カシミアヤギのルーメン細菌群集とメタボローム特性における栄養密度の変化

Alterations in Rumen Bacterial Community and Metabolome Characteristics of Cashmere Goats in Response to Dietary Nutrient Density.

• Yaoyue Wang
• Peng Tang
• Yafei Xiao
• Jianming Liu
• Yulin Chen
• Yuxin Yang

抄録

この研究は、食事エネルギーとタンパク質がルーメン細菌組成と口内代謝物に与える影響を調査するために実施された。陝北ホワイトカシミアヤギから、高エネルギー・高タンパク質（グループH、粗タンパク質、CP：乾物中9.37％、代謝エネルギー、ME：9.24 MJ/kg）と対照群（グループC、CP：8.73％、ME：8.60 MJ/kg）の2つのグループに分けて、合計12の口内サンプルを採取した。これにより、16S rRNA 遺伝子配列解析と定量的ポリメラーゼ連鎖反応を行い、ルーメン細菌群集を同定した。高エネルギー・高タンパク質食は、プロテオバクテリアの数を減少させる一方で、バクテロイデス属、_1 属、_2 属の相対的な存在量を増加させた（<0.05）。主な代謝産物はアミノ酸、ペプチド、アナログであった。9つの主要代謝経路のうち、チロシン代謝が重要な役割を果たしていた。相関分析の結果、_1 ( = 0.608, < 0.05)および_2 ( = 0.613, < 0.05)はともにカテコールと正の相関を示した。このことから、H群の高エネルギー・高たんぱく質の食事は、口内細菌や代謝物の組成を著しく変化させ、ヤギの食事エネルギーやたんぱく質の利用効率の改善に役立つことが明らかになった。

This study was conducted to investigate the impacts of dietary energy and protein on rumen bacterial composition and ruminal metabolites. A total of 12 ruminal samples were collected from Shaanbei white cashmere goats which were divided into two groups, including high-energy and high-protein (Group H; crude protein, CP: 9.37% in dry matter; metabolic energy, ME: 9.24 MJ/kg) and control (Group C; CP: 8.73%; ME: 8.60 MJ/kg) groups. Thereby, 16S rRNA gene sequencing and a quantitative polymerase chain reaction were performed to identify the rumen bacterial community. Metabolomics analysis was done to investigate the rumen metabolites and the related metabolic pathways in Groups C and H. The high-energy and high-protein diets increased the relative abundance of phylum Bacteroidetes and genera _1 and , while decreasing the number of Proteobacteria ( < 0.05). The dominant differential metabolites were amino acids, peptides, and analogs. Tyrosine metabolism played an important role among the nine main metabolic pathways. Correlation analysis revealed that both _1 ( = 0.608, < 0.05) and _2 ( = 0.613, < 0.05) showed a positive correlation with catechol. Our findings revealed that the diets with high energy and protein levels in Group H significantly altered the composition of ruminal bacteria and metabolites, which can help to improve the dietary energy and protein use efficiency in goats.