Metagenomic analysis of the intestinal microbiome in goats on cactus and Salicornia-based diets

Abstract

Background: The Peruvian coast is characterized by its arid and saline soils, the cactus being an alternative for arid soils and Salicornia for saline soils. Therefore, it is necessary to develop nutrition based on the intestinal microbiota in goats. Aim: To identify the intestinal microbiota in goats through a metagenomic analysis. Methods: In this study, goats and kids were randomly selected and fed cacti and Salicornia as potential forage species compared to native grass to study the changes in the microbiota using massive sequencing using the 16S rRNA gene as a marker. Results: The sequencing results showed the taxonomic levels of Bacteroidetes and Firmicutes at the phylum level as the most abundant in creole goats’ microbiome, varying from 18% to 36% and 47% to 66%, respectively. At the genus level, variants of the genus Ruminococcaceae stand out, related to cellulose degradation, as the most dominant in all samples, followed by Christensenellaceae, Rikenellaceae, and Prevotellaceae. Also, the genus Akkermansia appeared in greater abundance in kids fed with cactus, being necessary for being related to the intestinal mucosa’s health and avoiding the adhesion of pathogens to the intestinal epithelium. Conclusion: These microbiota changes based on diets with high fiber content are necessary to understand the adaptation of this species to favorable dietary changes.

Antecedentes: La costa peruana se caracteriza por sus suelos áridos y salinos, siendo el cactus una alternativa para suelos áridos y la Salicornia para suelos salinos. Por ello, es necesario desarrollar una nutrición basada en la microbiota intestinal en caprinos. Objetivo: Identificar la microbiota intestinal en caprinos mediante un análisis metagenómico. Métodos: En este estudio, cabras y cabritos fueron seleccionados al azar y alimentados con cactus y Salicornia como especies forrajeras potenciales en comparación con el pasto nativo para estudiar los cambios en la microbiota usando secuenciación masiva usando el gen 16S rRNA como marcador. Resultados: Los resultados de la secuenciación mostraron los niveles taxonómicos de Bacteroidetes y Firmicutes a nivel de phylum como los más abundantes en el microbioma de cabras criollas, variando del 18% al 36% y del 47% al 66%, respectivamente. A nivel de género, Se destacan variantes del género Ruminococcaceae, relacionadas con la degradación de la celulosa, como las más dominantes en todas las muestras, seguidas de Christensenellaceae, Rikenellaceae y Prevotellaceae. Asimismo, el género Akkermansia apareció en mayor abundancia en cabritos alimentados con nopal, siendo necesario por estar relacionado con la salud de la mucosa intestinal y evitar la adhesión de patógenos al epitelio intestinal. Conclusión: estos cambios en la microbiota basados ​​en dietas con alto contenido de fibra son necesarios para comprender la adaptación de esta especie a cambios dietéticos favorables.