揭秘中国本土猪种肠道微生物群与生长性状的关联：为养猪业发展点亮新希望

猪生长性能受多种因素影响，其中肠道微生物群（gut microbiota）的作用尚不明确。研究人员以巴马香（BMX）和二花脸（EHL）猪为对象，分析其肠道微生物与生长性状关系。结果发现多种相关细菌及功能通路，为改善猪生长性能提供依据。

　　在生机勃勃的养猪世界里，猪的生长性能可是关乎养殖户 “钱袋子” 的关键指标。一直以来，大家都知道遗传、健康、饮食等因素会影响猪的生长，可肠道里那些小小的微生物群，它们在猪的生长过程中到底扮演着什么角色呢？这成了科学家们迫切想要解开的谜团。以往的研究大多聚焦在遗传、饮食和疾病对猪生长的影响上，虽然也有研究表明肠道微生物群和猪的生长有关，但具体是哪些细菌在起作用，背后的机制又是什么，却一直没有答案。而且，之前的研究大多只关注粪便样本，不同肠道部位的微生物组成差异很大，却很少有人系统地去研究。另外，西方商业猪和中国本土猪的生长速度差异明显，这和肠道微生物组成有没有关系呢？带着这些疑问，江西农业大学的研究人员踏上了探索之旅。
研究人员一头扎进了对中国本土猪种的研究中，他们挑选了巴马香（BMX）和二花脸（EHL）这两种具有代表性的猪种，精心饲养在同一个农场里。从这 500 头猪身上，研究人员收集了 244 份巴马香猪的粪便样本和 256 份二花脸猪的盲肠内容物样本。接下来，他们运用 16S rRNA 基因测序技术，就像拿着一把神奇的钥匙，打开了肠道微生物世界的大门，详细分析了这些样本中的微生物组成。同时，他们还借助 PICRUSt2 软件预测了肠道微生物群的潜在功能，构建共丰度组（CAGs）来探究微生物之间的关系。经过一系列复杂又严谨的分析，研究人员有了重大发现，这些成果发表在了《BMC Veterinary Research》上。
研究人员用到的主要关键技术方法有：首先是样本采集，选取 500 头来自两个猪种的健康猪，分别收集粪便和盲肠内容物样本；接着进行 16S rRNA 基因测序，分析微生物 DNA；然后运用 QIIME2 软件对测序数据进行生物信息学分析，包括序列处理、分类注释等；利用 PICRUSt2 预测微生物功能；构建 CAGs 分析微生物相关性；通过多种统计分析方法探究微生物与生长性状的关联。
下面来看看具体的研究结果：

• 猪生长性状的表型值：对有测序和表型数据的 204 头巴马香猪和 238 头二花脸猪分析发现，它们 240 日龄体重（BW₂₄₀）、300 日龄体重（BW₃₀₀）和平均日增重（ADG）的表型值都符合正态分布。
• 肠道微生物群的系统发育组成和类别特征：在 500 个样本中，共聚类出 5266 个 ASV，经筛选后保留 927 个进行分析。巴马香猪粪便微生物中，厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidota）和螺旋体门（Spirochaetota）占主导；二花脸猪盲肠微生物中，拟杆菌门、厚壁菌门和螺旋体门相对丰度位居前三。同时还确定了两个猪种的核心细菌。
• 猪肠道微生物组的全局变化与生长性状的关联：虽然肠道微生物的 α- 多样性与生长性状无显著相关性，但巴马香猪粪便中 F/B 比值与 ADG 呈负相关。研究人员构建 CAGs 后发现，巴马香猪粪便中有 3 个 CAGs 与 BW₃₀₀和 ADG 显著负相关，1 个 CAG 与 ADG 正相关；二花脸猪盲肠中有多个 CAGs 与不同生长性状呈现不同的相关性。
• 与猪生长性状相关的肠道细菌分类群的鉴定：采用两部分模型分析，在巴马香猪中鉴定出 14 个与生长性状显著相关的 ASV，二花脸猪中有 5 个。这些 ASV 所属的细菌类群对猪生长性能有不同影响。
• 肠道微生物群预测的宏基因组功能能力与猪生长性状的关联：通过 KEGG 通路预测发现，巴马香猪中消化系统、聚糖生物合成和代谢等通路与生长性状相关；二花脸猪中信号分子和相互作用、异生物质生物降解和代谢等通路与生长性状相关。而且，生长性状相关微生物与这些通路之间也存在特定关联。
• 肠道微生物组对猪生长性状表型变异的解释：经 100 次交叉验证，在不同显著性水平下，肠道微生物组能解释一定比例的猪生长性状表型变异。
  研究结论和讨论部分意义重大。研究人员成功描绘出不同猪种和肠道部位的肠道微生物群组成，找到多个与猪生长性状显著相关的 ASV，这些 ASV 所属细菌主要参与多糖和复杂碳水化合物发酵产生丁酸，这对猪的生长很关键。同时，发现一些与聚糖和异生物质代谢相关的潜在功能通路也和猪生长性状有关，这表明肠道微生物群在猪生长过程中起着重要作用。虽然 16S rRNA 基因测序的分类分辨率有限，功能预测也只是基于测序数据的推断，但该研究为理解肠道微生物如何影响猪生长性状提供了新视角，为通过调节肠道微生物来改善猪生长性能奠定了基础。未来，研究人员可以进一步分离与生长相关的细菌物种，验证其因果关系，深入探究背后的机制，这有望为养猪业带来新的突破，让养殖户收获更多的经济效益。