Rumenbakterien und Serummetaboliten als Prädiktoren für die Futtereffizienz-Phänotypen bei Rindern

Zusammenfassung: Das Rumenmikrobiom ist entscheidend für die Nährstoffnutzung und Futtereffizienz bei Rindern. Folglich war das Ziel dieser Studie, mikrobiologische und biochemische Faktoren bei Angus-Stieren zu identifizieren, die Unterschiede in der Futtereffizienz beeinflussen, unter Verwendung von 16S-Amplikon-Sequenzierung und ungezielter Metabolomik. Basierend auf dem berechneten durchschnittlichen Restfutterverbrauch (RFI) wurden die Stiere in Hoch- und Niedrig-RFI-Gruppen eingeteilt. Merkmale wurden in Bezug auf RFI durch überwachtes maschinelles Lernen bezüglich der mikrobielle und metabolitischen Zusammensetzung bewertet. Der Restfutterverbrauch war mit mehreren Merkmalen der bakteriellen Gemeinschaft im Rumen verbunden. Eine verringerte bakterielle α- (P = 0.03) und β-Diversität (P < 0.001) war mit Niedrig-RFI-Stieren assoziiert. RFI war mit mehreren Serummetaboliten verbunden. Niedrig-RFI-Stiere hatten höhere Abundanz von Pantothenat (P = 0.02) basierend auf der Veränderung im Verhältnis (hoch/niedrig RFI). Das maschinelle Lernen bezüglich RFI war prädiktiv sowohl für die bakterielle Zusammensetzung im Rumen als auch für die serummetabolomische Signatur (AUC ≥ 0.7). Das Log-Verhältnis der Anteile der bakteriellen Klassen Flavobacteriia zu Fusobacteriia war in Niedrig-RFI-Stieren angereichert (F = 6.8, P = 0.01). Reduzierungen von Fusobacteriia und/oder größere Anteile von pantothenat-produzierenden Bakterien wie Flavobacteriia können zu einer verbesserten Nährstoffnutzung bei Niedrig-RFI-Stieren führen. Flavobacteriia und Pantothenat könnten potenziell als neuartige Biomarker zur Vorhersage oder Bewertung der Futtereffizienz bei Angus-Stieren dienen.