Integrating genome‐ and transcriptome‐wide association studies to uncover the host–microbiome interactions in bovine rumen methanogenesis

转录组 产甲烷 微生物群 瘤胃 寄主(生物学) 生物 遗传力 基因组 代谢组 基因组 遗传关联 遗传学 全基因组关联研究 微生物生态学 基因 细菌 代谢组学 生物信息学 基因型 基因表达 食品科学 单核苷酸多态性 发酵
作者
Wei Wang,Zhenyu Wei,Zhuohui Li,Jianrong Ren,Y.J. Song,Jingyi Xu,Anguo Liu,Xinmei Li,Manman Li,Huimei Fan,Liangliang Jin,Zhannur Niyazbekova,Wen Wang,Yuanpeng Gao,Yu Jiang,Junhu Yao,Fuyong Li,Shengru Wu,Yu Wang
出处
期刊:iMeta [Wiley]
卷期号:3 (5) 被引量:9
标识
DOI:10.1002/imt2.234
摘要

Abstract The ruminal microbiota generates biogenic methane in ruminants. However, the role of host genetics in modifying ruminal microbiota‐mediated methane emissions remains mysterious, which has severely hindered the emission control of this notorious greenhouse gas. Here, we uncover the host genetic basis of rumen microorganisms by genome‐ and transcriptome‐wide association studies with matched genome, rumen transcriptome, and microbiome data from a cohort of 574 Holstein cattle. Heritability estimation revealed that approximately 70% of microbial taxa had significant heritability, but only 43 genetic variants with significant association with 22 microbial taxa were identified through a genome‐wide association study (GWAS). In contrast, the transcriptome‐wide association study (TWAS) of rumen microbiota detected 28,260 significant gene–microbe associations, involving 210 taxa and 4652 unique genes. On average, host genetic factors explained approximately 28% of the microbial abundance variance, while rumen gene expression explained 43%. In addition, we highlighted that TWAS exhibits a strong advantage in detecting gene expression and phenotypic trait associations in direct effector organs. For methanogenic archaea, only one significant signal was detected by GWAS, whereas the TWAS obtained 1703 significant associated host genes. By combining multiple correlation analyses based on these host TWAS genes, rumen microbiota, and volatile fatty acids, we observed that substrate hydrogen metabolism is an essential factor linking host–microbe interactions in methanogenesis. Overall, these findings provide valuable guidelines for mitigating methane emissions through genetic regulation and microbial management strategies in ruminants.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小月986发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
ZHFENGap完成签到,获得积分10
1秒前
英姑应助王梦秋采纳,获得10
1秒前
fjuuu发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
姬师发布了新的文献求助10
3秒前
toking发布了新的文献求助10
3秒前
惠胜发布了新的文献求助10
3秒前
RY完成签到,获得积分10
4秒前
大米完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
小玲子完成签到,获得积分10
4秒前
科研小白完成签到,获得积分10
4秒前
SHIYU发布了新的文献求助30
5秒前
00小费0完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
黄油小xin完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
7秒前
sky123321完成签到,获得积分20
8秒前
追尾的猫发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
Notorious发布了新的文献求助30
9秒前
lyh应助momo采纳,获得10
9秒前
星辰大海应助infinity采纳,获得10
9秒前
Anderson732发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
研友_LN25rL发布了新的文献求助10
10秒前
雪莉完成签到 ,获得积分10
10秒前
大模型应助gyd采纳,获得10
10秒前
00小费0发布了新的文献求助10
12秒前
星辰大海应助剑影采纳,获得10
12秒前
12秒前
13秒前
王梦秋发布了新的文献求助10
13秒前
xiao双月发布了新的文献求助10
14秒前
贤惠的曼凝完成签到,获得积分10
14秒前
鱼跃发布了新的文献求助10
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Holistic Discourse Analysis 600
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
Routledge Handbook on Spaces of Mental Health and Wellbeing 500
Elle ou lui ? Histoire des transsexuels en France 500
FUNDAMENTAL STUDY OF ADAPTIVE CONTROL SYSTEMS 500
Nanoelectronics and Information Technology: Advanced Electronic Materials and Novel Devices 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5321077
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4462894
关于积分的说明 13888018
捐赠科研通 4353883
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2391403
邀请新用户注册赠送积分活动 1385061
关于科研通互助平台的介绍 1354824