Microbiota vaginal avaliada por sequenciamento de DNA de nova geração e aspectos reprodutivos de vacas leiteiras
Data
2021-06-18
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Universidade Estadual de Londrina
Resumo
Resumo: A microbiota vaginal tem demonstrado relevância no âmbito da reprodução de bovinos pois alterações em sua composição podem influenciar a fertilidade. A tecnologia de sequenciamento de nova geração (SNG), Illumina, tem sido utilizada como padrão, contudo, para uma maior precisão nas análises, a tecnologia de leituras longas, PacBio, vem sendo utilizada para melhorar a sensibilidade e especificidade do perfil taxonômico, além de reduzir o risco de falsos positivos. Com o objetivo de caracterizar a microbiota vaginal de vacas leiteiras por SNG e relacionar com aspectos reprodutivos, dois estudos foram desenvolvidos. Em ambos, após o SNG, foi analisado a abundância relativa das bactérias, e calculado os índices de Alfa e Beta diversidade. O primeiro estudo identificou a microbiota vaginal de vacas da raça holandês preto e branco (HPB; n = 13) por meio do sequenciamento de leituras longas de DNA (PacBio sequencing) e comparou os dados com a técnica convencional de leituras curtas (Illumina sequencing). Este é um dos primeiros estudos a buscar leituras em nível de espécie nas bactérias do ambiente vaginal de vacas. Por meio da plataforma PacBio foram obtidas 366.509 leituras e 631.586 leituras pela Illumina. Foi possível a identificação de 27 versus 28 filos e 677 versus 662 gêneros, no sequenciamento por PacBio e Illumina, respectivamente. Ainda, foram identificadas 677 espécies pelo PacBio. A alfa diversidade demonstrou uma forte correlação (r= 0,758), de maneira significativa (p=0,003), entre o número de espécies (PacBio) e gêneros (Illumina) considerando as diferentes técnicas. O segundo estudo teve como objetivo investigar a microbiota vaginal em vacas gestantes e não gestantes por meio da plataforma de sequenciamento PacBio. Para esse estudo foram colhidos swabs vaginais de vacas leiteiras (n=13), das quais 5 ficaram gestantes (GE) e 8 permaneceram não gestantes (NG) após a inseminação artificial realizada posterior à identificação de cio natural nessas fêmeas. Foram obtidas 366.509 leituras bacterianas, sendo agrupadas em 27 filos e 677 gêneros. Os filos mais abundantes em todas as amostras avaliadas foram Firmicutes (58%) e Bacterioidetes (32%). Na análise de beta diversidade foi observado diferença comparando as comunidades bacterianas dos grupos GE (p = 0,004) e NG (p = 0,011). Além disso, houve um agrupamento evidente das vacas que permaneceram não gestantes, demostrando que suas comunidades bacterianas são mais semelhantes quando comparado com aquelas presentes em vacas gestantes.
Abstract: The vaginal microbiota has been shown to be relevant in the field of bovine reproduction, as changes in its composition can influence fertility. The next generation sequencing technology (NGS), Illumina, has been used as a standard, however, for greater accuracy in the analysis, the long-read technology, PacBio, has been used to improve the sensitivity and specificity of the taxonomic profile, in addition to reduce the risk of false positives. To characterize the vaginal microbiota of dairy cows by NGS and relate it to reproductive aspects, two studies were developed. In both, after NGS, the relative abundance of bacteria was analyzed, and the Alpha and Beta diversity indices were calculated. The first study identified the vaginal microbiota of black and white Dutch cows (HPB; n = 13) by sequencing long DNA reads (PacBio sequencing) and compared the data with the conventional technique of short readings (Illumina sequencing). This is one of the first studies to look for species-level readings on bacteria in the vaginal environment of cows. Through the PacBio platform, 366,509 readings and 631,586 readings were obtained by Illumina. It was possible to identify 27 versus 28 phyla and 677 versus 662 genera, in sequencing by PacBio and Illumina, respectively. Furthermore, 677 species were identified by PacBio. Alpha diversity showed a strong correlation (r= 0.758), significantly (p=0.003), between the number of species (PacBio) and genera (Illumina) considering the different techniques. The second study aimed to investigate the vaginal microbiota in pregnant and non-pregnant cows using the PacBio sequencing platform. For this study, vaginal swabs were collected from dairy cows (n=13), of which 5 became pregnant (PG) and 8 remained non-pregnant (NP) after artificial insemination performed after the identification of natural heat in these females. 366,509 bacterial readings were obtained, being grouped into 27 phyla and 677 genera. The most abundant phyla in all samples evaluated were Firmicutes (58%) and Bacterioidetes (32%). In the beta diversity analysis, a difference was observed comparing the bacterial communities of the PG (p = 0.004) and NG (p = 0.011) groups. Furthermore, there was a clear grouping of cows that remained NP, demonstrating that their bacterial communities are more similar when compared to those present in PG cows.
Descrição
Palavras-chave
Bactérias, HPB, SNG, PacBio, Illumina