환경 및 장내 미생물총은 육계의 사육기간 동안 에너지 대사, 숙주의 병리생리학, 그리고 면역기관의 발달 등에 영향을 주며, 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 사육 환경 및 장내 미생물총의 구성과 다 양성을 조사하여 미생물 프로파일을 구축하고, 최종적으로 육계의 생산성과의 연관성에 대해서 분석하고자 한다. 세균의 16S rRNA에 대한 ...
환경 및 장내 미생물총은 육계의 사육기간 동안 에너지 대사, 숙주의 병리생리학, 그리고 면역기관의 발달 등에 영향을 주며, 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 사육 환경 및 장내 미생물총의 구성과 다 양성을 조사하여 미생물 프로파일을 구축하고, 최종적으로 육계의 생산성과의 연관성에 대해서 분석하고자 한다. 세균의 16S rRNA에 대한 차세대 염기서열 분석을 통해, 서로 독립된 3개의 육계 농장 (농장A, B, C) 에서 각각 4일령과 28일령에 채취한 6점의 분변 시료 (실험Ⅰ) 와 3개의 농장 중 선택한 1개 농장 내에서 체중이 무거운 그룹 (H그룹, average body weight (g) = 1695.50 ± 29.78)과 가벼운 그룹 (L그룹, average body weight (g) = 1008.49 ± 43.44)으 로부터 채취한 24점의 십이지장, 공장, 그리고 맹장 내용물 (실험Ⅱ)에 대한 분석을 하였다. 세 농장 간의 분변 미생물총을 비교한 실험Ⅰ의 결과, Firmicutes 문이 농장A에서 가장 높은 비율을 나타낸 반면, 농장 B와 C에서 는 Proteobacteria 문이 압도적으로 많이 관찰되었다. 세 농장 모두에서 분변 미생물총의 종 풍부도와 다양성 지수는 4일에서 28일령으로 가면서 증가하였 다. 세 농장에서 출하 후 조사된 생산지수와 농장별 미생물 프로파일 사이의 직접적인 연관성은 확인하지 못하였으나, 미생물총의 종 다양성 지수가 가장 높았던 농장A에서는 생산성과 관련된 것으로 보이는 농장 고유의 OTU (Operational taxonomic unit)들을 확인할 수 있었다. 한 농장 내에서 H그룹과 L그룹 사이의 장내 미생물총을 비교한 실험Ⅱ의 결과, 장 조직 별로, 그리고 그룹 별로 장내 미생물총의 차이가 관찰되었다. 소장은 평균적으로 대장에 비 해 미생물총 종 풍부도가 높게 나타났다. 또한, 소장의 미생물총 종 다양성 지 수는 H그룹보다 L그룹에서 높게 나타났다. H그룹의 소장에서는 Firmicutes 문이 높은 비율을 차지하고 있었으며, 맹장은 비교적 다양한 미생물 문들이 균일하게 분포하고 있었다. 한편, L그룹의 소장은 미생물총은 H그룹과 비교하 여, Firmicutes 문의 비율이 상대적으로 낮아지면서 그 외 Proteobacteria 문과 Bacteroidetes 문의 비율이 증가하였다. 또한, Clostridium perfringens와 같은 일부 OTU 들이 L그룹에서만 고유하게 나타났으며, H그룹과 비교하여 몇몇 Lactobacillus 종들의 비율이 낮게 관찰되었다. 실험Ⅰ을 통해, 3개의 육계 농 장의 분변 미생물총을 비교한 결과, 각 육계 농장은 육계의 일령 및 농장 환 경에 따라서, 농장 고유의 미생물 프로파일을 나타내었다. 그리고 한 농장 내에서 체중에 따라 나뉘어진 그룹에 대해서 장내 미생물총을 비교한 실험Ⅱ의 결과, H그룹과 L그룹은 그룹 별로 고유의 장내 미생물총 프로파일 및 종 다 양성, 그리고 고유의 OTU 를 나타냈으며 이는 체중과 장내 미생물총의 연관 성에 대해 시사하고 있다. 본 연구 결과, 차세대 염기서열 분석법은 분변은 물 론 장내 미생물총 분석과 비교를 수월하게 하여, 추후 육계 농장의 상태를 모 니터링하고, 생산성 향상 및 질병 예방을 위한 수단으로 사용될 수 있는 가능 성이 있는 것으로 판단된다
