近日,动物科学技术学院罗海玲教授团队在《国际微生物生态学会杂志》(The ISME Journal)上在线发表题为《瘤胃微生物组驱动的胆汁酸代谢和宿主代谢调控》的原创性研究成果。该研究发现绵羊瘤胃微生物组在胆汁酸代谢中的关键作用,揭示了胆汁酸生物转化的瘤胃微生物代谢途径,并发现瘤胃微生物修饰胆汁酸可以对宿主营养代谢(葡萄糖、氨基酸和脂质)产生积极影响。
胆汁酸源自宿主合成和微生物代谢,是机体营养代谢和健康的关键代谢信号物。瘤胃是反刍动物的一个独特器官,包含多样化的微生物群落,赋予宿主特殊的代谢能力,尽管在正常生理条件下瘤胃中通常不会出现胆汁酸,但瘤胃复杂的结构,加上其厌氧条件和持续暴露于多种饲草料基质,表明它可能存在尚未发现的功能细菌和参与胆汁酸代谢的功能基因。为此,本研究首先对不同反刍动物瘤胃的9371个宏基因组装基因组和329个可培养的瘤胃菌株进行功能分析,发现瘤胃中主要存在两种与胆汁酸代谢相关的酶:3-脱氢胆汁酸delta4,6-还原酶(baiN)和胆汁酸: Na+转运蛋白家族(BASS)。进而开展外源胆汁酸干预瘤胃微生态功能试验,结果证实瘤胃微生物可以代谢转化胆汁酸,产生新型微生物修饰胆汁酸。发现一个潜在胆汁酸代谢酶簇,包括 L-核酮糖-5-磷酸3-差向异构酶和二氢乳清酸脱氢酶。绵羊瘤胃微生物修饰后的胆汁酸可以入血进一步调节宿主氨基酸和脂质代谢。本研究首次揭示出瘤胃微生物组存在胆汁酸生物转化功能,并且胆汁酸与瘤胃微生物的互作可以对宿主代谢(包括葡萄糖、氨基酸和脂质代谢途径)产生影响。这项研究不仅丰富了对瘤胃微生物组的认知,并进一步补充了反刍动物胆汁酸代谢的基础理论知识,为改善动物生产性能和潜在的人类健康提供新策略。
罗海玲教授从事绵山羊研究三十多年,创建“羊营养与肉品调控团队”,系统研究了滩羊、杜泊羊、苏尼特羊、湖羊、藏羊、海南黑山羊、波尔山羊等20余种国内外品种的生产性能、产肉性能、肉质特性、风味特征等,研究开发出番茄红素、微生物E、甘草提取物、苜蓿皂苷和叶酸等营养素功能物质调控肉品质的效果和机制,发表重要论文200余篇,并主编出版专著《羊常用饲料和饲料配方》,《羊肉品质与营养调控》等中英文专著10部,专利十余项,提出羊产业量质协同提升理论与思想,获科研奖励8项,培养60余名硕博研究生。中国农业大学为该论文的第一完成单位,动物科学技术学院王炳副教授为论文的通讯作者,硕士研究生张博彦为论文的第一作者,动物科学技术学院“羊营养与肉品调控”团队负责人罗海玲教授对本研究给予了大力支持与指导。中国农业大学动物科学技术学院王蔚副教授、英国雷丁大学Sokratis Stergiadis教授对本论文给予了指导和帮助。该研究获得国家重点研发计划青年科学家项目(2022YFD1301400)和国家肉羊产业技术体系(CARS-38)项目资助。
骨干成员王炳副教授自2019年加入团队后,主要从事反刍动物营养生理与瘤胃微生态、肉羊营养与羊肉品质、饲草料资源开发利用研究。近年来以第一作者/通讯作者在《ISME Journal》《Food Research International》《Meat Science》《Animal Nutrition》《Journal of Agricultural and Food Chemistry》《Food Chemistry X》《Journal of Dairy Science》《Journal of Animal Science》《Animal Feed Science and Technology》等国际知名期刊上发表SCI论文31篇。主编《苜蓿燕麦科普系列丛书——苜蓿加工篇》;副主编《羊肉品质与营养调控》,授权发明专利2项,实用新型专利1项,申请发明专利2项。
供稿:动科学院
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编辑:李杨
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