The gastrointestinal (GI) tract of ruminants contains diverse microbes that ferment various feeds ingested by animals to produce various fermentation products, such as volatile fatty acids. Fermentation products can affect animal performance, health, and well-being. Within the GI microbes, the ruminal microbes are highly diverse, greatly contribute to fermentation, and are the most important in ruminant nutrition. Although traditional cultivation methods provided knowledge of the metabolism of GI microbes, most of the GI microbes could not be cultured on standard culture media. By contrast, amplicon sequencing of 16S rRNA genes can be used to detect unculturable microbes. Using this approach, ruminant nutritionists and microbiologists have conducted a plethora of nutritional studies, many including dietary interventions, to improve fermentation efficiency and nutrient utilization, which has greatly expanded knowledge of the GI microbiota. This review addresses the GI content sampling method, 16S rRNA gene amplicon sequencing, and bioinformatics analysis and then discusses recent studies on the various factors, such as diet, breed, gender, animal performance, and heat stress, that influence the GI microbiota and thereby ruminant nutrition.
Process surveillance within agricultural biogas plants (BGPs) was concurrently studied by high-throughput 16S rRNA gene amplicon sequencing and an optimized quantitative microscopic fingerprinting (QMF) technique. In contrast to 16S rRNA gene amplicons, digitalized microscopy is a rapid and cost-effective method that facilitates enumeration and morphological differentiation of the most significant groups of methanogens regarding their shape and characteristic autofluorescent factor 420. Moreover, the fluorescence signal mirrors cell vitality. In this study, four different BGPs were investigated. The results indicated stable process performance in the mesophilic BGPs and in the thermophilic reactor. Bacterial subcommunity characterization revealed significant differences between the four BGPs. Most remarkably, the genera Defluviitoga and Halocella dominated the thermophilic bacterial subcommunity, whereas members of another taxon, Syntrophaceticus, were found to be abundant in the mesophilic BGP. The domain Archaea was dominated by the genus Methanoculleus in all four BGPs, followed by Methanosaeta in BGP1 and BGP3. In contrast, Methanothermobacter members were highly abundant in the thermophilic BGP4. Furthermore, a high consistency between the sequencing approach and the QMF method was shown, especially for the thermophilic BGP. The differences elucidated that using this biphasic approach for mesophilic BGPs provided novel insights regarding disaggregated single cells of Methanosarcina and Methanosaeta species. Both dominated the archaeal subcommunity and replaced coccoid Methanoculleus members belonging to the same group of Methanomicrobiales that have been frequently observed in similar BGPs. This work demonstrates that combining QMF and 16S rRNA gene amplicon sequencing is a complementary strategy to describe archaeal community structures within biogas processes.
분자 생물학적 방법 인 DGGE를 이용하여 저온에서 김치가 발효되는 동안 관여하는 미생물의 다양성과 변화양상을 분석하였다. 김치를 저온 ($4^{\circ}C$)에서 발효시키는 60 일 동안 5 일 마다 시료를 채취하였으며, 채취한 김치 시료에서 genomic DNA를 추출하여 실험을 수행하였다. 김치 시료 genomic DNA로부터 16S rDNA의 V3영역을 증폭하여 DGGE를 수행한 결과에서 관찰된 amplicon들의 염기서열을 분석한 결과 저온에서 김치가 발효되는 동안 젖산균들이 주요 미생물 군집으로 나타났으며, 그 중에서도 Weissella koreensis가 발효 전 과정 동안, Lactobacillus sakei의 경우는 발효 10 일째부터, 그리고 Leuconostoc gelidurn은 발효30 일째부터 amplicon들의 농도가 진하게 나타나 이들이 저온에서 김치 발효 과정 동안의 우점종 균주들 임을 알 수 있었다.
Particulate matter (PM) produced in pig houses may contain microbes which can spread by airborne transmission, and PM and microbes in PM adversely affect human and animal health. To investigate the microbiome in PM from pig houses, nine PM samples were collected in summer 2020 inside and outside of pig houses located in Jangseong-gun, Jeollanam-do Province, Korea, comprising three PM samples from within a nursery pig house (I-NPH), three samples from within a finishing pig house (I-FPH), and three samples from outside of the pig houses (O-PH). Microbiomes were analyzed using 16S rRNA gene amplicon sequencing. Firmicutes was the most dominant phylum and accounted for 64.8%-97.5% of total sequences in all the samples, followed by Proteobacteria (1.4%-21.8%) and Bacteroidetes (0.3%-13.7%). In total, 31 genera were represented by > 0.3% of all sequences, and only Lactobacillus, Turicibacter, and Aerococcus differed significantly among the three PM sample types. All three genera were more abundant in the I-FPH samples than in the O-PH samples. Alpha diversity indices did not differ significantly among the three PM types, and a principal coordinate analysis suggested that overall microbial communities were similar across PM types. The concentration of PM did not significantly differ among the three PM types, and no significant correlation of PM concentration with the abundance of any potential pathogen was observed. The present study demonstrates that microbial composition in PM inside and outside of pig houses is similar, indicating that most microbe-containing PM inside pig houses leaks to the outside from where it, along with microbe-containing PM on the outside, may re-enter the pig houses. Our results may provide useful insights regarding strategies to mitigate potential risk associated with pig farming PM and pathogens in PM.
