ヤギの子供たちの消化管における多様な微生物コンソーシアムの生態学的ニッチとアセンブリダイナミクス

ヤギは、食料安全保障と環境への影響のバランスをとる世界的にかけがえのない反min動物であり、胃腸管（GIT）に存在する彼らの共同微生物叢は、動物の健康と生産性に関連しています。ただし、ヤギの子供のGit微生物の参照ゲノムと機能的レパートリーは完全には解明されていません。本明細書では、メタゲノムシーケンスとビニングを使用して、ヤギの子供のGit微生物叢の包括的なランドスケープ調査を実施し、3つの胃腸コンパートメントを空間的にカバーする密なサンプリングレジームにまたがり、5つの発達老化を一時的にカバーしました。1002個の高品質のメタゲノムアセンブされたゲノム（Goat Kid Git Microbial Catalog [GKGMC]と呼ばれる）を回収し、そのうち618個は新規でした。230万件以上の非冗長タンパク質をエンコードし、さまざまな炭水化物分解酵素と代謝遺伝子クラスターを表しています。GKGMCが豊富な微生物の分類群、特にソーダルフィルスは、ヤギの子供たちの生命の微生物の木を拡大しました。このGKGMCを使用して、最初に、ルーメンと結腸の炭水化物分解のための繊維分解細菌の有病率を解読しましたが、単純な糖の摂取と変換に特化した回腸微生物叢。さらに、GIT微生物は出生後に急速に組み立てられ、炭水化物の代謝適応は進行の3つの段階で発生しました。最後に、植物性は、Shartea azabuensisとOlsenella sppの濃縮によって支えられた、回腸微生物叢の代謝カスケードを修正しました。乳酸の形成と利用に関与しています。このGKGMCリファレンスは、個別のコンパートメントにおける初期の微生物発達ダイナミクスに関する新しい洞察を提供し、ヤギの子供たちのGIT微生物叢関連の研究のための拡張リソースを提供します。

Goats are globally invaluable ruminants that balance food security and environmental impacts, and their commensal microbiome residing in the gastrointestinal tract (GIT) is associated with animal health and productivity. However, the reference genomes and functional repertoires of GIT microbes in goat kids have not been fully elucidated. Herein, we performed a comprehensive landscape survey of the GIT microbiome of goat kids using metagenomic sequencing and binning, spanning a dense sampling regime covering three gastrointestinal compartments spatially and five developmental ages temporally. We recovered 1002 high-quality metagenome-assembled genomes (termed the goat kid GIT microbial catalog [GKGMC]), 618 of which were novel. They encode more than 2.3 million nonredundant proteins, and represent a variety of carbohydrate-degrading enzymes and metabolic gene clusters. The GKGMC-enriched microbial taxa, particularly Sodaliphilus, expanded the microbial tree of life in goat kids. Using this GKGMC, we first deciphered the prevalence of fiber-degrading bacteria for carbohydrate decomposition in the rumen and colon, while the ileal microbiota specialized in the uptake and conversion of simple sugars. Moreover, GIT microorganisms were rapidly assembled after birth, and their carbohydrate metabolic adaptation occurred in three phases of progression. Finally, phytobiotics modified the metabolic cascades of the ileal microbiome, underpinned by the enrichment of Sharpea azabuensis and Olsenella spp. implicated in lactate formation and utilization. This GKGMC reference provides novel insights into the early-life microbial developmental dynamics in distinct compartments, and offers expanded resources for GIT microbiota-related research in goat kids.