l'effet des probiotiques des bactéries lactiques sur la formation de la structure de la communauté bactérienne fécale de 126 bovins de parc d'engraissement au cours de trois périodes expérimentales du cycle d'engraissement (163 jours) a été menée. Une industrie de parcs d'engraissement située dans le nord-ouest de l'Argentine a été enrôlée avec des rations mélangées de bovins nourris (fourrage et régime céréalier croissant). Le séquençage à haut débit (HTS) des amplicons d'ADNr 16S a été appliqué pour caractériser le microbiote fécal et explorer sa modulation affectée par l'administration de cinq groupes probiotiques et les périodes d'administration expérimentale. La diversité microbienne des échantillons fécaux a été significativement affectée (p < 0,05) par la période d'administration par rapport à la supplémentation en groupe probiotique. Le microbiome fécal des échantillons était dominé par les phylums Firmicutes (72-98%) et Actinobacteria (0,8-27%), tandis qu'une plus faible abondance de Bacteroidetes (0,08-4,2%) était présente. Au niveau familial, les probiotiques ont pu moduler le microbiote fécal avec une convergence de Clostridiaceae , Lachnospiraceae , Ruminococcaceae et Bifidobacteriaceae associés à des avantages pour la santé et la croissance en tant que membres principaux du microbiome. La prédiction fonctionnelle métabolique comparant les périodes d'administration expérimentale a montré un enrichissement des voies métaboliques liées à la digestion complexe des polysaccharides d'origine végétale ainsi que des acides aminés et des dérivés au cours des 40 premiers jours de la supplémentation en probiotiques. Les connaissances génomiques sur les avantages des probiotiques autochtones sur la composition et les fonctions du microbiote du tractus gastro-intestinal (GIT) des bovins contribueront à leur sélection comme alternatives antibiotiques pour l'industrie des parcs d'engraissement.Translated Description (Spanish)
Resumen La modulación de la microbiota intestinal animal es una función prominente de los probióticos para mejorar la salud y el rendimiento del ganado. En este estudio, se realizó una encuesta a gran escala para evaluar el efecto de los probióticos de bacterias del ácido láctico en la conformación de la estructura de la comunidad bacteriana fecal de 126 bovinos de engorde durante tres períodos experimentales del ciclo de engorde (163 días). Una industria de corrales de engorde ubicada en el noroeste de Argentina se inscribió con ganado alimentado con raciones mixtas (forraje y aumento de la dieta de granos). La secuenciación de alto rendimiento (HTS) de los amplicones de ADNr 16S se aplicó para caracterizar la microbiota fecal y explorar su modulación afectada por la administración de cinco grupos probióticos y períodos de administración experimentales. La diversidad microbiana de las muestras fecales se vio afectada significativamente (p < 0.05) por el periodo de administración en comparación con la suplementación del grupo de probióticos. El microbioma fecal de las muestras estuvo dominado por los filos Firmicutes (72-98%) y Actinobacteria (0.8-27%), mientras que hubo una menor abundancia de Bacteroidetes (0.08-4.2%). A nivel familiar, los probióticos fueron capaces de modular la microbiota fecal con una convergencia de Clostridiaceae , Lachnospiraceae , Ruminococcaceae y Bifidobacteriaceae asociada con beneficios para la salud y el crecimiento como miembros centrales del microbioma. La predicción funcional metabólica que compara los períodos de administración experimentales mostró un enriquecimiento de las vías metabólicas relacionadas con la digestión compleja de polisacáridos derivados de plantas, así como aminoácidos y derivados durante los primeros 40 días de suplementación con probióticos. El conocimiento basado en la genómica sobre los beneficios de los probióticos autóctonos en la composición y las funciones de la microbiota del tracto gastrointestinal (GIT) del ganado contribuirá a su selección como alternativas a los antibióticos para la industria de los corrales de engorde.Files
