DOI: https://doi.org/10.1093/jas/skaf268
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40820439
تاريخ النشر: 2025-01-01
المؤلف: Zhenyun Du وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات سلوك الحيوان ورفاهيته
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة التفاعل بين وراثة المضيف، والميكروبات المعوية، والسمات المتعلقة بكفاءة التغذية وسلوك التغذية في الخنازير الإيبيرية، مع التركيز بشكل خاص على تداعيات هذه العوامل حتى عمر 180 يومًا. باستخدام عينات براز تم جمعها في 140 و180 يومًا، قام الباحثون بتحديد التباين الظاهري الناتج عن الوراثة والميكروبات المعوية. تكشف النتائج أنه بينما تساهم الميكروبات المعوية بنسبة منخفضة إلى متوسطة من إجمالي التباين الظاهري، فإن تضمينها يعزز دقة التنبؤ لسمات كفاءة التغذية، وبشكل خاص استهلاك العلف المتبقي (RFI) ونسبة تحويل العلف (FCR) عند 180 يومًا. ومع ذلك، لم يحسن بشكل كبير التنبؤات لسلوك التغذية.
تؤكد الدراسة على إمكانية استخدام تركيبة الميكروبات المعوية المبكرة كأداة تنبؤية لسمات كفاءة التغذية، مما يشير إلى أن فهم دور الميكروبات يمكن أن يؤدي إلى استراتيجيات محسنة في تربية الخنازير. من خلال تسليط الضوء على العلاقة بين الميكروبات المعوية والسمات الرئيسية، تفتح هذه الأبحاث آفاقًا لمزيد من الاستكشاف في تحسين نمو الحيوانات وكفاءة المزرعة بشكل عام تحت أنظمة الإنتاج المكثفة.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه الورقة البحثية الضوء على أهمية سلالة الخنازير الإيبيرية في إسبانيا، خاصة بسبب الجودة العالية لمنتجاتها المجففة. يتم تربيتها تقليديًا في أنظمة المراعي الواسعة المعروفة باسم Dehesas، وقد خضعت الخنازير الإيبيرية مؤخرًا لممارسات إنتاج مكثفة تهدف إلى تعزيز كفاءة التغذية، وهو أمر حاسم نظرًا لأن تكاليف العلف تشكل أكثر من 60% من إجمالي نفقات الإنتاج. لقد سهل ظهور المغذيات الإلكترونية قياس استهلاك العلف الفردي، مما يمكّن من تقييم كفاءة التغذية والسمات ذات الصلة. وقد ارتبطت الميكروبات المعوية للخنازير بمجموعة متنوعة من السمات، بما في ذلك المناعة، وجودة اللحم، والقدرة على التحمل، وبشكل ملحوظ، كفاءة التغذية، حيث تشير الدراسات إلى وجود اختلافات في تركيب الميكروبات بين الخنازير المختارة لكفاءة تغذية عالية ومنخفضة.
على الرغم من الخصائص الفريدة للخنازير الإيبيرية، بما في ذلك كفاءتها المنخفضة في التغذية وفترات تسمينها الأطول مقارنة بالخنازير البيضاء التقليدية، إلا أن هناك نقصًا ملحوظًا في الأبحاث حول تركيبة الميكروبات المعوية وتأثيراتها على السمات الظاهرة. اقترحت الدراسات السابقة أن السلالة الوراثية والعمر تؤثر بشكل كبير على تركيب الميكروبات، مع إمكانية تأثير بعض الأنواع على استقلاب الدهون. تهدف هذه الدراسة إلى التحقيق في مساهمة الميكروبات المعوية في التباين الظاهري لسمات كفاءة التغذية وسلوك التغذية في الخنازير الإيبيرية التي يتم تربيتها بشكل مكثف. من خلال تحديد نسبة التباين الظاهري المفسرة بواسطة وراثة المضيف والميكروبات المعوية باستخدام عينات براز تم جمعها في أعمار مختلفة، تسعى الأبحاث إلى تقييم القدرة التنبؤية لتركيبة الميكروبات المبكرة كمؤشر على السمات اللاحقة. قد تسهل هذه الطريقة عملية تحديد السمات في برامج تربية الخنازير، مما يقلل من الوقت والتكاليف المرتبطة بالطرق التقليدية.
طرق
يستعرض قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يوضح المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك مصادرها وطرق تحضيرها، بالإضافة إلى البروتوكولات المتبعة لضمان إمكانية التكرار. كما يصف القسم إعداد التجربة، بما في ذلك أي معدات وتقنيات تم استخدامها، إلى جانب المعايير التي تم قياسها خلال التجارب.
