Genetic diversity of cattle intestinal bacteria detected by high-output sequencing | Генетическое разнообразие бактерий кишечника крупного рогатого скота, выявленное с помощью высокопроизводительного секвенирования

English. There has been studied the intestinal microbiome of 12 animals divided into 2 groups (calves and adult cows). Bacteria of taxa Actinobacteriota, Bacteroidota, Campilobacterota, Chloroflexi, Cyanobacteria, Desulfobacterota, Fibrobacterota Firmicutes, Fusobacterota, Halobacterota, Elusimicrobiota, Euryarchaeota, Proteobacteria, Patescibacteria, Spirochaetota, Thermoplasmatota, Verrucomicrobia and a small number of unclassified bacteria were identified. It has been shown that the intestinal microbiome of calves differs from that of adult cows, and diarrhea affects the composition of the intestines of young animals, reducing the biodiversity of the inhabitants. In calves, the Shannon index ranged from 3.18 to 4.3, in adult animals from 4.41 to 5.24. Comparison of the intestonal microbiomes of healthy calves and calves with diarrhea was carried out using the Hutcheson t-test, the difference was significant (P is less than 0.0001). The main phyla of calves' intestinal bacteria are Bacteroidota and Firmicutes, moreover, the diversity and number of microbial lines of Bacteroidota increases with age. Firmicutes of the families Lactobacillae and Lactobacillales_fa, as well as the family Selenomonadaceae, are markers of the juvenile age of animals. Calf-specific Bacteroidota are representatives of Tannerellaceae and Marinifilaceae. The microbiome of adult animals at the phylum level is characterized by the presence of bacteria Verrucomicrobiota, Desulfobacterota, archaea Methanobacteria and Methanomicrobia. At the level of families and genera, the formed microbiome of cows has unique representatives of Bacteroidota and Firmicutes. Thus, there have been obtained data on the main representatives of healthy intestinal bacteria of cows and calves. This information can be used to diagnose the physiological state of animals, as well as in environmental studies to detect fecal environmental pollution.

Russian. Исследован микробиом кишечника 12 животных, разделенных на 2 гр. (телята и взрослые коровы). Выявлены бактерии таксонов Actinobacteriota, Bacteroidota, Campilobacterota, Chloroflexi, Cyanobacteria, Desulfobacterota, Fibrobacterota, Firmicutes, Fusobacterota, Halobacterota, Elusimicrobiota, Euryarchaeota, Proteobacteria, Patescibacteria, Spirochaetota, Thermoplasmatota, Verrucomicrobia и небольшое количество неклассифицированных микроорганизмов. Показано, что микробиом кишечника телят отличается от микробиома взрослых коров, а диарея влияет на состав кишечника молодых животных, снижая биоразнообразие обитателей. У телят индекс Шеннона составлял от 3,18 до 4,3, у взрослых животных от 4.41 до 5,24. Сравнение микробиомов кишечника здоровых телят и телят с диареей проведено с помощью t-критерия Хатчесона, разница оказалась значительной (P is less than 0.0001). Основные филумы бактерий кишечника телят - Bacteroidota и Firmicutes, причем разнообразие и количество микробных линий Bacteroidota увеличивается с возрастом. Фирмикуты семейств Lactobacillae и Lactobacillales_fa, а также семейство Selenomonadaceae являтся маркерами ювенильного возраста животных. Специфичные для телят Bacteroidota – представители Tannerellaceae и Marinifilaceae. Микробиом взрослых животных на уровне филумов отличается присутствием бактерий Verrucomicrobiota, Desulfobacterota, архей Methanobacteria и Methanomicrobia. На уровне семейств и родов, сформировавшийся микробиом коров имеет уникальных представителей Bacteroidota и Firmicutes. Таким образом, получены данные об основных представителях бактерий здорового кишечника коров и телят, которые можно использовать для диагностики физиологического состояния животных, а также в экологических исследованиях для выявления фекального загрязнения окружающей среды.