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生命科学与工程学院李英研究员在《Gut Microbes》发表最新研究成果

  • 发布时间:2020年07月06日

    6月25日,《Gut Microbes》(中科院一区,IF=7.4)在线发表了题为“Life-long dynamics of the swine gut microbiome and their implications in probiotics development and food safety” 的论文。我校生命科学与工程学院李英研究员为本论文的第一作者,佛山科学技术学院为第一单位,华南农业大学王修启教授为合作作者,中国农业大学王军军教授和美国阿肯色大学知名学者为通讯作者。

    肠道菌群在猪营养、健康和疾病等方面起着重要作用,通过调控肠道菌群促进猪健康是实现低抗养殖的一个重要途径。

    在前期合作研究中,团队以17头仔猪为实验对象,收集了胎便、哺乳期、保育期、生长期、育肥期四个阶段的粪便样品,利用基于16S rDNA深度测序和分析方法,发现猪不同生长阶段肠道菌群组成和结构显著不同(见图一)。其中,差别最大的是哺乳期。进一步,用置换多变量方差分析(PERMANOVA)研究了年龄、体重、饮食、性别、个体猪和母猪等因素对猪肠道菌群的影响。发现饮食、年龄和体重都是塑造猪肠道微生物组的重要因素,其中饮食是最重要的影响因素,解释了约35%的变异。


图一 不同生长阶段猪肠道菌群结构的纵向变化


       为了确定生长性能相关的细菌类群,探索潜在的益生菌。用随机森林模型,以500个细菌单元分类作为特征,体重作为结果,进行回归分析,预测得到每个阶段生长性能相关的前50种细菌特征。发现每一个生长阶段跟生长相关的菌属是不一样的,而且这些生长相关的菌属既包含常驻菌也包含过路菌,我们的结果提示不同的生长阶段能促进生长的菌也是不一样的(Wang et al.2019,Microbiome)。在此基础上,本研究鉴定了不同生长阶段猪肠道菌群核心菌群,并提出使用混合的、针对不同生长阶段的组合益生菌,以最大程度促进猪健康生长的观点。此外,猪肉作为全世界消费最多的肉类,也是食源性致病菌的主要来源,大部分关于猪肉食品安全的研究集中在猪屠宰之后,然而本研究发现,有些致病菌例如图二的弯曲杆菌属(Campylobacter)和大肠杆菌属的一些菌从猪出生就存在,其相对丰度随生长而发生变化(图二),这一结果提示猪出栏前的生长时期可作为食品安全干预的新窗口。(Li et al. 2020 Gut Microbes)


图二:猪不同生长时间点粪便中病原微生物相对含量的动态变化

(生命科学与工程学院)