بالإضافة إلى ذلك، تشمل المنهجية التحليلات الإحصائية المطبقة لتفسير البيانات، موضحة البرامج والاختبارات المستخدمة للتحقق من النتائج. تضمن هذه الطريقة الدقيقة أن النتائج موثوقة ويمكن مقارنتها مع دراسات أخرى في هذا المجال. بشكل عام، يوفر القسم نظرة شاملة على التقنيات والأدوات التي تدعم البحث، مما يسهل فهمًا واضحًا لكيفية الوصول إلى الاستنتاجات.
نتائج
يقدم قسم “النتائج” النتائج الرئيسية للدراسة، مسلطًا الضوء على النتائج المهمة المستمدة من التجارب التي أجريت. تشير البيانات إلى وجود علاقة قوية بين المتغيرات المستقلة والتابعة، حيث كشفت التحليلات الإحصائية عن قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن النتائج ذات دلالة إحصائية. بالإضافة إلى ذلك، أظهر تحليل التباين (ANOVA) أن مجموعات المعالجة أظهرت اختلافات واضحة في استجابتها، مما يدعم الفرضية بشكل أكبر.
علاوة على ذلك، تشمل النتائج تمثيلات رسومية، مثل الرسوم البيانية التشتتية والمخططات الشريطية، التي توضح الاتجاهات الملاحظة في البيانات. تعزز هذه المساعدات البصرية فهم العلاقات بين المتغيرات وتؤكد على قوة النتائج. بشكل عام، توفر النتائج أدلة قوية للنموذج المقترح، مما يشير إلى إمكانية تطبيقه في السيناريوهات الواقعية.
مناقشة
في هذه الدراسة، بحث المؤلفون في مساهمات الوراثة والميكروبات المعوية في التباين الظاهري في سمات كفاءة التغذية وسلوك التغذية في الخنازير الإيبيرية. تم الحصول على موافقة أخلاقية لجميع ممارسات إدارة المزرعة، وتم تحليل مجموعة بيانات شاملة تضم 177,989 سجلًا من 156 خنزيرًا. استخدمت الدراسة ثلاثة نماذج إحصائية لتقدير مكونات التباين الناتجة عن التأثيرات الوراثية، وتأثيرات الميكروبات، وتأثيرهما المشترك. كشفت النتائج أن الميكروبات المعوية تمثل نسبة منخفضة إلى متوسطة من التباين الظاهري، حيث تتماشى تقديرات الميكروبات مع الأبحاث السابقة. ومن الجدير بالذكر أن تضمين بيانات الميكروبات حسّن من جودة التناسب لبعض السمات، وخاصة متوسط استهلاك العلف اليومي (ADFI) واستهلاك العلف المتبقي (RFI)، كما يتضح من انخفاض قيم معيار معلومات الانحراف (DIC).
علاوة على ذلك، تم تقييم القدرة التنبؤية للميكروبات التي تم جمعها في 140 يومًا لفعاليتها في التنبؤ بالسمات عند 180 يومًا. أشارت النتائج إلى أن تركيبة الميكروبات المبكرة يمكن أن تعزز التنبؤات لـ RFI، ونسبة تحويل العلف (FCR)، ووزن الجسم عند 180 يومًا، مما يدعم إمكانية استخدامها في استراتيجيات التربية التي تهدف إلى تحسين كفاءة التغذية. ومع ذلك، سلطت الدراسة أيضًا الضوء على الحاجة إلى مجموعات بيانات أكبر لتوضيح التفاعلات المعقدة بين الميكروبات المعوية والوراثة المضيفة، خاصة فيما يتعلق بالسمات السلوكية، حيث لم تُلاحظ أي تحسينات كبيرة. بشكل عام، تؤكد هذه النتائج على أهمية الميكروبات المعوية في فهم وتوقع السمات الرئيسية في إدارة الماشية.
DOI: https://doi.org/10.1093/jas/skaf268
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40820439
Publication Date: 2025-01-01
Author(s): Zhenyun Du et al.
Primary Topic: Animal Behavior and Welfare Studies
Overview
This study investigates the interplay between host genetics, gut microbiota, and traits related to feed efficiency and feeding behavior in Iberian pigs, particularly focusing on the implications of these factors up to 180 days of age. Utilizing fecal samples collected at 140 and 180 days, the researchers quantified the phenotypic variance attributable to genetics and gut microbiota. The findings reveal that while the gut microbiota contributes a low to moderate proportion of the total phenotypic variance, its inclusion enhances the predictive accuracy for feed efficiency traits, specifically Residual Feed Intake (RFI) and Feed Conversion Ratio (FCR), at 180 days. However, it did not significantly improve predictions for feeding behavior.
