Habitat as a determining factor for the reindeer rumen microbiome formation in Russian Arctic | Место обитания как определяющий фактор формирования микробиома рубца у северных оленей в Арктической России

英语. Reindeer (Rangifer tarandus) is geographically isolated from other subspecies of the ruminant family Cervidae. It is known that belonging to certain environmental conditions can have a significant impact on the composition of the ruminant rumen microbiome. The purpose of the study is to assess the regional features of the reindeer's rumen microbiome into the different Arctic regions of Russia using T-RFLP analysis and quantitative PCR. It was made a comparative analysis of the influence of a number of factors on the composition of the reindeer rumen microbiome, incl. gender and age peculiarities, regional habitat conditions and feeding ration features. Samples of the rumen content were collected in the summer-autumn period of 2017 from 58 individuals in the Yamalo-Nenets Autonomous District (AO), Nenets Autonomous District and the Murmansk region. The main determinant of all components of the microbial community of the reindeer's rumen is regional habitat conditions. The smallest similarity with other regions was found for samples from the Murmansk region, which is probably due to differences in reindeer pasture ration in this region, i.e. the differences in the composition of vegetation and lower nutritional values. Gender and age differences of animals were less significant though made a certain contribution to the ratio of microorganisms in the rumen. The clearest differences in the rumen microbiota were detected between groups of animals under 2 years of age and older than 2 years. In general, significant changes in the representation of a taxa number were noted in connection with the nutritional value of pasture ration. A statistically significant relationship was established between the level of fiber in grazing feed and members of the families Veillonellaceae (r = -0.75), Nostocaceae (r = 0.52), Rivulariaceae (r = -0.88), etc. in addition to traditionally associated with the processes of cellulose degradation bacteria.

俄语. Северный олень (Rangifer tarandus) географически изолирован от других подвидов жвачных семейства Cervidae, что предполагает формирование специфических микробных сообществ рубца у этого вида. Цель работы - оценка региональных и половозрастных особенностей микробиома рубца северных оленей из различных природно-климатических зон Российской Федерации с использованием T-RFLP-анализа и количественной ПЦР. Объектом исследования были 58 особей северных оленей ненецкой породы - телята (4-8 мес) и взрослые особи. Содержимое рубца северных оленей отбирали в летне-осенний период 2017 г. в Ямало-Ненецком автономном округе (АО), Ненецком АО и Мурманской области. Основным детерминантом всех компонент микробного сообщества рубца северных оленей оказались региональные условия обитания. Наименьшее сходство с другими регионами по составу содержимого рубца было выявлено у образцов из Мурманской области. Половозрастные различия животных оказались менее значимыми, однако вносили определенный вклад в соотношение микроорганизмов в рубце. Выявленные изменения микробиоты были неодинаковы у особей из разных регионов. Так, у северных оленей старше 2 лет из Мурманской области и Ямало-Ненецкого АО наблюдалось достоверное увеличение численности бактерий, в отличие от особей из Ненецкого АО. Вне зависимости от региона отбора образцов доминирующими в содержимом рубца были представители филума Firmicutes, в меньшей степени детектированы бактерии филумов Bacteroidetes, Proteobacteria, Actinobacteria, доля других выявленных таксонов (Tenericutes, Fusobacteria, Cyanobacteria) в сообществе была минорной. Отмечены значимые изменения представленности ряда таксонов в связи с показателями питательности пастбищного рациона северных оленей. Помимо рубцовых микроорганизмов, статистически значимую связь установили между содержанием клетчатки в пастбищных кормах и численностью членов семейств Veillonellaceae (r = -0,75), Nostocaceae (r = 0,52), Rivulariaceae (r = -0,88).