Le microbiome gastrointestinal chez les bovins laitiers est contraint par le facteur déterministe de la région et l'effet modifié du régime alimentaire

CONTEXTE : Les bovins laitiers (Bos taurus), en particulier les vaches Holstein, qui sont les animaux laitiers les plus productifs et sont largement élevés pour fournir des produits laitiers aux humains, dépendent de manière critique de leur microbiote intestinal associé pour digérer les aliments végétaux. Cependant, la composition taxonomique et la fonction spécifiques à la région du microbiome intestinal chez les bovins laitiers et la base mécanistique des effets induits par le régime alimentaire restent à élucider. RÉSULTATS : Nous avons collecté 120 échantillons de digesta provenant de 10 régions du tractus gastrointestinal (TGI) de 12 vaches Holstein nourries avec des régimes alimentaires à base de fourrage et de grains, et avons caractérisé leur microbiome TGI via la métagénomique fonctionnelle par méga-bac et la résolution des génomes assemblés de métagénomes. Nos résultats ont démontré que le microbiome TGI était principalement partitionné en trois clusters distincts : estomac à quatre compartiments, intestin grêle et gros intestin. De plus, nous avons constaté que le microbiome de l'estomac à quatre compartiments, avec la plus grande diversité, avait une forte capacité à dégrader des substrats polysaccharidiques résistants, soutenue par la prévalence de consortiums potentiels producteurs de celluloses et d loci d'utilisation de polysaccharides d'origine végétale. En revanche, le microbiome intestinal post-gastrique orchestrait des voies de fermentation alternatives pour s'adapter à la disponibilité des nutriments et à l'acquisition d'énergie. Les changements de régime alimentaire modifiaient sélectivement les cascades métaboliques du microbiome dans des régions spécifiques du TGI, comme en témoigne la perte de taxons dégradant les fibres et l'augmentation des puits d'hydrogène dans le propionate après l'introduction de grains. CONCLUSIONS : Nos résultats fournissent de nouvelles perspectives sur l'organisation et la fonction microbienne du TGI chez les bovins laitiers par régions du TGI et régimes alimentaires, offrant des indices pour améliorer la production animale et la santé à l'avenir. Résumé vidéo.