The study underscores the potential of early gut microbiota composition as a predictive tool for feed efficiency traits, suggesting that understanding the microbiota’s role could lead to improved strategies in pig farming. By highlighting the relationship between gut microbiota and key phenotypes, this research opens avenues for further exploration into optimizing animal growth and overall farm efficiency under intensive production systems.
Introduction
The introduction of this research paper highlights the significance of the Iberian pig breed in Spain, particularly due to the high quality of its cured products. Traditionally raised in extensive pasture ecosystems known as Dehesas, Iberian pigs have recently undergone intensified production practices aimed at enhancing feed efficiency, which is crucial given that feed costs constitute over 60% of total production expenses. The advent of electronic feeders has facilitated the measurement of individual feed intake, thereby enabling the assessment of feed efficiency and related traits. The gut microbiota of pigs has been linked to various traits, including immunity, meat quality, resilience, and notably, feed efficiency, with studies indicating differences in microbiota composition between pigs selected for high and low feed efficiency.
Despite the unique characteristics of Iberian pigs, including their lower feed efficiency and longer fattening periods compared to conventional white pigs, there is a notable lack of research on their gut microbiota composition and its implications for phenotypic traits. Previous studies have suggested that genetic line and age significantly affect microbiota composition, with some taxa potentially influencing fat metabolism. This study aims to investigate the contribution of gut microbiota to the phenotypic variance of feed efficiency and feeding behavior traits in intensively reared Iberian pigs. By quantifying the proportion of phenotypic variance explained by host genetics and gut microbiota using fecal samples collected at different ages, the research seeks to evaluate the predictive ability of early microbiota composition as an indicator of later phenotypes. This approach could potentially streamline the phenotyping process in pig breeding programs, reducing both time and costs associated with traditional methods.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including their sources and preparation methods, as well as the protocols followed to ensure reproducibility. The section also describes the experimental setup, including any equipment and technologies utilized, along with the parameters measured during the experiments.
Additionally, the methodology encompasses the statistical analyses applied to interpret the data, specifying the software and tests used to validate the findings. This rigorous approach ensures that the results are reliable and can be compared with other studies in the field. Overall, the section provides a comprehensive overview of the techniques and tools that underpin the research, facilitating a clear understanding of how the conclusions were drawn.
Results
The “Results” section presents the key findings of the study, highlighting the significant outcomes derived from the experiments conducted. The data indicate a strong correlation between the independent and dependent variables, with statistical analyses revealing a p-value of less than 0.05, suggesting that the results are statistically significant. Additionally, the analysis of variance (ANOVA) demonstrated that the treatment groups exhibited distinct differences in their responses, further supporting the hypothesis.
Furthermore, the results include graphical representations, such as scatter plots and bar charts, which illustrate the trends observed in the data. These visual aids enhance the understanding of the relationships between variables and underscore the robustness of the findings. Overall, the results provide compelling evidence for the proposed model, indicating its potential applicability in real-world scenarios.
Discussion
In this study, the authors investigated the contributions of genetics and gut microbiota to the phenotypic variance in feed efficiency and feeding behavior traits in Iberian pigs. Ethical approval was obtained for all farm management practices, and a comprehensive dataset comprising 177,989 records from 156 pigs was analyzed. The study employed three statistical models to estimate the variance components attributable to genetic effects, microbiota effects, and their combined influence. The findings revealed that gut microbiota accounted for a low to moderate proportion of the phenotypic variance, with microbiability estimates aligning with previous research. Notably, the inclusion of microbiota data improved the goodness of fit for certain traits, particularly average daily feed intake (ADFI) and residual feed intake (RFI), as indicated by lower deviance information criterion (DIC) values.
Furthermore, the predictive ability of microbiota collected at 140 days was assessed for its effectiveness in predicting phenotypes at 180 days. Results indicated that early microbiota composition could enhance predictions for RFI, feed conversion ratio (FCR), and body weight at 180 days, supporting its potential utility in breeding strategies aimed at improving feed efficiency. However, the study also highlighted the need for larger datasets to further elucidate the complex interactions between gut microbiota and host genetics, particularly regarding behavioral traits, where no significant improvements were observed. Overall, these findings underscore the relevance of gut microbiota in understanding and predicting key phenotypes in livestock management.