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养殖与自由放养欧洲盘羊核心微生物组的比较研究:揭示饮食与环境对肠道菌群的影响
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月05日 来源:Scientific Reports 3.8
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本研究针对养殖与自由放养欧洲盘羊(Ovis orientalis musimon)肠道菌群差异,通过实时定量PCR技术分析粪便样本中Firmicutes和Bacteroidetes门及Lactobacillaceae和Clostridiaceae科的丰度变化。研究发现自由放养个体中Clostridiaceae和Lactobacillaceae水平显著高于养殖个体(p<0.01),揭示了饲养方式与饮食结构对反刍动物核心微生物组的关键影响,为野生动物保护与家畜健康管理提供新见解。
在反刍动物生态系统中,肠道微生物组如同一个精密的"发酵工厂",其成员包括细菌、古菌、真菌和原生动物等,共同参与植物性饲料的分解与转化。作为反刍动物代表的欧洲盘羊(Ovis orientalis musimon),这个被人类引入波兰的"野生绵羊",其消化系统微生物群落正面临着现代养殖实践与自然栖息地的双重挑战。以往研究多聚焦于该物种的种群生态学,而对维系其健康的关键微生物组知之甚少,特别是在不同饲养条件下核心菌群的变化规律尚未阐明。这正是弗罗茨瓦夫环境与生命科学大学动物育种研究所的Jakub Smoliński团队开展此项研究的初衷。
研究人员选取波兰卢布斯卡省养殖场与下西里西亚省自然保护区的各10只健康成年盘羊,采用非侵入性粪便采样法获取微生物组研究材料。通过Genomic Mini AX Stool试剂盒提取DNA,利用特异性引物进行实时定量PCR(RT-PCR)分析,靶向检测Firmicutes和Bacteroidetes两个优势菌门,以及具有重要代谢功能的Lactobacillaceae和Clostridiaceae菌科。实验采用△△Ctq相对定量法,数据经Statistica软件进行t检验和主成分分析(PCA),以揭示饲养方式对微生物组成的定量影响。
在"结果"部分,研究发现呈现三个关键维度:首先,门水平分析显示两组间Firmicutes和Bacteroidetes的相对丰度无统计学差异,但个体变异显著,如自由放养组9FR个体的Bacteroidetes占比高达80%以上。其次,科水平分析发现自由放养组Clostridiaceae和Lactobacillaceae的DNA含量是养殖组的3倍(p<0.01),其中2FR个体的Clostridiaceae水平尤为突出。最后,PCA分析表明养殖组微生物组成更趋同质化(解释方差69.5%),而自由放养组呈现更高多样性。
讨论部分深入阐释了这些发现的科学价值:自由放养组较高的Clostridiaceae水平可能源于缺乏养殖场的常规疫苗接种,这类产丁酸菌(butyrate-producing bacteria)的增殖反映了自然选择压力。而Lactobacillaceae的富集则与多样化植物性饮食相关,该菌群通过产生乳酸维持肠道酸性环境,抑制病原体生长。研究特别指出,尽管两组在门水平上相似,但个体间差异显著,这种"宿主效应"提示微生物组研究需考虑个体化因素。
这项发表于《Scientific Reports》的研究首次系统比较了欧洲盘羊在不同生境下的核心微生物组特征,其意义体现在三方面:为野生动物适应性进化提供微生物视角;揭示兽医干预措施可能改变野生菌群平衡;建立了反刍动物微生物研究的标准化方法框架。正如作者强调的,理解Clostridiaceae和Lactobacillaceae等关键功能菌群的动态变化,将有助于开发基于微生物组的反刍动物健康管理策略,在保护生物学与可持续畜牧业间架起新的桥梁。
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