飼料効率を改善するための大腸マイクロバイオームプロファイルは、豚の原産地農場と現代のグループの大きな影響にもかかわらず、識別することができます

Colonic microbiome profiles for improved feed efficiency can be identified despite major effects of farm of origin and contemporary group in pigs.

• S Vigors
• J V O' Doherty
• T Sweeney

抄録

飼料効率（FE）は豚業界にとって経済的に非常に重要な形質であるが、FE を決定する際の腸内マイクロバイオームの影響はよく理解されていない。この実験の目的は、豚の大腸マイクロバイオームにFEと出生農場の相対的な影響を決定することでした。残留飼料摂取量（RFI）で発散した動物は、アイルランドの2つの地理的に異なる場所（農場A + B）から供給されました。8 最も効率的な (低 RFI (LRFI)) と 8 最低効率的な (高 RFI、 (HRFI)) ブタから農場 A と農場 B から 12 LRFI と 12 HRFI ブタを犠牲にしました。16S リボソーム RNA 遺伝子配列決定を用いた微生物分析のために、また揮発性脂肪酸分析のために、大腸消化管を収集した。この研究では、α-多様性は農場間で異なり、農場Aの豚は農場Bの豚と比較して、ShannonおよびInvSimpson測定値に基づく多様性が高く（P < 0.05）、Chao1および観察された多様性の測定値のいずれにも差は認められませんでした（P > 0.05）。β多様性の分析では、豚は RFI よりも出生農場に基づいてクラスター化されました。子豚の管理、子豚の体重、季節、衛生状態、およびダムの食餌の影響におけるばらつきが、農場間でのこの大きなばらつきの原因となる可能性がある。しかし、農場間の微生物プロファイルに大きなばらつきがあるにもかかわらず、RFIグループ間では一貫した分類学的差異が確認されました。Bacteroidetes属の中では、LRFI豚はHRFIグループと比較してBS11の豊富さが増加し（P < 0.05）、Bacteroidaceae（P < 0.10）が増加する傾向がありました。属レベルでは、LRFI群ではColinsella（P < 0.05）、Bacteroides、CF231（P < 0.10）が増加する傾向にあった。また、種レベルでは、Ruminococcus flavefaciens は HRFI と比較して LRFI の方が豊富であった。結論として、出生農場が豚の大腸内の微生物多様性に大きな影響を与える一方で、FE ステータスを示す微生物シグネチャが明らかになった。

While feed efficiency (FE) is a trait of great economic importance to the pig industry, the influence of the intestinal microbiome in determining FE is not well understood. The objective of this experiment was to determine the relative influence of FE and farm of birth on the pig colonic microbiome. Animals divergent in residual feed intake (RFI) were sourced from two geographically distinct locations (farms A + B) in Ireland. The 8 most efficient (low RFI (LRFI)) and 8 least efficient (high RFI, (HRFI)) pigs from farm A and 12 LRFI and 12 HRFI pigs from farm B were sacrificed. Colonic digesta was collected for microbial analysis using 16S ribosomal RNA gene sequencing and also for volatile fatty acid analysis. The α-diversity differed between the farms in this study, with pigs from farm A having greater diversity based on Shannon and InvSimpson measures compared to pigs from farm B (P < 0.05), with no difference identified in either Chao1 or observed measures of diversity (P > 0.05). In the analysis of β-diversity, pigs clustered based on farm of birth rather than RFI. Variation in the management of piglets, weight of the piglets, season of the year, sanitary status and dam dietary influence could potentially be causative factors in this large variation between farms. However, despite significant variation in the microbial profile between farms, consistent taxonomic differences were identified between RFI groups. Within the phylum Bacteroidetes, the LRFI pigs had increased abundance of BS11 (P < 0.05) and a tendency toward increased Bacteroidaceae (P < 0.10) relative to the HRFI group. At genus level, the LRFI pigs had increased abundance of Colinsella (P < 0.05), a tendency toward increased Bacteroides and CF231 (P < 0.10). At species level, Ruminococcus flavefaciens had increased abundance in the LRFI compared to the HRFI animals. In conclusion, while farm of birth has a substantial influence on microbial diversity in the pig colon, a microbial signature indicative of FE status was apparent.