Comparative analysis of functional diversity of rumen microbiome in bison and beef heifers
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Enhancing crop residue digestibility can boost the available energy for growth and milk yield and improve the sustainability of ruminant production systems. As the natural diet of bison is high in lignocellulose, bison have developed a microbiome that efficiently digests cellulose and hemicellulose. This study compared the rumen metatranscriptomes of bison and beef heifers and investigated the effects of inoculating heifers with bison rumen contents. Gene Ontology, molecular function, and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes orthology terms identified through gene set enrichment analysis successfully captured differences in gene expression of rumen microbiome between heifers and bison fed different diets. Specifically, differences in nitrogen metabolism was detected between heifers and bison rumen microbiomes. Heifer rumen microbiomes demonstrated a higher dissimilatory nitrate reduction, while bison microbiomes tended to suppress this pathway. In contrast, bison microbiomes expressed higher levels of glutamate dehydrogenase 2 (GDH2) genes. However, glutamate dehydrogenase gene expression was observed to be strictly regulated in heifers, as inoculation with bison rumen contents had no effect on expression. Moreover, the transfer of bison rumen contents led to a persistent downregulation of microbial nitrogen metabolism in heifers after 27 days of transfer. In addition, gene set enrichment analysis also identified the crucial regulatory role of serine/threonine kinase in heifer rumen microbial metabolism and differences in ion transport between heifers and bison. These findings provide valuable insights into the complex interplay between diet and the rumen microbiome. IMPORTANCE Ruminants play a key role in the conversion of cellulolytic plant material into high-quality meat and milk protein for humans. The rumen microbiome is the driver of this conversion, yet there is little information on how gene expression within the microbiome impacts the efficiency of this conversion process. The current study investigates gene expression in the rumen microbiome of beef heifers and bison and how transplantation of ruminal contents from bison to heifers alters gene expression. Understanding interactions between the host and the rumen microbiome is the key to developing informed approaches to rumen programming that will enhance production efficiency in ruminants.
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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) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 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 ».