Bacterial diversity in bovine rumen by metagenomic 16S rDNA sequencing and scanning electron microscopy

The bacterial diversity by 16S rDNA partial sequencing and scanning electron microscope (SEM) of the rumen microbiome was characterized. Three Nellore bovines, cannulated at the rumen, were utilized. Liquid and solid fractions from the rumen content were processed for the extraction of metagenomic DNA and later 16S rDNA amplicons were utilized to construct the WGA library for further clone sequencing. Data were analyzed by MEGA and MOTUR (University of Michigan) softwares. Approximately 97.96% of operation taxonomic units (OTUs) were related to Bacteriodetes phylum and 2.04% of sequences were affiliated to Firmicutes phylum. In the case of Bacteriodetes, the great part of sequences (47.96%) was attributed to Prevotella genus. Bacteroidetes phylum was predominant in rumen content and the Prevotella genus was the most abundant, including diverse species related to this taxon. The bacterial morphological diversity associated to plant fibers was detected by SEM and showed its role in plant biomass deconstruction beyond the detection of microbiological interactions that involved protozoa.

Resumo (português)

O estudo foi realizado para caracterizar a diversidade bacteriana por meio do sequenciamento parcial do 16S rDNA total e microscopia eletrônica de varredura (MEV) do microbioma ruminal. Foram utilizados três bovinos da raça Nelore, canulados no rúmen. As frações líquidas e sólidas do conteúdo ruminal foram processadas para extração de DNA metagenômico. Em seguida, amplicons 16S rDNA foram utilizados na construção da biblioteca WGA para posterior sequenciamento dos clones. Os dados foram analisados pelos softwares MEGA e MOTHUR (The University of Michigan). Aproximadamente 97,96% das UTOs foram relacionadas ao filo Bacteroidetes e apenas 2,04% das sequências foram afiliadas ao filo Firmicutes. Para o filo Bacteroidetes, grande parte das sequências (47,96%) foi atribuída ao gênero Prevotella. O filo Bacteroidetes foi predominante no conteúdo ruminal e o gênero Prevotella foi o mais abundante, incluindo diversas espécies relacionadas a esse nível taxonômico. A diversidade morfológica bacteriana associada às fibras vegetais foi detectada por MEV, evidenciando seu papel na desconstrução da biomassa vegetal, além da detecção de interações microbiológicas que envolvem protozoários.

Palavras-chave

bacterial community, bacterioidetes, Nellore, Prevotella, taxonomic affiliation., comunidade bacteriana, bacteroidetes, Nelore, Prevotella, afiliação taxonômica.