Comparison of the endometrial microbiome of cows under eco-farm conditions in the early and late dry periods / Сравнение микробиома эндометрия коров в условиях экофермы в ранний и поздний сухостойный период

The system of keeping and feeding cows in eco-farms is close to their natural habitat, which ensures a low incidence of postpartum endometritis. However, in late dry period, compared to the early one, the risk of uterine microbiome disorder and morbidity increases. The aim of the study was to determine the differences in the structure and functions of the uterine microbiome of clinically healthy Ayrshire cows (n=3) at the beginning and end of the dry period in the conditions of the Valaam Monastery eco farm using the method of targeted NGS sequencing. During NGS sequencing of the endometrial microbiome, 9 superphyla and phyla of microorganisms were found in the early dry period, and significantly less in the late period. The endometrial microbiome of cows in the eco-farm conditions contained a significant number of representatives of the Moraxellaceae family (8.7±0.54 in the early dry period and 26.1±2.26% in the late dry period). The content of Lactobacillaceae in the early dry period of cows was 6.0±0.39%. In the late dry period, the number of these bacteria decreased by 12.9 times compared to the early one. Bioinformatics analysis allowed us to identify and annotate 392 potential metabolic pathways of the endometrial microbiota. Comparing the early and late dry periods in cows, a statistically significant change in the functional activity of 28 of these pathways was found. Under the conditions of an eco farm, a diverse and abundant taxonomic composition of the microbiota was revealed in the reproductive tract of cows, in particular, an increased content of lactobacilli compared to the results obtained in the study of animals on industrial farms.

Аннотация: Система содержания и кормления коров в условиях экоферм приближена к естественной 2среде обитания, что обеспечивает низкий уровень заболеваемости послеродовыми эндометритами. Однако в поздний сухостойный период по сравнению с ранним риск нарушения микробиома матки и заболеваемости увеличивается. Цель исследования методом таргетного NGS-секвенирования определить различия в структуре и функциях микробиома матки клинически здоровых коров айширской породы (n=3) в начале и конце сухостойного период в условиях экофермы Валаамского монастыря. При проведении NGS-секвенированимикробиома эндометрия в период раннего сухостоя было обнаружено 9 суперфилумов и филумо микроорганизмов, а в период позднего – значительно меньше. Микробиом эндометрия коров в условиях экофермы содержал значительное количество представителей семейства Moraxellaceae (8,7±0,54 – в период раннего сухостоя и 26,1±2,26 % – позднего). Содержание Lactobacillaceae в ранний сухостойный период у коров составляло 6,0±0,39 %. В период позднего сухостоя количество данных бактерий падало в 12,9 раза по сравнению с ранним. Биоинформатический анализ позволил выявить и аннотировать 392 потенциальных метаболических пути микробиоты эндометрия. При сравнении раннего и позднего сухостойного периода у коров было обнаружено статистически значимое изменение функциональной активности 28 из этих путей. В условиях экофермы в репродуктивном тракте коров выявлен разнообразный и многочисленный таксономический состав микробиоты, в частности, повышенное содержание лактобактерий по сравнению с результатами, полученными при исследовании животных на индустриальных фермах.