Seunghyeun, Sim;Huseong, Lee;Sang, Yoon;Hyeonsu, Seon;Cheolju, Park;Minseok, Kim
Journal of Animal Science and Technology
/
제64권5호
/
pp.897-910
/
2022
Bovine fecal microbiota is important for host health and its composition can be affected by various factors, such as diet, age, species, breed, regions, and environments. The objective of this study was to evaluate the impact of diet and gender on fecal microbiota in Korean native Hanwoo cattle. The 16S rRNA gene amplicon sequencing of fecal microbiota was conducted from 44 Hanwoo cattle divided into four groups: (1) 11 heifers fed an oat hay plus total mixed ration (TMR) diet for breeding (HOTB), (2) 11 heifers fed an early fattening TMR diet (HEFT), (3) 11 steers fed the early fattening TMR diet (SEFT), and (4) 11 steers fed the late fattening TMR diet (SLFT). Firmicutes and Bacteroidota were the first and second most dominant phyla in all the samples, respectively. The Firmicutes/Bacteroidota (F/B) ratio associated with feed efficiency was significantly greater in the SLFT group than in the other groups. At the genus level, Romboutsia, Paeniclostridium, and Turicibacter were the most abundant in the SLFT while Akkermansia, Bacteroides, and Monoglobus were the most abundant in the HOTB group. Although the same early fattening TMR diet was fed to Hanwoo heifers and steers, Marvinbryantia and Coprococcus were the most abundant in the HEFT group while Alistipes and Ruminococcus were the most abundant in the SEFT group. Shannon and Simpson diversity indices were significantly lower in the SLFT group than in the other groups. Distribution of fecal microbiota and functional genetic profiles were significantly different among the four treatment groups. The present study demonstrates that different diets and genders can affect fecal microbiota and the F/B ratio may be associated with feed efficiency in Hanwoo cattle. Our results may help develop strategies to improve gut health and productivity through manipulation of fecal microbiota using the appropriate diet considering Hanwoo cattle gender.
Kim, Daeho;Hong, Sanghyun;Kim, You-Tae;Ryu, Sangryeol;Kim, Hyeun Bum;Lee, Ju-Hoon
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
제28권2호
/
pp.227-235
/
2018
Foodborne illness represents a major threat to public health and is frequently attributed to pathogenic microorganisms on fresh produce. Recurrent outbreaks often come from vegetables that are grown close to or within the ground. Therefore, the first step to understanding the public health risk of microorganisms on fresh vegetables is to identify and describe microbial communities. We investigated the phyllospheres on Chinese cabbage (Brassica rapa subsp. pekinensis, N = 54). 16S rRNA gene amplicon sequencing targeting the V5-V6 region of 16S rRNA genes was conducted by employing the Illumina MiSeq system. Sequence quality was assessed, and phylogenetic assessments were performed using the RDP classifier implemented in QIIME with a bootstrap cutoff of 80%. Principal coordinate analysis was performed using a weighted Fast UniFrac matrix. The average number of sequence reads generated per sample was 34,584. At the phylum level, bacterial communities were composed primarily of Proteobacteria and Bacteroidetes. The most abundant genera on Chinese cabbages were Chryseobacterium, Aurantimonadaceae_g, Sphingomonas, and Pseudomonas. Diverse potential pathogens, such as Pantoea, Erwinia, Klebsiella, Yersinia, Bacillus, Staphylococcus, Salmonella, and Clostridium were also detected from the samples. Although further epidemiological studies will be required to determine whether the detected potential pathogens are associated with foodborne illness, our results imply that a metagenomic approach can be used to detect pathogenic bacteria on fresh vegetables.
Corn-soybean meal diets are commonly used in the pork industry as a primary source of energy and protein. However, such a diet generally contains non-starch polysaccharides (NSPs) which present a challenge in finding ways to improve their availability and digestibility. Dietary multi-carbohydrases (MCs) have been proposed as an efficient approach to utilize NSPs, and can result in improved growth performance and host intestinal fitness. In this study, we evaluated the effects of MC in lactation diets on gut microbiota composition of lactating sows and their litters. The experimental design contained two dietary treatments, a diet based on corn-soybean meal (CON), and CON supplemented with 0.01% multigrain carbohydrases (MCs). Sow and piglet fecal samples were collected on days 7 and 28 after farrowing. Based on the results from 16S rRNA gene amplicon sequencing, MC led to changes in species diversity and altered the microbial compositions in lactating sows and their piglets. Specifically, the MC treatment induced an increase in the proportions of Lactobacillus in piglets. Clostridium and Spirochaetaceae showed a significantly reduced proportion in MC-treated sows at day 28. Our results support the beneficial effects of dietary carbohydrases and their link with improved production due to better host fitness outcomes and gut microbiota composition.