환경 및 장내 미생물총은 육계의 사육기간 동안 에너지 대사, 숙주의 병리생리학, 그리고 면역기관의 발달 등에 영향을 주며, 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 사육 환경 및 장내 미생물총의 구성과 다 양성을 조사하여 미생물 프로파일을 구축하고, 최종적으로 육계의 생산성과의 연관성에 대해서 분석하고자 한다. 세균의 16S rRNA에 대한 차세대 염기서열 분석을 통해, 서로 독립된 3개의 육계 농장 (농장A, B, C) 에서 각각 4일령과 28일령에 채취한 6점의 분변 시료 (실험Ⅰ) 와 3개의 농장 중 선택한 1개 농장 내에서 체중이 무거운 그룹 (H그룹, average body weight (g) = 1695.50 ± 29.78)과 가벼운 그룹 (L그룹, average body weight (g) = 1008.49 ± 43.44)으 로부터 채취한 24점의 십이지장, 공장, 그리고 맹장 내용물 (실험Ⅱ)에 대한 분석을 하였다. 세 농장 간의 분변 미생물총을 비교한 실험Ⅰ의 결과, Firmicutes 문이 농장A에서 가장 높은 비율을 나타낸 반면, 농장 B와 C에서 는 Proteobacteria 문이 압도적으로 많이 관찰되었다. 세 농장 모두에서 분변 미생물총의 종 풍부도와 다양성 지수는 4일에서 28일령으로 가면서 증가하였 다. 세 농장에서 출하 후 조사된 생산지수와 농장별 미생물 프로파일 사이의 직접적인 연관성은 확인하지 못하였으나, 미생물총의 종 다양성 지수가 가장 높았던 농장A에서는 생산성과 관련된 것으로 보이는 농장 고유의 OTU (Operational taxonomic unit)들을 확인할 수 있었다. 한 농장 내에서 H그룹과 L그룹 사이의 장내 미생물총을 비교한 실험Ⅱ의 결과, 장 조직 별로, 그리고 그룹 별로 장내 미생물총의 차이가 관찰되었다. 소장은 평균적으로 대장에 비 해 미생물총 종 풍부도가 높게 나타났다. 또한, 소장의 미생물총 종 다양성 지 수는 H그룹보다 L그룹에서 높게 나타났다. H그룹의 소장에서는 Firmicutes 문이 높은 비율을 차지하고 있었으며, 맹장은 비교적 다양한 미생물 문들이 균일하게 분포하고 있었다. 한편, L그룹의 소장은 미생물총은 H그룹과 비교하 여, Firmicutes 문의 비율이 상대적으로 낮아지면서 그 외 Proteobacteria 문과 Bacteroidetes 문의 비율이 증가하였다. 또한, Clostridium perfringens와 같은 일부 OTU 들이 L그룹에서만 고유하게 나타났으며, H그룹과 비교하여 몇몇 Lactobacillus 종들의 비율이 낮게 관찰되었다. 실험Ⅰ을 통해, 3개의 육계 농 장의 분변 미생물총을 비교한 결과, 각 육계 농장은 육계의 일령 및 농장 환 경에 따라서, 농장 고유의 미생물 프로파일을 나타내었다. 그리고 한 농장 내에서 체중에 따라 나뉘어진 그룹에 대해서 장내 미생물총을 비교한 실험Ⅱ의 결과, H그룹과 L그룹은 그룹 별로 고유의 장내 미생물총 프로파일 및 종 다 양성, 그리고 고유의 OTU 를 나타냈으며 이는 체중과 장내 미생물총의 연관 성에 대해 시사하고 있다. 본 연구 결과, 차세대 염기서열 분석법은 분변은 물 론 장내 미생물총 분석과 비교를 수월하게 하여, 추후 육계 농장의 상태를 모 니터링하고, 생산성 향상 및 질병 예방을 위한 수단으로 사용될 수 있는 가능 성이 있는 것으로 판단된다
The microbial community is known to play a key role during the rearing period of broilers, influencing energy metabolism, the host’s pathophysiology, and development of the immune system. In this study, microbial composition and diversity were examined to characterize bacterial profiles, ultimately ...
