Metataxonomic and metabolomic profiling revealed Pinus koraiensis cone essential oil reduced methane emission through affecting ruminal microbial interactions and host-microbial metabolism
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Pinus koraiensis cone essential oil (PEO) contains functional compounds such as monoterpene hydrocarbons, and the administration of PEO reduced methane (CH4) emissions during growing phase of goats. However, the mode of action of PEO driven CH4 reduction is not known, especially how the administration of PEO can affect rumen microbiota and host metabolism in goats during the fattening phase. This study aimed to elucidate the potential microbial and host responses PEO supplementation in goats using metataxonomics (prokaryotes and protozoa) and metabolomics (rumen fluid and serum). Results 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) with a 2 × 2 crossover design and the treatment lasted for 11 weeks. Administration of PEO reduced CH4 concentrations in the exhaled gas from eructation by 12.0–13.6% (P < 0.05). Although the microbial composition of prokaryotes (bacteria and archaea) and protozoa in the rumen was not altered after PEO administration. MaAsLin2 analysis revealed that the abundance of Selenomonas, Christensenellaceae R-7 group, and Anaerovibrio were enriched in the rumen of PEO supplemented goats (Q < 0.1). Co-occurrence network analysis revealed that Lachnospiraceae AC2044 group and Anaerovibrio were the keystone taxa in the CON and PEO groups, respectively. Methane metabolism (P < 0.05) was enriched in the CON group, whereas metabolism of sulfur (P < 0.001) and propionate (P < 0.1) were enriched in the PEO group based on microbial predicted functions. After PEO administration, the abundance of 11 rumen and 4 serum metabolites increased, whereas that of 25 rumen and 14 serum metabolites decreased (P < 0.1). Random forest analysis identified eight ruminal metabolites that were altered after PEO administration, among which four were associated with propionate production, with predictive accuracy ranging from 0.75 to 0.88. Additionally, we found that serum sarcosine (serum metabolite) was positively correlated with CH4 emission parameters and abundance of Methanobrevibacter in the rumen (|r|≥ 0.5, P < 0.05). Conclusions This study revealed that PEO administration reduced CH4 emission from of fattening goats with altered microbial interactions and metabolites in the rumen and host. Importantly, PEO administration affected utilizes various mechanisms such as formate, sulfur, methylated amines metabolism, and propionate production, collectively leading to CH4 reduction. The knowledge is important for future management strategies to maintain animal production and health while mitigate CH4 emission.
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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 | 0,000 |
| 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 ».