latest.pdf.pdf
Files
(1.1 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:308514400fc89fba0a9b786bc2c21bfe
|
1.1 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تعديل الميكروبيوم البرازي للمجتمعات البكتيرية المرتبطة بإدارة بكتيريا حمض اللاكتيك البروبيوتيك لتغذية الماشية
- Translated title (French)
- Modulation du microbiome fécal des communautés bactériennes associées à l'administration de bactéries lactiques probiotiques aux bovins d'engraissement
- Translated title (Spanish)
- Modulación del microbioma fecal de las comunidades bacterianas asociadas con la administración de bacterias probióticas de ácido láctico al ganado de engorde
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4200271915
- DOI
- 10.21203/rs.3.rs-1098858/v1
References
- https://openalex.org/W1538298176
- https://openalex.org/W1582773151
- https://openalex.org/W1647551795
- https://openalex.org/W1722571306
- https://openalex.org/W1828855948
- https://openalex.org/W1859376690
- https://openalex.org/W1968871193
- https://openalex.org/W1979429025
- https://openalex.org/W1980564655
- https://openalex.org/W1987711899
- https://openalex.org/W1989196827
- https://openalex.org/W1996251545
- https://openalex.org/W2002800162
- https://openalex.org/W2012973610
- https://openalex.org/W2027944316
- https://openalex.org/W2029165436
- https://openalex.org/W2031600979
- https://openalex.org/W2035294607
- https://openalex.org/W2040069961
- https://openalex.org/W2049107700
- https://openalex.org/W2050746386
- https://openalex.org/W2057090852
- https://openalex.org/W2058088516
- https://openalex.org/W2062875666
- https://openalex.org/W2065540788
- https://openalex.org/W2068805087
- https://openalex.org/W2075143220
- https://openalex.org/W2079156158
- https://openalex.org/W2095087052
- https://openalex.org/W2099938352
- https://openalex.org/W2101571099
- https://openalex.org/W2108718991
- https://openalex.org/W2125127505
- https://openalex.org/W2132548846
- https://openalex.org/W2133856765
- https://openalex.org/W2136879569
- https://openalex.org/W2138007699
- https://openalex.org/W2140738596
- https://openalex.org/W2149023620
- https://openalex.org/W2156099913
- https://openalex.org/W2156394034
- https://openalex.org/W2171722104
- https://openalex.org/W2210051358
- https://openalex.org/W2326950986
- https://openalex.org/W2423361801
- https://openalex.org/W2521347598
- https://openalex.org/W2537261020
- https://openalex.org/W2555075011
- https://openalex.org/W2569318687
- https://openalex.org/W2586332357
- https://openalex.org/W2604278898
- https://openalex.org/W2604911394
- https://openalex.org/W2607347287
- https://openalex.org/W2608515760
- https://openalex.org/W2610323947
- https://openalex.org/W2741553684
- https://openalex.org/W2746279485
- https://openalex.org/W2778954562
- https://openalex.org/W2787902098
- https://openalex.org/W2789509678
- https://openalex.org/W2790645131
- https://openalex.org/W2795448805
- https://openalex.org/W2804365381
- https://openalex.org/W2807598220
- https://openalex.org/W2824590633
- https://openalex.org/W2884449375
- https://openalex.org/W2893259060
- https://openalex.org/W2900158560
- https://openalex.org/W2901052424
- https://openalex.org/W2919192681
- https://openalex.org/W2920305589
- https://openalex.org/W2920541859
- https://openalex.org/W2934410359
- https://openalex.org/W2946179101
- https://openalex.org/W2950770130
- https://openalex.org/W2956647840
- https://openalex.org/W2962636975
- https://openalex.org/W2999111985
- https://openalex.org/W3003624872
- https://openalex.org/W3006182007
- https://openalex.org/W3023673619
- https://openalex.org/W3030441098
- https://openalex.org/W3111145898
- https://openalex.org/W4210985903