Abstract Microbiome studies in animal science using 16S rRNA gene sequencing have become increasingly common in recent years as sequencing costs continue to fall and bioinformatic tools become more powerful and user-friendly. The combination of molecular biology, microbiology, microbial ecology, computer science, and bioinformatics—in addition to the traditional considerations when conducting an animal science study—makes microbiome studies sometimes intimidating due to the intersection of different fields. The objective of this review is to serve as a jumping-off point for those animal scientists less familiar with 16S rRNA gene sequencing and analyses and to bring up common issues and concerns that arise when planning an animal microbiome study from design through analysis. This review includes an overview of 16S rRNA gene sequencing, its advantages, and its limitations; experimental design considerations such as study design, sample size, sample pooling, and sample locations; wet lab considerations such as field handing, microbial cell lysis, low biomass samples, library preparation, and sequencing controls; and computational considerations such as identification of contamination, accounting for uneven sequencing depth, constructing diversity metrics, assigning taxonomy, differential abundance testing, and, finally, data availability. In addition to general considerations, we highlight some special considerations by species and sample type.

Abstract The gut microbiome plays important roles in the maintenance of health and pathogenesis of diseases in the growing host. In order to fully comprehend the interplay of the gut microbiome and host, a foundational understanding of longitudinal bacteriome and mycobiome development is necessary. In this study, we evaluated enteric bacterial, fungal and host dynamics throughout the lifetime of commercial swine. We collected a total of 234 fecal samples from 9 pigs across 31 time points in 3 developmental stages (5 preweaning, 15 nursery, and 11 growth adult). We then performed 16S rRNA amplicon sequencing for bacterial profiles and qPCR for the fungus Kazachstania slooffiae . We identified distinct bacteriome clustering according to the host developmental stage, with the preweaning stage exhibiting low bacterial diversity and high volatility amongst samples. We further recovered clusters of bacterial populations that were considered core, transient and increasing throughout the host lifetime, suggesting distinct yet important roles by which these differing bacterial population clusters played in the different host stages. Kazachstania slooffiae was absent in the preweaning stage but peaked during the nursery stage of the host. We determined that all host growth stages contained negative correlations between K. slooffiae and bacterial genera, with only the growth adult stage containing positive correlates. The lack of positive correlates and shared K. slooffiae-bacteria interactions between stages warrants future research into the interactions amongst these kingdoms for host health. This research is foundational for understanding how the bacteriome and mycobiome develop singularly, as well as within a complex ecosystem in the host’s gut environment.