Kim, Jungman;Guevarra, Robin B.;Nguyen, Son G.;Unno, Tatsuya
Korean Journal of Microbiology
/
v.51
no.1
/
pp.81-85
/
2015
Since the banning of antibiotic growth promoters (AGPs), the death of livestock has been increased, thus there is a strong demand for AGP-alternatives. Modulation of gut microbiota has been reported to affect host physiological functions and suggested to be a novel approach for developing AGP-alternatives. However, little has been understood about livestock gut microbiota compared to that of humans. We conducted preliminary study provide fundamental information regarding to regional differences in swine gut microbiota. Swine fecal samples were obtained from farms in Jeju (n=40), Gwangju (n=28), and Haenam (n=30). MiSeq was used to sequence 16S rRNA V4 region, and Mothur pipeline (Schloss et al., 2009) was used for data processing. A total of 5,642,125 reads were obtained and 3,868,143 reads were remained after removing erroneous reads. Analysis of taxonomic composition at the phylum level indicated greater abundance of Firmicutes among Jeju swine, and cluster analysis of distribution of operational taxonomic units also showed regional differences among swine gut microbiota. In addition, correlation analysis between non-metric multidimensional scaling and abundance of phyla suggested that the phyla Actinobacter, Verrucomicrobia, Firmicutes, and Fibrobacteres were driving factors for the regional differences. Livestock gut microbiota may be affected by diet and practices in farms. Our results indicated significant regional differences in swine gut microbiota, suggesting that future livestock gut microbiota studies should be designed with the regional differences in mind.
Current reports suggest that obesity is a serious global health issue. Emerging evidence has predicted strong links between obesity and the human gut microbiota. However, only a few such studies have been conducted in Asia, and the gut microbiota of lean and obese adult Asians remains largely unexplored. Here, we investigated the potential relationship between gut microbiota, body massindex (BMI), and metabolic parameters in adults from Thailand, where obesity is increasing rapidly. Fecal and blood samples were collected from 42 volunteers who were allocated into lean, overweight, and obese groups. The fecal microbiota was examined by quantitative PCR analysis. Bacteroidetes, Firmicutes, and Staphylococcus spp. and methanogens were most abundant in lean volunteers. Overweight volunteers majorly harbored Christensenella minuta and Akkermansia muciniphila, ${\gamma}-Proteobacteria$, and bacteria belonging to the genus Ruminococcus. Methanogens and bacteria belonging to the phylum Bacteroidetes were negatively correlated with adiposity markers (BMI and waist circumference), but positive correlated with high-density lipoprotein, suggesting that they can be used as leanness markers. While some of our results agree with those of previous reports, results regarding the contributions of specific taxa to obesity were inconsistent. This is the first study to report the adult gut microbiota in Southeast Asian populations using molecular techniques and biochemical markers and provides a foundation for future studies in this field.
Bovine coronavirus (BCoV) is associated with severe diarrhea, dehydration, and depression, which result in significant economic damages in the dairy and beef cattle industries worldwide. However, differences in the gut microbiota structure and their correlations with differing physiological parameters between BCoV-infected calves with diarrhea and recovered calves are not well understood. In this study, fecal specimens were collected from 10 post-weaned calves, before and after 2 months of fluid therapy, and the samples were used for microbiota analysis. Following recovery, the alpha-diversity profiles (observed operational taxonomic units [OTUs], and Chao1, Shannon, and Simpson indices) changed significantly when compared with those of calves with diarrhea. Beta-diversity analysis exhibited significant differences in gut microbiota compositions between calves with diarrhea and those in the recovered state. The abundances of eight phyla and thirteen genera in feces changed markedly after restoration of BCoV diarrhea. In addition, our correlation study clearly revealed that increased abundances of the genera Caproiciproducens, Pseudoflavonifractor, and Oscillibacter negatively correlated with serum glucose, and phosphorus levels, but positively correlated with serum chloride in calves with diarrhea, whereas increased abundances of the genera Peptostreptococcaceae;Clostridium (Clostridium cluster XI), Intestinibacter, Cellulosilyticum, Ruminococcus, Romboutsia, Paeniclostridium, Clostridiaceae;Clostridium and Turicibacter in recovered calves showed the opposite pattern. These results suggest that structural changes of the gut microbiota after recovery from BCoV infection correlate with changes in physiological parameters. In conclusion, our data provide evidence of gut microbiota-composition changes and their correlations with the physical profiles of post-weaned calves, before and after fluid therapy for BCoV-related diarrhea.
