中国农业大学博士生以第一作者在《Microbiome》发表微生物功能组和耐药组方面的研究成果
学术
2024-10-24 12:18
法国
近日，微生物学权威期刊《微生物组》（Microbiome）在线发表中国农业大学动科学院曹志军教授团队的研究论文《奶牛母子模型中母体胃肠道菌群物对新生犊牛肠道微生物功能组和耐药组的影响》（Maternal gastrointestinal microbiome shapes gut microbial function and resistome of newborns in a cow-to-calf model），以奶牛母子为研究模型探究了不同表型母牛的胃肠道菌群塑造新生子代肠道微生物组和耐药组特征及相关调控途径。母体胃肠道菌群是新生儿肠道微生物早期定植和发育的直接和重要来源。然而，具有不同生理表型的母亲及其新生儿之间独特或共享的微生物特征仍然缺乏详尽的探究。本项研究基于奶牛母子模型对相关问题进行了深入研究，以阐明微生物从母代传递至子代的潜在模式和途径。通过瘤胃与后肠道微生物分型分析，奶牛瘤胃和粪便中的微生物群分为两个类群。瘤胃中以普雷沃氏菌属主导的肠型组奶牛具备更好的产奶性能，而基于粪便微生物肠型划分的奶牛群体并未观察到类似现象。此外，通过粪便和瘤胃肠型的成对组合，一组具有优异表型的奶牛被进一步成功筛选。宏基因组结果表明不同表型奶牛及其子代的胃肠道微生物组差异显著。相比于粪便，奶牛的瘤胃可能是其子代胎粪微生物更重要的来源，犊牛的胎粪中继承了大量来源于母牛胃肠道的功能益生菌。此外，犊牛胎粪微生物也继承了母牛瘤胃菌群的优势代谢功能。瘤胃、粪便和胎粪的耐药组特征一致，并且从奶牛到犊牛的抗性基因丰度也呈扩大趋势，进一步研究发现抗性基因和从瘤胃到胎粪的可移动遗传元件之间的相互作用是最为显著的。代谢组分析表明从奶牛到犊牛的核心代谢物的多样性是稳定的，不受表型差异的影响。此项研究揭示了奶牛母子模型中母代与子代的微生物群、代谢功能和耐药组特征，并揭示了微生物组从母牛至犊牛的潜在垂直传播现象。这些发现为微生物群的跨代传递理论以及奶牛母子胃肠道菌群协同调控提供了新的见解。中国农业大学为该论文的第一完成单位，动科学院博士生庄一民、博士后刘帅为论文的共同第一作者，曹志军教授为论文的通讯作者。奶牛营养创新团队负责人李胜利教授对本研究给予了大力支持，该研究获得了国家自然科学基金（32272902、U20A2062）、“十四五”国家重点研发计划课题（2023YFD1300904）、拼多多-中国农业大学科研基金（PC2023B02002）项目、博士后创新人才支持计划（BX20230419）和博士后基金（2023M733801）的资助。。曹志军教授团队长期从事奶牛营养与牛奶质量研究。2015年首次提出奶牛母子一体化养殖理念与关键技术，牵头成立国际后备牛培育协作创新平台（International Calf and Heifer Organization），主办三届国际后备牛大会（2018，2020，2022）。第一或通讯作者在农林领域顶级期刊《奶业科学杂志》（Journal Dairy Science）发表文章14篇，多篇论文发表于《细胞代谢》（Cell Metabolism）、《微生物组》（Microbiome）、《npj生物膜和微生物组》（npj Biofilms and Microbiome）等国际知名期刊，2篇入选ESI高被引论文，入选全球前2%顶尖科学家。主持制定国家标准《后备奶牛饲养技术规范（GB/T37116-2018）》，成果入选农业农村部主推技术4项，获教育部科技进步一等奖（2019，排名1）、神农中华农业科技奖优秀创新团队（2023，排名1）、国家科技进步二等奖（2014，排名5）等，在国内外具有一定的影响力。![]()
