Investigating relationships between the host genome, rumen microbiome, and dairy cow feed efficiency using mediation analysis with structural equation modeling
Notice bibliographique
Résumé
The rumen microbiome is crucial for converting feed into absorbable nutrients used for milk synthesis, and the efficiency of this process directly impacts the profitability and sustainability of the dairy industry. Recent studies have found that the rumen microbial composition explains part of the variation in feed efficiency traits, including dry matter intake, milk energy, and residual feed intake. The main goal of this study was to reveal relationships between the host genome, rumen microbiome, and dairy cow feed efficiency using structural equation models. Our specific objectives were to (i) infer the mediation effects of the rumen microbiome on feed efficiency traits, (ii) estimate the direct and total heritability of feed efficiency traits, and (iii) calculate the direct and total breeding values of feed efficiency traits. Data consisted of dry matter intake, milk energy, and residual feed intake records, SNP genotype data, and 16S rRNA rumen microbial abundances from 448 mid-lactation Holstein cows from 2 research farms. We implemented structural equation models such that the host genome directly affects the phenotype ( G P → P ) and the rumen microbiome ( G M → P ), while the microbiome affects the phenotype ( M → P ), partially mediating the effect of the host genome on the phenotype ( G → M → P ). We found that 7 to 30% of microbes within the rumen microbial community had structural coefficients different from zero. We classified these microbes into 3 groups that could have different uses in dairy farming. Microbes with heritability <0.10 but significant causal effects on feed efficiency are attractive for external interventions. On the other hand, 2 groups of microbes with heritability ≥0.10, significant causal effects, and genetic covariances and causal effects with the same or opposite sign to feed efficiency are attractive for selective breeding, improving or decreasing the trait heritability and response to selection, respectively. In general, the inclusion of the different microbes in genomic models tends to decrease the trait heritability rather than increase it, ranging from −15% to +5%, depending on the microbial group and phenotypic trait. Our findings provide more understanding to target rumen microbes that can be manipulated, either through selection or management interventions, to improve feed efficiency traits.
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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 | 0,007 | 0,017 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,003 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 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 ».