Application of multi-omics to investigate the effect of Pinus koraiensis cone essential oil on rumen methane emission, microbial community, and metabolites
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Enteric methane (CH4) excreted by ruminants is a major source of anthropogenic greenhouse gas emissions in the global environment. Pinus koraiensis cone essential oil (PEO) contains functional compounds such as monoterpene hydrocarbons, which can directly affect the microbiota and their function in the rumen. Previously, we found that PEO oral administration during the growing phases of goats reduced CH4 emissions and was associated with the rumen prokaryotic microbiota. However, a more comprehensive analysis of the rumen microbiota and metabolites are needed. The objective was to elucidate the potential microbial features that underpin CH4 mitigation in goats using metataxonomics (prokaryotes, protozoa, and fungi) and metabolomics (rumen fluid and serum). Ten fattening Korean native goats were divided into two dietary groups: control (CON; basal diet without additives) and PEO (basal diet + 1.5 g/d of PEO), using a 2 × 2 crossover design for 11 weeks. Methane measurements were conducted every four consecutive days for 24–27 d. Results Oral administration of PEO reduced CH4 concentrations in the exhaled gas from eructation by 12.0–13.6% (P < 0.05). Although the microbiota structure, including prokaryotes, protozoa, and fungi, was not altered after PEO administration, MaAsLin2 analysis revealed that Selenomonas, Christensenellaceae R-7, and Anaerovibrio were enriched in the PEO group (Q < 0.1). Co-occurrence network analysis revealed that the Bacteroidales RF16 group and Anaerovibrio were the keystone genera in the CON and PEO groups, respectively, with fungal genera exclusively found in the PEO group but not identified as keystone taxa. Predicted function analysis using CowPI, CH4 metabolism was enriched in the CON group, whereas metabolism of sulfur (P < 0.001) and propionate (P < 0.1) were enriched in the PEO group. Random forest analysis identified eight ruminal metabolites, including propionate, that were altered after PEO administration, with predictive accuracy ranging from 0.75 to 0.88. Selenomonas was positively correlated with propionate and co-occurred with it. Conclusions The results provide an understanding of how PEO oral administration affects the ruminal microbial community and its functions in the rumen, as well as its linkages with rumen metabolites and host health, ultimately leading to the reduced CH4 emissions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».