背景
基于个体间肠道微生物群组成差异的人群分层揭示了在人类和各种动物物种中存在若干生态型，称为肠型（enterotypes）。肠型通常与环境因素（包括饮食）有关，但关于宿主遗传在其中作用的了解尚且有限。此外，肠型具有的功能特性可能与其宿主的不同能力和易感性有关。此前，我们发现，在受控条件下，60日龄的猪群体稳定地分为两种肠型：一种以普雷沃氏菌（Prevotella）和光岡菌（Mitsuokella）（PM肠型）为关键菌群，另一种以瘤胃球菌（Ruminococcus ）和密螺旋菌（Treponema）（RT肠型）为关键菌群。在本研究中，我们的目标是以猪作为模型，研究宿主基因对肠型组合的影响，并为肠型功能差异及其与生长性状的联系提供线索。
结果
我们建立了两个猪品系，在 60 日龄时对每种肠型的细菌属对丰度进行了对比，并在连续三代中对它们的粪便微生物群组成和生长情况进行了评估。
对三代选择反应的研究显示，每个品系被选择肠型的流行率以及直接和间接被选择细菌属的平均相对丰度都有所增加。与 RT 肠型相比，PM 肠型的多样性较低，但对断奶后仔猪的生长更有效。鸟枪法宏基因组测序揭示了两种肠型的细菌种类丰富度差异。通过使用KEGG Orthology数据库，我们发现与淀粉降解和多糖代谢相关的功能在PM肠型中富集，而与一般核苷运输和肽/镍运输相关的功能在RT肠型中富集。我们的结果还表明，PM和RT肠型可能在缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的代谢上存在差异，分别促进其生物合成和降解。
结论
我们通过实验证明，肠型是功能性生态系统，可以通过对宿主遗传施加压力进行整体选择。此外。我们还强调，在育种计划中应将共生功能体视为选择单位。这些结果为全面利用宿主遗传、微生物群多样性和肠型功能特性来理解共生功能体的塑造和适应铺平了道路。
注：共生功能体，holobiont，即将宿主及其微生物群作为一个完全成熟的活的生物体。
期刊简介
BMC 开放获取期刊 Microbiome 致力于为微生物生态学的研究人员提供一个良好的学术研讨平台。期刊接收范围包括微生物群在人类、动物、植物或环境中定殖的研究。
2022 IF：15.5
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Driving gut microbiota enterotypes through host genetics
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