综述：利用宏基因组学解析猪肠道微生物组的组成与功能

这篇综述系统阐述了猪肠道微生物组（Gut Microbiome）通过宏基因组学技术揭示的组成、功能及其动态变化，强调了环境（如饮食、饲养条件）与宿主（如遗传、生长阶段）因素对微生物组的调控作用，及其通过短链脂肪酸（SCFA）等代谢产物影响宿主生长性能、营养代谢和免疫调节（Immunoregulation）的机制，为畜牧业优化和医学模型研究提供了新思路。

　　

环境因素

饮食
作为塑造猪肠道微生物组的关键因素，饮食成分（如纤维、蛋白质、维生素）和添加剂（如益生菌、抗生素）显著影响菌群结构。例如，益生菌（如Lactobacillus plantarum）可提升粪便中乳酸菌数量，增加厚壁菌门（Firmicutes）丰度，同时降低潜在致病菌（如Proteobacteria）。而抗生素虽能促进生长，却会扰乱微生物平衡，增加抗生素抗性基因（ARGs）风险。膳食纤维（如菊粉）通过促进SCFA（如乙酸、丁酸）生成，增强肠道屏障功能（如ZO-1表达），并减少炎症因子（IL-6、TNF-α）。

饲养环境
不同饲养条件（如漏缝地板 vs. 垫草系统）导致菌群差异，例如垫草环境降低拟杆菌门/厚壁菌门比值。运输应激可能增加沙门氏菌检出率，而高原适应猪（如藏猪）的肠道菌群富含纤维杆菌门（Fibrobacterota），其代谢产物（如中链脂肪酸）可能帮助宿主应对低氧环境。

宿主因素

遗传与性别
猪品种（如杜洛克、长白猪）的肠道菌群存在遗传特异性，且性别影响菌群构成（如公猪富集Veillonellaceae，母猪富集Bacteroides）。宿主基因（如ABCC2-DNMBP拷贝数变异）可调控菌群多样性，而PRRSV（猪繁殖与呼吸综合征病毒）易感性与宿主非编码RNA（如LNC_000397）相关。

肠段与生长阶段
微生物分布呈现肠段特异性：十二指肠以乳酸杆菌（Lactobacillus）为主，结肠则以普雷沃菌（Prevotella）和粪杆菌（Faecalibacterium）为优势菌，参与复杂碳水化合物降解。生长阶段中，哺乳期菌群简单（以Bacteroides、Escherichia为主），断奶期多样性骤降（Enterobacteriaceae增加），育肥期逐渐稳定，普雷沃菌成为主导。

健康状态
疾病（如腹泻、回肠炎）显著改变菌群结构和功能。例如，猪流行性腹泻病毒（PEDV）感染减少乳酸菌，增加梭杆菌（Fusobacterium），并扰乱SCFA代谢。热应激则降低链球菌（Streptococcus）丰度，影响宿主耐热性。

微生物组对宿主的影响

生长性能
通过调控免疫（如提升血清IgG、IL-10）和肠道形态（如绒毛发育），益生菌（如Lactiplantibacillus plantarum P-8）可提高日增重（ADG）和饲料效率（FE）。特定菌群（如结肠中的Firmicutes）与体重增长正相关。

营养代谢
微生物功能分工明确：普雷沃菌（Prevotella）主导淀粉降解，而瘤胃球菌（Ruminococcus）参与核苷酸转运。高脂饮食促进脂肪代谢菌（如Phascolarctobacterium）增殖，而亮氨酸补充可减少体脂积累。

免疫调节
微生物代谢物（如SCFA）通过增强黏膜免疫（sIgA分泌）和减轻细胞因子风暴（如降低TNF-α）维护肠道稳态。例如，西藏猪源罗伊氏乳杆菌（Lactobacillus reuteri TPC32）能提升IgM水平，强化生化屏障功能。

结论

猪肠道微生物组的动态变化受多因素调控，其与宿主的互作机制为畜牧业（如无抗养殖）和医学研究（如人类疾病模型）提供了重要靶点。未来需结合多组学（如代谢组、蛋白组）进一步解析“宿主-菌群-环境”网络。