Influenza di Fattori Ambientali, Stagionali e Genetici sulla Composizione del Microbiota del Latte Bovino e Bufalino

The bovine and buffalo milk microbiota plays a crucial role in both animal health and the quality and safety of dairy products. Its structure and diversity are strongly influenced by environmental, seasonal, and genetic factors. This study aimed to explore the relationship between microbiota and farming conditions, with the goal of improving the safety, authenticity, and sustainability of Italian dairy production. The purpose of this project was to characterize the bulk milk microbiota from two bovine breeds (Brown and Holstein Friesian) and from Italian Mediterranean buffalo. We analyzed 141 samples collected from farms in three geographical areas of Italy (North, Center, and South) during two different seasons (spring-autumn and summer). Metagenomic analyses based on high-throughput Illumina sequencing were applied to characterize microbial communities and evaluate their variability in relation to genetic, environmental, and seasonal factors. Results showed a shared core microbiome among breeds, mainly made up of Proteobacteria, Firmicutes, and Bacteroidetes phyla, with dominant genera including Acinetobacter, Pseudomonas, Lactobacillus, Lactococcus, Bacteroides, and Helicobacter. Geographical area was the most important factor affecting microbial composition in all breeds: moving from North to South Italy, we observed an increase in Proteobacteria and a decrease in Firmicutes, together with a significant loss of microbial diversity. Overall, this study shows that milk microbiota is the result of a complex interaction between animal genetics, climate conditions, and farming practices. It provides useful knowledge to understand the mechanisms that control these interactions. The findings can be a starting point for future studies aimed at improving farm management and promoting Italian dairy production in terms of quality, safety, and sustainability.

La composizione del microbiota del latte bovino e bufalino è un aspetto di crescente interesse per la ricerca scientifica, in quanto strettamente legata sia alla qualità e sicurezza delle produzioni lattiero-casearie sia alla salute degli animali. È ormai riconosciuto che fattori ambientali, stagionali e genetici possano influenzare in modo significativo la struttura e la diversità delle comunità microbiche. Il presente lavoro si è proposto di approfondire le relazioni tra microbiota e condizioni di allevamento, con l’obiettivo di contribuire al miglioramento della sicurezza, dell’autenticità e della sostenibilità delle produzioni lattiero-casearie italiane. Lo scopo della tesi è stato quello di caratterizzare il microbiota del latte di massa proveniente da due razze bovine (Frisona Italiana e Bruna) e dalla razza bufalina Bufala Mediterranea Italiana, analizzando 141 campioni raccolti in aziende localizzate in tre aree geografiche dell’Italia (Nord, Centro e Sud) e in due differenti stagioni (primaveraautunno ed estate). Mediante approcci di metagenomica basata su sequenziamento ad alta processività su piattaforma Illumina, è stato possibile descrivere la composizione microbica dei campioni di latte e valutare come varia in relazione ai fattori genetici, ambientali e stagionali. I risultati hanno evidenziato un “core microbiota” condiviso tra le razze, costituito principalmente dai phyla Proteobacteria, Firmicutes e Bacteroidetes, con generi dominanti come Acinetobacter, Pseudomonas, Lactobacillus, Lactococcus, Bacteroides e Helicobacter. L'area geografica è risultata il fattore più influente sulla composizione microbica, in tutte le razze: spostandosi dal Nord al Sud Italia si è osservato un incremento di Proteobacteria e una riduzione di Firmicutes, e una perdita significativa di diversità microbica. Nel complesso, questo studio dimostra che il microbiota del latte è il risultato di un'interazione complessa tra genetica dell'animale, condizioni climatiche e pratiche di allevamento, fornendo nuove conoscenze utili per comprendere i meccanismi che regolano queste interazioni. I risultati costituiscono un punto di partenza per studi futuri volti a migliorare la gestione degli allevamenti e a valorizzare le produzioni lattiero-casearie italiane in un'ottica di qualità, sicurezza e sostenibilità.