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生命科學(xué)與工程學(xué)院李英研究員在《Gut Microbes》發(fā)表最新研究成果

發(fā)表時(shí)間：2020-07-03

6月25日，《Gut Microbes》（中科院一區(qū)，IF=7.4）在線發(fā)表了題為“Life-long dynamics of the swine gut microbiome and their implications in probiotics development and food safety” 的論文。我校生命科學(xué)與工程學(xué)院李英研究員為本論文的第一作者，佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院為第一單位，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)王修啟教授為合作作者，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)王軍軍教授和美國(guó)阿肯色大學(xué)知名學(xué)者為通訊作者。

腸道菌群在豬營(yíng)養(yǎng)、健康和疾病等方面起著重要作用，通過調(diào)控腸道菌群促進(jìn)豬健康是實(shí)現(xiàn)低抗養(yǎng)殖的一個(gè)重要途徑。

在前期合作研究中，團(tuán)隊(duì)以17頭仔豬為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，收集了胎便、哺乳期、保育期、生長(zhǎng)期、育肥期四個(gè)階段的糞便樣品，利用基于16S rDNA深度測(cè)序和分析方法，發(fā)現(xiàn)豬不同生長(zhǎng)階段腸道菌群組成和結(jié)構(gòu)顯著不同（見圖一）。其中，差別最大的是哺乳期。進(jìn)一步，用置換多變量方差分析（PERMANOVA）研究了年齡、體重、飲食、性別、個(gè)體豬和母豬等因素對(duì)豬腸道菌群的影響。發(fā)現(xiàn)飲食、年齡和體重都是塑造豬腸道微生物組的重要因素，其中飲食是最重要的影響因素，解釋了約35％的變異。

圖一不同生長(zhǎng)階段豬腸道菌群結(jié)構(gòu)的縱向變化

為了確定生長(zhǎng)性能相關(guān)的細(xì)菌類群，探索潛在的益生菌。用隨機(jī)森林模型，以500個(gè)細(xì)菌單元分類作為特征，體重作為結(jié)果，進(jìn)行回歸分析，預(yù)測(cè)得到每個(gè)階段生長(zhǎng)性能相關(guān)的前50種細(xì)菌特征。發(fā)現(xiàn)每一個(gè)生長(zhǎng)階段跟生長(zhǎng)相關(guān)的菌屬是不一樣的，而且這些生長(zhǎng)相關(guān)的菌屬既包含常駐菌也包含過路菌，我們的結(jié)果提示不同的生長(zhǎng)階段能促進(jìn)生長(zhǎng)的菌也是不一樣的（Wang et al.2019，Microbiome）。在此基礎(chǔ)上，本研究鑒定了不同生長(zhǎng)階段豬腸道菌群核心菌群，并提出使用混合的、針對(duì)不同生長(zhǎng)階段的組合益生菌，以最大程度促進(jìn)豬健康生長(zhǎng)的觀點(diǎn)。此外，豬肉作為全世界消費(fèi)最多的肉類，也是食源性致病菌的主要來源，大部分關(guān)于豬肉食品安全的研究集中在豬屠宰之后，然而本研究發(fā)現(xiàn)，有些致病菌例如圖二的彎曲桿菌屬(Campylobacter)和大腸桿菌屬的一些菌從豬出生就存在，其相對(duì)豐度隨生長(zhǎng)而發(fā)生變化（圖二），這一結(jié)果提示豬出欄前的生長(zhǎng)時(shí)期可作為食品安全干預(yù)的新窗口。（Li et al. 2020 Gut Microbes，)