The genus Babesia includes parasites that can induce human and animal babesiosis, which are common in tropical and subtropical regions of the world. The gut microbiota has not been examined in hamsters infected by Babesia duncani. Red blood cells infected with B. duncani were injected into hamsters through intraperitoneal route. To evaluate the changes in gut microbiota, DNAs were extracted from small intestinal contents, acquired from hamsters during disease development. Then, the V4 region of the 16S rRNA gene of bacteria was sequenced using the Illumina sequencing platform. Gut microbiota alternation and composition were assessed according to the sequencing data, which were clustered with >97.0% sequence similarity to create amplicon sequence variants (ASVs). Bacteroidetes and Firmicutes were made up of the major components of the gut microbiota in all samples. The abundance of Bacteroidetes elevated after B. duncani infection than the B. duncani-free group, while Firmicutes and Desulfobacterota declined. Alpha diversity analysis demonstrated that the shown ASVs were substantially decreased in the highest parasitemia group than B. duncani-free and lower parasitemia groups. Potential biomarkers were discovered by Linear discriminant analysis Effect Size (LEfSe) analysis, which demonstrated that several bacterial families (including Muribaculaceae, Desulfovibrionaceae, Oscillospiraceae, Helicobacteraceae, Clostridia UGG014, Desulfovibrionaceae, and Lachnospiraceae) were potential biomarkers in B. duncani-infected hamsters. This research demonstrated that B. duncani infectious can modify the gut microbiota of hamsters.
Recent studies have confirmed that gut microbiota differs according to race or country in many diseases, including mild cognitive impairment (MCI) and Alzheimer's disease. However, no study has analyzed the characteristics of Korean MCI patients. This study was performed to observe the association between gut microbiota and MCI in the Korean elderly and to identify potential markers for Korean MCI patients. For this purpose, we collected fecal samples from Korean subjects who were divided into an MCI group (n = 40) and control group (n = 40) for 16S rRNA gene amplicon sequencing. Although no significant difference was observed in the overall microbial community profile, the relative abundance of several genera, including Bacteroides, Prevotella, and Akkermansia, showed significant differences between the two groups. In addition, the relative abundance of Prevotella was negatively correlated with that of Bacteroides (r = 0.733). This study may provide Korean-specific basic data for comparing the characteristics of the gut microbiota between Korean and non-Korean MCI patients.
본 연구는 한라마 출생시와 이유기의 분변 미생물 조성과 다양성 차이에 대해 16S 앰플리콘시퀀싱 데이터 분석을 통해 수행하였다. 출생시에 Proteobacteria (35.7%)가, 이유기에는 Firmicutes (45.6%)가 문 수준에서 가장 우점하는 미생물로 확인되었다. 속 수준에서는 출생시에 Escherichia (19.7%), Clostridium (14.0%)가 우점종으로 관측되었으며, 이유기에는 Fibrobacter (6.6%)가 가장 높게 분포하고 있었다. 다양성(α-diversity) 분석 결과 이유기에 풍부도와 균등도 지표들이 통계적으로 유의한 수준에서 높게 나타났다. PCoA 분석을 수행한 결과 출생시와 이유기 미생물 군집 특성(β-diversity)은 속 수준과 종 수준에서 두개의 그룹으로 명확히 구분되었다. 미생물 분포에 대한 통계적 유의성 검증을 위해 세 가지 Jensen-Shannon, Bray-Curtis, Unifrac의 distance metric를 이용해 PERMANOVA 분석을 수행한 결과 통계적 유의성(q<0.001)을 보이며 조성 차이가 있었다. 출생시와 이유기 특성을 대표하는 미생물 마커 선발을 위해 LEfSe 분석을 수행하였다. 속 수준에서 출생시에 장내 질환을 유발할 가능성이 있는 Escherichia, Bacteroides, Clostridium, Methylobacterium 등이 우점하였으며, 이유기에는 섬유소 분해에 관여하는 Fibrobacter가 상대적으로 많이 분포하였다. 본 연구를 통해 승용마로 가치가 높은 한라마의 출생시와 이유기의 미생물 조성 및 다양성 차이에 대한 결과를 제시하였으며 성장단계별 질병예방 및 영양소 흡수에 관여하는 미생물 구명을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.