研究人员利用表型聚类分析及菌株分离技术揭示长双歧杆菌促进宿主生长代谢的调控机制

来源：网络 2025-02-02 09:12

研究以犊牛为研究对象通过表型聚类及菌株分离技术揭示了双歧杆菌潜在改善宿主生长的益生作用。

近日，微生物学权威期刊《微生物组》（Microbiome）在线发表了我校动科学院曹志军教授团队的研究论文《犊牛后肠道核心细菌双歧杆菌通过调控微生物功能及宿主代谢改善幼龄宿主生长表型》（Core microbe Bifidobacterium in the hindgut of calves improves the growth phenotype of young hosts through regulating microbial functions and host metabolism），以犊牛为研究对象通过表型聚类及菌株分离技术揭示了双歧杆菌潜在改善宿主生长的益生作用。

宿主的肠道微生物组对其生长发育发挥着重要的调控作用，与主观分组相比，表型聚类可能是揭示犊牛生长状态与肠道微生物组之间关系的更全面的方法。然而，利用表型聚类方法对肠道核心有益菌进行鉴定并验证其潜在益生作用的研究仍然较少。在本试验中，根据29个表型指标，采用表型聚类分析将犊牛分为两类，聚类1及聚类2。与聚类1相比，聚类2中的犊牛表现出更好的生长性能，包括体重、平均日增重和干物质摄入量，以及更高的血清指标，包括更高水平的总超氧化物歧化酶、白细胞介素-6和胰岛素样生长因子-1。

进一步通过多组学揭示了不同表型组犊牛后肠道微生物群的显著差异特征，并证明了双歧杆菌潜在的益生功能，也发现其能够显著降低肠道中抗性基因的多样性及丰度。最后利用细菌分离及培养技术，我们成功从犊牛的粪便中分离出一株长双歧杆菌菌株（B. longum 1109），小鼠的验证试验表明，此菌株的灌服显著提高了小鼠体重，并促进了结肠上皮的生长与发育。

此外，小鼠相关血清学指标也证明，双歧杆菌能够提高其血液及抗氧化能力并降低了炎症的风险。

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、高铎与新疆农业大学联合培养博士生蒋文为论文的共同第一作者，曹志军教授为论文的通讯作者。李胜利教授对本研究提供了全程指导，刘帅副教授、肖鉴鑫副教授、李蒙蒙副教授和王蔚副教授给予了大力支持。该研究获得宁夏回族自治区重点研发项目（2024BBF01006）、国家面上项目（32272902）及中国博士后创新人才支持计划（BX20230419）的资助。

曹志军教授是学校2115国家级创新团队 智能养殖与饲料高效利用 负责人，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），主办四届国际后备牛大会（2018，2020，2022， 2024）。第一或通讯作者在农业、奶业与动物科学领域顶级期刊《奶业科学杂志》（Journal Dairy Science）发表文章15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。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。2025年1月发布首个国际奶业领域垂直大模型 孺子牛大模型-AI4DLLM，在国内外具有一定的影响力。

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