Variation in the Russian Arctic reindeer (Rangifer tarandus) rumen microbiome related to season change | Сезонные изменения микробиома рубца у северного оленя (Rangifer tarandus) в условиях Российской Арктики

Ruso. Северный олень (Rangifer tarandus) - крупное голарктическое травоядное животное, особенности условий обитания которого обусловили эволюционное развитие уникальной рубцовой микробиоты, необходимой для эффективного усвоения растений арктической флоры. Цель исследования - сравнение состава бактериального сообщества рубца северных оленей в летне-осенний и зимне-весенний периоды с использованием метода NGS-секвенирования. При анализе микробных сообществ оценивали биоразнообразие, таксономическую структуру, а также взаимозависимость этих показателей с особенностями питания северного оленя в связи со сменой сезона. Образцы содержимого рубца отбирали в летне-осенний и зимне-весенний периоды в 2017-2018 гг. у 20 особей ненецкой породы (4-8-месячные телята и взрослые животные в возрасте 3-6 лет) в Ненецком автономном округе. Сезонные, но не половозрастные различия оказались основным фактором влияния на бактериальное сообщество рубца северных оленей, что, по всей видимости, обусловлено неодинаковым составом пастбищного рациона. В летне-осенний период отмечено достоверное повышение показателей альфа-биоразнообразия микробиома рубца по сравнению с зимне-весенним по числу OTUs (Operational Taxonomic Units), индексам Chao1 и Шеннона. Сопоставление бета-разнообразия микробиоты рубца северных оленей продемонстрировало наличие выраженной кластеризации образцов по сезонам года. В разные сезонные периоды отмечены значимые изменения представленности ряда таксонов. Так, в зимне-весенний сезон выявлено достоверное увеличение обилия микроорганизмов, разлагающих полисахариды лишайников, в том числе гемицеллюлозу (Butyrivibrio, Ruminococcus) и лихенин (Succiniclasticum, Paraprevotellaceae, Prevotella). В летние-осенний период отмечается достоверное увеличение доли целлюлозолитических бактерий Clostridium, Blautia, Clostridiales, Christensenellaceae, Mogibacteriaceae, Prevotellaceae.

Inglés. Reindeer (Rangifer tarandus) is a large Holarctic herbivore animal, the habitat of which has led to the evolutionary development of their unique rumen microbiota, which is necessary for the efficient assimilation plants of the Arctic flora. The purpose of the study was to compare the composition of the bacterial community of the reindeer rumen in the summer-autumn and winter-spring periods using the method of NGS-sequencing. In the analysis of microbial communities, biodiversity, taxonomic structure, and the relationship of these indicators with the characteristics of reindeer nutrition in connection with seasonal changes were evaluated. Samples of the rumen content were collected in the summer-autumn and winter-spring periods in 2017-2018 from 20 Nenets reindeer in the Nenets Autonomous District. Seasonal differences, in contrast to gender and age, turned out to be the main factor influencing the reindeer rumen bacterial community, which, most likely, is due to differences in the composition of the pasture diet. In the summer-autumn period, a significant increase in the alpha-biodiversity of the rumen microbiome was noted compared to the winter-spring time for the number of OTUs, Chao1 and Shannon indices. A comparison of the beta-diversity of the reindeer rumen microbiota composition has demonstrated the presence of pronounced cluster formation for samples collected in different seasons of the year. During different seasonal periods, significant changes in the representation of a number of taxa were noted. So, in the winter-spring season, a significant increase in microorganisms that decompose polysaccharides of lichens, including hemicellulose (Butyrivibrio, Ruminococcus), and lichenin (Succiniclasticum, Paraprevotellaceae, and Prevotella). In the summer-autumn period, a significant increase in the proportion of cellulolytic bacteria (Clostridium, Blautia, Clostridiales, Christensenellaceae Mogibacteriaceae, and Prevotellaceae) is noted.