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Coltivazione delucidativa del Microbioma Intestinale dei Suini rivela isolamento di elevata diversità microbica

Gli scienziati dell'Arkansas Agricultural Experiment Station hanno sviluppato metodi di coltivazione batterica per isolare diversi batteri dai suini. Questi metodi potrebbero essere utilizzati per coltivare batteri benefici nei microbiomi intestinali dei suini che possono fungere da probiotici per proteggere o migliorare la salute dei suini stessi....

17 Febbraio 2022
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Nonostante i sostanziali progressi compiuti nella "culturomica" dell'intestino umano, si sa poco sulla coltivabilità del microbiota intestinale dei suini.

In questo studio, abbiamo coltivato il microbiota intestinale dei suini utilizzando 53 metodi di coltivazione batterica con diverse combinazioni di terreno e gas da tre suini in quattro diversi stadi di crescita. Sia i campioni coltura-dipendenti (CD; miscele di colonie da ciascun metodo) sia quelli indipendenti dalla coltura (CI; sospensioni fecali originali) sono stati sottoposti a sequenziamento del gene amplicon rRNA 16S. È stata osservata una crescente diversità microbica nei campioni sia CI che CD da fasi di crescita successive. Mentre un totale di 378, 482, 565 e 555 varianti di sequenza di ampliconi batterici (ASV) sono state osservate nei campioni CI, sono state rilevate diversità microbiche più elevate (415, 675, 808 e 823 ASV osservate) utilizzando i metodi CD rispettivamente in lattazione, svezzamento, magronaggio e finissaggio.

Abbiamo costruito mappe di coltura di riferimento che mostrano le condizioni di coltivazione preferite per specifici taxa batterici ed esaminato gli effetti di fattori di coltura come ossigeno, terreno, età del suino donatore, antibiotici e pre-incubazione dell'emocoltura sulla coltivazione del microbiota intestinale dei suini. Ci siamo concentrati su un'ampia gamma di batteri benefici, abbiamo scelto 1.299 colonie in base alla mappa di riferimento e Sanger ha sequenziato i loro geni rRNA 16S. Questi ceppi isolati si sono raggruppati in 148 diversi taxa batterici che coprono 28 generi. Abbiamo osservato 11, 19, 33 e 25 coppie di ASV concomitanti in entrambi i campioni CD e CI in quattro fasi di crescita successive. Questo studio fornisce una guida nella coltura del microbiota intestinale di suino di interesse, che è fondamentale quando si caratterizzano le loro funzioni in questa importante specie animale.

FIG 1 Vista coltura-indipendente (CI) e coltura-dipendente (CD) del microbioma intestinale dei suini in quattro fasi di crescita. I diagrammi di Venn (a) mostra il numero di ASV batterici rilevati con i metodi CI (blu) e CD (giallo) in ogni momento. L'albero filogenetico (b) mostra gli ASV batterici rilevati dai metodi CI (colore scuro) e CD (colore chiaro) alla fine della lattazione (L; blu), svezzamento (N; viola), crescita (G; verde) e ingrasso ( F; rosso). L'anello più esterno è colorato per phylum, mentre l'anello più interno e le etichette sono selettivamente colorati per genere.
FIG 1 Vista coltura-indipendente (CI) e coltura-dipendente (CD) del microbioma intestinale dei suini in quattro fasi di crescita. I diagrammi di Venn (a) mostra il numero di ASV batterici rilevati con i metodi CI (blu) e CD (giallo) in ogni momento. L'albero filogenetico (b) mostra gli ASV batterici rilevati dai metodi CI (colore scuro) e CD (colore chiaro) alla fine della lattazione (L; blu), svezzamento (N; viola), crescita (G; verde) e ingrasso ( F; rosso). L'anello più esterno è colorato per phylum, mentre l'anello più interno e le etichette sono selettivamente colorati per genere.

Il microbioma dell'intestino dei suini è stato al centro di molte ricerche poiché i suini fungono sia da eccellente modello biomedico per le malattie umane sia da importante fonte di proteine. Sono stati compiuti progressi sostanziali negli studi sul microbioma intestinale dei suini utilizzando approcci indipendenti dalla cultura basati sul sequenziamento di nuova generazione, ma si sa poco sulla coltivabilità del microbiota intestinale dei suini.

Per comprendere i loro ruoli nella produzione suina, è fondamentale coltivare i ceppi batterici di interesse. In questo studio, abbiamo coltivato il microbiota intestinale di suini in diversi stadi di crescita utilizzando 53 metodi di coltivazione batterica con diverse combinazioni di terreno e gas. Questo studio fornisce la prova che il microbiota dell'intestino suino è molto più diversificato basato su un approccio dipendente dalla cultura rispetto a quanto precedentemente noto. Fornisce una guida preliminare per isolare alcuni batteri di interesse dai suini, che è fondamentale per stabilire relazioni causali tra il microbiota intestinale e lo stato di salute dei suini.

Comprehensive Cultivation of the Swine Gut Microbiome Reveals High Bacterial Diversity and Guides Bacterial Isolation in Pigs. Xiaofan Wang, Samantha Howe, Xiaoyuan Wei, Feilong Deng, Tsungcheng Tsai, Jianmin Chai https://orcid.org/0000-0001-9341-9932, Yingping Xiao, Hua Yang, Charles V. Maxwell, Ying Li, Jiangchao Zha.https://doi.org/10.1128/mSystems.00477-21

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