Objective: The poultry industry is a primary source of animal protein worldwide. The gut microbiota of poultry birds, such as chickens and ducks, is critical in maintaining their health, growth, and productivity. This study aimed to identify longitudinal changes in the gut microbiota of laying hens from birth to the pre-laying stage. Methods: From a total of 80 Hy-Line Brown laying hens, birds were selected based on weight at equal intervals to collect feces (n = 20 per growth) and ileal contents (n = 10 per growth) for each growth stage (days 10, 21, 58, and 101). The V4 regions of the 16S rRNA gene were amplified after extracting DNA from feces and ileal contents. Amplicon sequencing was performed using Illumina, followed by analysis. Results: Microbial diversity increased with growth stages, regardless of sampling sites. Microbial community analysis indicated that Firmicutes, Proteobacteria, and Bacteroidetes were the dominant phyla in the feces and ileal. The abundance of Lactobacillus was highest on day 10, and that of Escherichia-shigella was higher on day 21 than those at the other stages at the genus level (for the feces and ileal contents; p<0.05). Furthermore, Turicibacter was the most abundant genus after changing feed (for the feces and ileal contents; p<0.05). The fecal Ruminococcus torques and ileal Lysinibacillus were negatively correlated with the body weights of chickens (p<0.05). Conclusion: The gut microbiota of laying hens changes during the four growth stages, and interactions between microbiota and feed may be present. Our findings provide valuable data for understanding the gut microbiota of laying hens at various growth stages and future applied studies.
Inflammatory bowel disease (IBD) is a global disease that is in increasing incidence. The gut, which contains the largest amount of lymphoid tissue in the human body, as well as a wide range of nervous system components, is integral in ensuring intestinal homeostasis and function. By interacting with gut microbiota, immune cells, and the enteric nervous system, the intestinal barrier, which is a solid barrier, protects the intestinal tract from the external environment, thereby maintaining homeostasis throughout the body. Destruction of the intestinal barrier is referred to as developing a "leaky gut," which causes a series of changes relating to the occurrence of IBD. Changes in the interactions between the intestinal barrier and gut microbiota are particularly crucial in the development of IBD. Exploring the leaky gut and its interaction with the gut microbiota, immune cells, and the neuroimmune system may help further explain the pathogenesis of IBD and provide potential therapeutic methods for future use.
Background: Gut microbiota mainly function in the biotransformation of primary ginsenosides into bioactive metabolites. Herein, we investigated the effects of three prebiotic fibers by targeting gut microbiota on the metabolism of ginsenoside Rb1 in vivo. Methods: Sprague Dawley rats were administered with ginsenoside Rb1 after a two-week prebiotic intervention of fructooligosaccharide, galactooligosaccharide, and fibersol-2, respectively. Pharmacokinetic analysis of ginsenoside Rb1 and its metabolites was performed, whilst the microbial composition and metabolic function of gut microbiota were examined by 16S rRNA gene amplicon and metagenomic shotgun sequencing. Results: The results showed that peak plasma concentration and area under concentration time curve of ginsenoside Rb1 and its intermediate metabolites, ginsenoside Rd, F2, and compound K (CK), in the prebiotic intervention groups were increased at various degrees compared with those in the control group. Gut microbiota dramatically responded to the prebiotic treatment at both taxonomical and functional levels. The abundance of Prevotella, which possesses potential function to hydrolyze ginsenoside Rb1 into CK, was significantly elevated in the three prebiotic groups (P < 0.05). The gut metagenomic analysis also revealed the functional gene enrichment for terpenoid/polyketide metabolism, glycolysis, gluconeogenesis, propanoate metabolism, etc. Conclusion: These findings imply that prebiotics may selectively promote the proliferation of certain bacterial stains with glycoside hydrolysis capacity, thereby, subsequently improving the biotransformation and bioavailability of primary ginsenosides in vivo.
Livestock species experience several stresses, particularly weaning, transportation, overproduction, crowding, temperature, and diseases in their life. Heat stress (HS) is one of the most stressors, which is encountered in livestock production systems throughout the world, especially in the tropical regions and is likely to be intensified due to global rise in environmental temperature. The gut has emerged as one of the major target organs affected by HS. The alpha- and beta-diversity of gut microbiota composition are altered due to heat exposure to animals with greater colonization of pathogenic microbiota groups. HS also induces several changes in the gut including damages of microstructures of the mucosal epithelia, increased oxidative insults, reduced immunity, and increased permeability of the gut to toxins and pathogens. Vulnerability of the intestinal barrier integrity leads to invasion of pathogenic microbes and translocation of antigens to the blood circulations, which ultimately may cause systematic inflammations and immune responses. Moreover, digestion of nutrients in the guts may be impaired due to reduced enzymatic activity in the digesta, reduced surface areas for absorption and injury to the mucosal structure and altered expressions of the nutrient transport proteins and genes. The systematic hormonal changes due to HS along with alterations in immune and inflammatory responses often cause reduced feed intake and production performance in livestock and poultry. The altered microbiome likely orchestrates to the hosts for various relevant biological phenomena occurring in the body, but the exact mechanisms how functional communications occur between the microbiota and HS responses are yet to be elucidated. This review aims to discuss the effects of HS on microbiota composition, mucosal structure, oxidant-antioxidant balance mechanism, immunity, and barrier integrity in the gut, and production performance of farm animals along with the dietary ameliorations of HS. Also, this review attempts to explain the mechanisms how these biological responses are affected by HS.
