Construction et validation d’un premier catalogue de gènes du microbiome intestinal chez le porc

50es Journées de la Recherche Porcine, 6 et 7 février 2018, Paris, p. 49-54, par Jordi Estellé (INRA) et al.

Le porc est une espèce importante en élevage comme en recherche biomédicale. Nous avons constitué un premier catalogue de gènes du microbiome intestinal par séquençage d’ADN fécal de 287 porcs originaires de France, Chine et Danemark. Ont été identifiés 7,7 millions de gènes microbiens non-redondants et 719 espèces métagénomiques. La moitié des gènes a pu être assignée au plan taxonomique ; 98% sont des gènes de bactéries pour lesquelles les phylums les plus représentés sont les Firmicutes (28,73%) puis les Bacteroidetes (9,28%). Le catalogue du porc partage cinq fois plus de gènes avec le catalogue humain qu’avec celui de la souris, confirmant que le porc pourrait être, dans certains cas, un meilleur modèle pour l’homme que la souris. Une analyse visant à identifier et quantifier l’abondance des gènes de résistance aux antibiotiques a reflété les pratiques courantes dans chaque pays ou élevage et montré que limiter l’usage des antibiotiques dans l’alimentation réduit massivement la charge en gènes d’antibiorésistance. Le séquençage d’ADN fécal d’animaux non représentés dans le catalogue (truies gestantes, jeunes porcelets) a permis de valider que le catalogue est perfectible mais largement utilisable de par sa couverture de la diversité microbienne. Ce premier catalogue de gènes du microbiome intestinal constitue une ressource majeure pour développer la métagénomique quantitative chez le porc et contribuer à la compréhension fine de la construction des phénotypes.

The first reference gene catalogue of the gut microbiome in pigs

The pig is an important species for food production and biomedical research. We have established a first gene catalogue of the pig gut microbiome by deep sequencing fecal DNA from a cohort of 287 pigs bred in France, China and Denmark. The catalogue contains more than 7.7 million non-redundant genes. A total of 719 metagenomic species was identified. Half of the genes could be taxonomically assigned, and 98% of them corresponded to bacteria. The most abundant phyla were the Firmicutes (28.73%) and the Bacteroidetes (9.28%). The pig and human catalogues share five times as many genes as the mouse and human catalogues, supporting the use of pigs for biomedical research. Analysis of the prevalence of antibiotic resistance genes demonstrated the effect of eliminating antibiotics from animal diets and thereby reducing the risk of spreading antibiotic resistance associated with farming systems. Additional fecal samples from animals of various ages and physiological conditions (e.g. gestating sows, young piglets before and after weaning) were sequenced, and the results validated that the catalogue is perfectible but already provides a good coverage of microbial diversity. This first gene catalogue of the gut microbiome constitutes a highly valuable resource to implement quantitative metagenomics in pigs and to contribute to understand better the construction and plasticity of phenotypes.