The microbial community is known to play a key role during the rearing period of broilers, influencing energy metabolism, the host’s pathophysiology, and development of the immune system. In this study, microbial composition and diversity were examined to characterize bacterial profiles, ultimately clarifying the correlations between these factors and the growth performance of broilers. Using 454-pyrosequncing of bacterial 16S rRNA genes, six fecal samples (at four days and 28 days-old) from three commercial broiler farms and 24 intestinal samples (including duodenum, jejunum, and cecum) from broilers with heavy and light body weights were analyzed. In Experiment I (Inter-farm comparisons), Firmicutes was the most prevalent phylum at farm A, while Proteobacteria was dominantly observed at farms B and C. Richness and diversity indices of fecal microbiota gradually increased from four days to 28 days in all three farms. There was no significant relationship between the fecal microbial profiles and the body performance indices of farms A, B, and C (348.8, 361.2, and 307, respectively). However, the potential performance-related OTUs were detected in farm A whose fecal microbiota have represented the highest microbial richness and diversity among the three farms. In Experiment II (Intra-farm comparisons), the differences observed in gut microbial population between the heavy birds and light birds. Richness indices significantly increased in small intestine, when compared to cecum. The microbial diversity indices of small intestines were also reduced in the heavy birds, when compared to the light birds. The small intestine from the heavy birds revealed predominance of Firmicutes, while the bacterial communities of cecum were evenly consisted Firmicutes, Proteobacteria, and Bacteroidetes. In case of the light birds, the proportions of Firmicutes phylum were relatively lower than the heavy birds. In addition, several operational taxonomic units, such as Clostridium perfringens, were unique to lighter birds, and light groups had decreased proportions of some Lactobacillus genus were found when compared to heavier birds. In conclusion, each broiler farm revealed specific microbial profiles according to the age of the birds and the management systems of each farm. The heavy birds and light birds represented specific microbial profiles, diversity, and specific-OTUs, indicating possible relationship between the gut microbiota and average body weight. Therefore, the microbial communities appeared to affect the growth performance substantially, therefore, the metagenomic profiling techniques can be utilized to monitor the broiler farms, improve their growth performance and prevent disease in broilers.
The microbial community is known to play a key role during the rearing period of broilers, influencing energy metabolism, the host’s pathophysiology, and development of the immune system. In this study, microbial composition and diversity were examined to characterize bacterial profiles, ultimately clarifying the correlations between these factors and the growth performance of broilers. Using 454-pyrosequncing of bacterial 16S rRNA genes, six fecal samples (at four days and 28 days-old) from three commercial broiler farms and 24 intestinal samples (including duodenum, jejunum, and cecum) from broilers with heavy and light body weights were analyzed. In Experiment I (Inter-farm comparisons), Firmicutes was the most prevalent phylum at farm A, while Proteobacteria was dominantly observed at farms B and C. Richness and diversity indices of fecal microbiota gradually increased from four days to 28 days in all three farms. There was no significant relationship between the fecal microbial profiles and the body performance indices of farms A, B, and C (348.8, 361.2, and 307, respectively). However, the potential performance-related OTUs were detected in farm A whose fecal microbiota have represented the highest microbial richness and diversity among the three farms. In Experiment II (Intra-farm comparisons), the differences observed in gut microbial population between the heavy birds and light birds. Richness indices significantly increased in small intestine, when compared to cecum. The microbial diversity indices of small intestines were also reduced in the heavy birds, when compared to the light birds. The small intestine from the heavy birds revealed predominance of Firmicutes, while the bacterial communities of cecum were evenly consisted Firmicutes, Proteobacteria, and Bacteroidetes. In case of the light birds, the proportions of Firmicutes phylum were relatively lower than the heavy birds. In addition, several operational taxonomic units, such as Clostridium perfringens, were unique to lighter birds, and light groups had decreased proportions of some Lactobacillus genus were found when compared to heavier birds. In conclusion, each broiler farm revealed specific microbial profiles according to the age of the birds and the management systems of each farm. The heavy birds and light birds represented specific microbial profiles, diversity, and specific-OTUs, indicating possible relationship between the gut microbiota and average body weight. Therefore, the microbial communities appeared to affect the growth performance substantially, therefore, the metagenomic profiling techniques can be utilized to monitor the broiler farms, improve their growth performance and prevent disease in broilers.
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