This study aimed to present a mouse model of ovalbumin (OVA) induced allergic diarrhea under a sub-barrier system and investigate the development of gut microbiota in this model. Male BALB/c mice were systemically sensitized with OVA or sham-sensitized with saline, and followed by oral OVA intubation, leading to OVA-specific acute diarrhea. Compared with sham-sensitized mice, sera OVA-specific IgG1 and total IgE in OVA-sensitized mice were dramatically elevated, and the number of mast cells was greatly increased in the jejunum of the OVA-sensitized mice. Principle component analysis of the DGGE profile showed that samples from group of OVA-sensitized mice and group of sham-sensitized mice were scattered into two different regions. Real-time PCR analysis showed that the number of 16S rRNA gene copies of Lactobacillus in the colon of OVA-sensitized mice decreased significantly, while there was no significant difference in the number of Bifidobacterium and total bacteria. In conclusion, OVA-specific allergic diarrhea was successfully induced under a sub-barrier system, and changes of allergic reactions during induction was coupled with changes in gut microbiota, especially the number of colonic Lactobacillus, but the role of gut microbiota in the development of food allergic reactions needs to be further evaluated.
The maintenance of poultry gut health is complex depending on the intricate balance among diet, the commensal microbiota, and the mucosa, including the gut epithelium and the superimposing mucus layer. Changes in microflora composition and abundance can confer beneficial or detrimental effects on fowl. Antibiotics have devastating impacts on altering the landscape of gut microbiota, which further leads to antibiotic resistance or spread the pathogenic populations. By eliciting the landscape of gut microbiota, strategies should be made to break down the regulatory signals of pathogenic bacteria. The optional strategy of conferring dietary fibers (DFs) can be used to counterbalance the gut microbiota. DFs are the non-starch carbohydrates indigestible by host endogenous enzymes but can be fermented by symbiotic microbiota to produce short-chain fatty acids (SCFAs). This is one of the primary modes through which the gut microbiota interacts and communicate with the host. The majority of SCFAs are produced in the large intestine (particularly in the caecum), where they are taken up by the enterocytes or transported through portal vein circulation into the bloodstream. Recent shreds of evidence have elucidated that SCFAs affect the gut and modulate the tissues and organs either by activating G-protein-coupled receptors or affecting epigenetic modifications in the genome through inducing histone acetylase activities and inhibiting histone deacetylases. Thus, in this way, SCFAs vastly influence poultry health by promoting energy regulation, mucosal integrity, immune homeostasis, and immune maturation. In this review article, we will focus on DFs, which directly interact with gut microbes and lead to the production of SCFAs. Further, we will discuss the current molecular mechanisms of how SCFAs are generated, transported, and modulated the pro-and anti-inflammatory immune responses against pathogens and host physiology and gut health.
Zhao, Yanting;Duan, Cuilan;Zhang, Xu-xiang;Chen, Huangen;Ren, Hongqiang;Yin, Ying;Ye, Lin
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
v.28
no.6
/
pp.946-956
/
2018
The gut microbiota of aquatic animals plays a crucial role in host health through nutrient acquisition and outcompetition of pathogens. In this study, on the basis of the high-throughput sequencing of 16S rRNA gene amplicons, we examined the bacterial communities in the gut of freshwater shrimp (Macrobrachium nipponense) and in their living environments (sediment and pond water) and analyzed the effects of abiotic and biotic factors on the shrimp gut bacterial communities. High bacterial heterogeneity was observed in the freshwater shrimp gut samples, and the result indicated that both the surrounding bacterial community and water quality factors (particularly dissolved oxygen and temperature) could affect the shrimp gut bacterial community. Despite the observed heterogeneity, 57 genera, constituting 38-99% of the total genera in each of the 40 shrimp gut samples, were identified as the main bacterial population in the gut of M. nipponense. In addition, a high diversity and abundance of lactic acid bacteria (26 genera), which could play significant roles in the digestion process in shrimp, were observed in the shrimp gut samples. Overall, this study provides insights into the gut bacterial communities of freshwater shrimp and basic information for shrimp farming regarding the application of probiotics and disease prevention.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.