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实验室研究团队揭示:瘤胃微生物可能对藏绵羊冷季营养胁迫适应性发挥重要作用

作者:   实验室动态来源:  点击数:  更新时间:2020-11-09


 

藏绵羊作为高原优势反刍动物之一,不但能够在高寒、低氧和冷季营养物质匮乏的恶劣环境下生存、繁衍,而且还为人类持续不断地提供肉、奶、毛等产品。这种高原适应性除了与宿主基因组有关外,还与生活在胃肠道中数以万亿计的微生物细胞有着密切的联系。对宿主基因组与微生物间互作的高原适应性调控机制探索已成为重要的理论和实践应用课题。

重点实验室肠道微生物组研究组依托甘肃农业大学学科建设专项基金等项目,以冷、暖季放牧藏绵羊为研究对象,对藏绵羊瘤胃菌群、瘤胃发酵参数及瘤胃营养吸收、上皮屏障相关基因表达进行了比较分析。冷季放牧藏绵羊挥发性脂肪酸(VFAs)显著升高,以及冷、暖季微生物区系存在显著性差异,且冷季微生物物种丰度显著高于暖季,在门水平,拟杆菌门(Bacteroidetes)在冷季显著升高,厚壁菌门(Firmicutes)在冷季显著降低;属水平与丙酸产生相关的Prevotella_1Succiniclasticum丰度在冷季表现为下降,与纤维物质降解相关的Ruminococcus_2在冷季显著升高,以及与能量代谢相关的功能表现为冷季显著升高。与此同时,冷季营养物质的匮乏导致瘤胃上皮SGLT1Claudin-4ZO-1基因表达显著降低。相关性分析发现微生物-VFAs-宿主基因之间存在着一定的关联性,瘤胃微生物驱动产生VFAs被上皮相关基因控制吸收。本研究结果对瘤胃微生物-VFAs-宿主基因之间的作用机制提出了新的见解。

这是重点实验室研究团队基于宿主-肠道菌群互作途径,揭示藏绵羊冷季适应性方面取得的重要研究进展。该首项成果为进一步探明藏绵羊冷季营养胁迫的适应机制奠定了良好的学术基础。该项研究在沙玉柱、刘秀主导下,由团队成员共同参与完成。成果近期发表在《Frontiers in Microbiology》(IF=4.235)杂志上。论文链接: https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.593062

 

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