猪肠道真菌生物地理学与动态演替及其与腹泻的关联研究

【字体: 时间:2025年06月05日 来源:Journal of Animal Science and Biotechnology 6.3

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  本研究针对猪肠道真菌群落的空间分布、时序动态及其与腹泻的关联展开深入探究。研究人员通过采集不同肠段(十二指肠、空肠、回肠、盲肠、结肠)和生长阶段(哺乳期至育肥期)的样本,结合ITS测序技术,揭示了真菌多样性随肠段和年龄的显著变化规律,并鉴定出腹泻仔猪中Kazachstania、Diutina等致病菌的富集特征。该研究为理解真菌-宿主互作机制及仔猪腹泻防控提供了新视角。

  

在畜牧业和生物医学研究中,猪作为重要经济物种和人类疾病模型,其肠道微生物组与健康的关系备受关注。尽管细菌群落研究已较为深入,但真菌作为肠道微生物组的"暗物质",其组成规律和功能机制仍存在显著知识空白。尤其在仔猪断奶期,肠道菌群紊乱导致的腹泻问题每年造成巨大经济损失,而真菌在此过程中的作用几乎未被探索。现有研究多局限于细菌层面,且真菌因培养困难、丰度低等特点,其空间分布规律和发育动态缺乏系统性数据。

浙江省农业科学院的研究团队在《Journal of Animal Science and Biotechnology》发表论文,首次绘制了猪肠道真菌的完整生物地理图谱,并揭示其与腹泻的关联机制。研究采用多维度实验设计:通过采集8头180日龄猪的6个肠段样本解析空间分布特征;追踪18头猪从哺乳期到育肥期的粪便样本揭示时序动态;另比较32对腹泻与健康仔猪的粪便菌群差异。所有样本通过ITS2区测序进行真菌群落分析,结合α多样性指数、PCoA和LEfSe等多重生物信息学方法解析数据。

Biogeography of the pig intestinal fungi
研究首次发现猪肠道真菌呈现明显的梯度分布:回肠的Shannon指数显著低于其他肠段(P<0.05),而大肠和粪便的丰富度最高(P<0.05)。PCoA显示小肠与大肠真菌结构显著分离(R=0.44)。核心真菌类群中,Kazachstania slooffiae在全肠道持续存在,其在回肠的相对丰度达峰值(>20%);十二指肠和空肠则以具有抗炎潜力的Geotrichum candidum为主,盲肠和结肠则富集纤维素降解菌Piromyces。

Succession of the fecal fungi in pigs
断奶成为真菌群落演替的关键节点:哺乳期以Candida tropicalis为特征菌,断奶后Diutina catenulata相对丰度激增22.35%(NP2阶段),育肥期则出现免疫调节菌Sterigmatomyces halophilus。值得注意的是,Aspergillus restrictus、Tahromyces munnarensis和D. catenulata构成贯穿终生的核心真菌三巨头,其动态变化与饲料转换密切相关。

Comparison of fungal composition between diarrheal and healthy piglets
腹泻仔猪展现出独特的真菌特征:不仅α多样性显著升高(P<0.05),更富集Kazachstania slooffiae等潜在致病菌(LEfSe分析LDA>3.0)。健康仔猪则保留更多Geotrichum candidum和纤维素降解菌Tahromyces munnarensis。特别值得注意的是,腹泻组检测到产毒真菌Aspergillus nidulans和Fusarium verticillioides,其产生的黄曲霉毒素和伏马菌素可能协同加剧肠道损伤。

该研究建立了猪肠道真菌研究的基准数据集,揭示真菌群落的空间异质性和发育规律具有重要理论价值。实践层面,鉴定出的Geotrichum candidum等有益菌可作为益生菌开发靶点,而Kazachstania slooffiae与腹泻的关联为早期预警提供了生物标志物。研究还提示饲料配方需考虑其对真菌群落的影响,例如增加纤维素可能促进Piromyces等有益菌增殖。这些发现不仅对畜牧业健康养殖具有指导意义,也为人类肠道真菌研究提供了跨物种参考模型。

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