中国农业大学动科学院李胜利教授团队揭示肠道菌群在奶牛高原适应中的调控作用

近日，中国农业大学动物科学技术学院李胜利教授团队在国际知名期刊《宏》（iMeta）在线发表研究论文《肠道菌群在高原适应中的调控作用》（The role of the gut microbiome in the regulation of high‐altitude adaptation）。本研究首次以瘤胃能量供应为切入点，对土著牦牛与终生生长于高海拔地区的荷斯坦牛瘤胃生态系统进行了全面比较，阐述了二者高原适应的特异性策略。此项研究是本团队扎根高原奶业十余年，把握关键“卡点”，持续攻关的阶段性成果。

 高海拔地区极端环境条件成为限制高原动物生长发育的重要因素。既往关于高原适应性的研究主要集中于遗传和基因组层面，肠道微生物群虽有报道，但在其作用机制仍未得到充分阐释。

 本研究选取自出生以来生长在高海拔的牦牛与荷斯坦牛为模型，应用多组学技术，包括瘤胃宏基因组学、宏转录组学和单核转录组学，对二者瘤胃生态系统进行了系统比较。研究发现，牦牛瘤胃微生物功能在碳代谢相关通路中显著富集，尤其是中心碳代谢相关通路包括糖酵解/糖异生、丙酮酸代谢和磷酸戊糖途径；荷斯坦牛具有更高的糖类特异性降解通路多样性，主要富集到淀粉和蔗糖代谢以及戊糖和葡萄糖醛酸相互转化通路。与荷斯坦奶牛相比，牦牛瘤胃上皮细胞表现出酮体代谢相关基因的表达上调和更高酮体合成和脂肪酸β氧化通路打分。研究人员引入牦牛瘤胃液移植技术并发现，在本试验条件下，移植后随时间推移瘤胃菌群中央碳代谢能力逐渐减弱，并在整个试验期内提高了荷斯坦牛的产奶量，进一步验证了瘤胃菌群调控宿主能量供应在牦牛适应高海拔环境方面的作用。

中国农业大学为该论文的第一完成单位，动物科学技术学院李胜利教授和中国农业科学院饲料所毕研亮研究员为论文的共同通讯作者，动物科学技术学院张新雨博士后为论文的第一作者，浙江大学朱森林博士后、瑞士苏黎世联邦理工大学Michael Kreuzer教授、河北农业大学纪守坤教授和中国农业大学王蔚副教授共同参与本研究并提供重要帮助。本研究得到了十四五重点研发计划（2022YFD1301001）和国家自然基金（32222081）的资助。