中国农业大学动科学院罗海玲教授团队利用多组学技术揭示放牧羔羊瘤胃微生物功能及其对养分吸收与草地可持续性影响

近日，动物科学技术学院罗海玲教授团队在微生物学权威期刊《微生物组》（Microbiome）上在线发表原创性研究成果《多组学揭示放牧羔羊瘤胃微生物组及其功能：对营养吸收与草地可持续性的启示》（Multiomics insights into rumen microbiome and function in grazing lambs: implications for nutrient absorption and grassland sustainability）。

该研究揭示了适度放牧+补饲，羔羊瘤胃微生物及瘤胃壁细胞亚群在牧草消化与短链脂肪酸代谢过程中的关键作用，明确了二者通过基因表达与细胞类群定位进而调控宿主血液代谢的分子机制。研究首次解析了天然草场第一性生产力（草原牧草）向第二性生产力（家畜生产）转化的瘤胃调控机制，为优化反刍动物管理策略、推动草原保护与畜牧生产发展奠定了理论基础。

草地畜牧业可持续发展的核心在于维持牧草采食量与家畜生产之间的动态平衡。课题组前期研究发现，适度放牧+补饲能协同提升羊肉产量与品质，提升不饱和脂肪脂肪酸和风味前体物含量；而重度放牧条件下，即使补饲，家畜仍优先促进脂肪沉积，但抑制主要风味前体物磷脂的合成，导致羊肉品质下降。这种差异与牧草经瘤胃微生物发酵转化为可利用养分及效率密切相关。

基于此，本研究综合运用宏基因组学、宏转录组学及单细胞RNA测序（scRNA-seq）等多组学技术，研究发现适度放牧+补饲在提高羔羊干物质采食量的同时，增加了草原退化指示植物裂叶蒿占采食牧草总量的比例，有利于优势种羊草的竞争优势，这种采食偏好的变化与毛螺菌科在宏基因组与宏转录组水平上呈现的丰度变化趋势密切相关。scRNA-seq分析进一步揭示，补饲增加了瘤胃壁中基底细胞、分化角质形成细胞及终末分化角质形成细胞的数量，且参与短链脂肪酸转运的溶质载体家族基因（如SLC16A1）在基底细胞中特异性富集，瘤胃微生物组与瘤胃壁细胞间的互作影响放牧羔羊血清中B族维生素及氨基酸等营养物质的代谢。

综上，本研究从瘤胃微生态层面揭示了适度放牧+补饲在保护草原生态同时向高品质家畜产品转化的重要机制。通过构建适度放牧+补饲下羔羊“牧草-瘤胃微生物-瘤胃上皮细胞-血液代谢”的互作网络，系统阐明从瘤胃微生态到血液调控营养吸收与代谢的细胞分子机制。该发现与团队前期研究证实适度放牧+补饲协同提升羊肉产量与品质的结论互为印证，从机制上提供了完整证据链。研究成果为深化理解放牧反刍动物营养代谢调控路径、构建草原生态保护与畜牧生产协同发展的可持续管理策略，提供了关键理论依据与重要数据支撑。

中国农业大学为该论文第一完成单位，动物科学技术学院罗海玲教授为通讯作者，其博士马秀花和团队成员王炳副教授为论文的共同一作，草业科学与技术学院张英俊教授和刘楠教授对本研究给予了大力支持与指导。博士生徐民乐、滕丽、张博、王智、王雨婷和硕士生刘佳灌和保杰为本研究相关试验提供了帮助。该研究由国家自然科学基金重大项目（32192463）和国家现代肉羊产业技术体系（CARS-38）资助。

罗海玲教授，博导，任国家肉羊产业体系岗位科学家、中国畜牧兽医学会养羊学分会副理事长、中国畜牧兽医学会动物营养分会理事、全国畜牧业标准委员会委员等。从事绵山羊研究近40年，领衔创建“羊营养与产品品质调控团队”，系统开展了20余个国内外绵山羊品种的生产性能、产肉性能及肉品质与风味研究。主持和完成国家级省部级重点项目和课题等10余项，发表论文200余篇，主编出版《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，获授权专利17项（已转化2项），提出羊产业“量质协同提升”理论与思想，获科研奖励8项，培养硕博研究生80余名。