泰和乌鸡肠道菌群时空动态特征及其与宿主生长的互作机制研究

本研究通过16S rRNA基因测序技术，对288份泰和乌鸡(TSF)从孵化到上市期间8个时间点、3个肠段样本进行系统分析，首次揭示了该珍稀品种肠道菌群随年龄和肠段变化的动态规律。研究发现肠道菌群多样性、结构和功能呈现显著时空异质性，其中盲肠菌群具有最高多样性，核心菌门为厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)，核心菌属包括乳酸杆菌(Lactobacillus)等10个关键类群。研究为通过精准调控肠道菌群提升泰和乌鸡生长性能和肠道健康提供了重要理论依据。

　　

家禽肠道是一个复杂的微生态系统，数以万亿计的微生物与宿主形成共生关系。这些"看不见的房客"不仅参与营养代谢、免疫调节等关键生理过程，其群落动态更被视为反映宿主健康的"生物传感器"。泰和乌鸡(TSF)作为具有2000多年历史的药食同源珍稀品种，其独特的黑色素沉积特性与特殊的肠道微环境密切相关。然而，现有研究多聚焦于商业鸡种或特定生长阶段，对地方品种全生命周期肠道菌群演替规律的认识仍存在显著空白。

针对这一科学问题，浙江大学动物科学学院的研究团队开展了一项系统性研究。通过对300只雌性泰和乌鸡从孵化(0周龄)到上市(21周龄)期间8个时间点、3个肠段(十二指肠、盲肠和直肠)的288份样本进行大规模采样，结合16S rRNA基因测序技术，首次绘制了泰和乌鸡肠道菌群的时空动态图谱。研究成果发表在《Animal Microbiome》期刊，为理解家禽-微生物互作提供了新的视角。

研究主要采用16S rRNA基因V4区扩增测序技术，通过DADA2流程获得扩增子序列变异(ASV)，使用SILVA数据库进行物种注释。利用α多样性指数(ACE、Shannon、Simpson)和β多样性分析(PCoA)评估菌群特征，通过LEfSe分析识别差异菌属，采用PICRUSt2预测功能潜能，并构建共现网络分析菌群互作关系。

【Alpha和beta多样性】研究显示肠道菌群多样性呈现显著时空差异。α多样性指数显示盲肠菌群丰富度(ACE指数)和多样性(Shannon指数)显著高于其他肠段，且随周龄增长呈现先升高后降低的趋势。β多样性分析表明不同周龄和肠段的菌群结构存在显著分离，其中盲肠菌群与其他肠段差异最为明显。

【菌群组成】核心菌群分析发现，泰和乌鸡肠道优势菌门为厚壁菌门(Firmicutes，76.88%)、拟杆菌门(Bacteroidetes，11.79%)、变形菌门(Proteobacteria，9.57%)等5个门类。在属水平上，乳酸杆菌(Lactobacillus，18.28%)、芽孢杆菌(Bacillus，11.43%)等10个菌属构成核心菌群。值得注意的是，21周龄时盲肠拟杆菌门相对丰度首次超过厚壁菌门，可能与性成熟和产蛋启动相关。

【时空特异性】LEfSe分析揭示了菌群组成的时空特异性：孵化时以梭菌(Clostridium_sensu_stricto_1)为主，随后迅速被其他菌属替代；十二指肠富集乳酸杆菌和芽孢杆菌；盲肠富集拟杆菌属(Bacteroides)等纤维降解菌；直肠则富集大肠杆菌-志贺菌(Escherichia-Shigella)等潜在致病菌。

【菌群互作】盲肠菌群网络分析显示，菌群互作强度在1周龄达到峰值后逐渐降低。度中心性(Degree centrality)呈现先升后降趋势，而接近中心性(Closeness centrality)随周龄持续降低，反映菌群生态关系从简单到复杂的演变过程。

【功能预测】PICRUSt2分析表明，盲肠菌群代谢功能呈现年龄依赖性变化：0周龄以核酸代谢和蛋白质合成相关通路为主；9周龄则转变为碳水化合物代谢和群体感应(Quorum sensing)等通路占优势。

这项研究首次系统阐明了泰和乌鸡肠道菌群的时空动态特征，揭示了五个重要科学发现：1)肠道菌群多样性、结构和功能具有显著时空异质性；2)盲肠菌群具有最高多样性，其组成在21周龄发生显著转变；3)核心菌群包含10个关键功能菌属；4)菌群互作网络呈现年龄依赖性演变；5)菌群代谢功能随宿主发育阶段动态调整。这些发现不仅为理解家禽-微生物共生进化提供了新证据，更为通过精准营养干预调控肠道微生态、提升泰和乌鸡生产性能和产品品质奠定了理论基础。特别是发现21周龄(产蛋初期)盲肠菌群组成的显著变化，为探索生殖-微生物轴调控机制提供了重要线索。该研究建立的泰和乌鸡肠道菌群动态数据库，可为后续开发菌群靶向调控技术和功能性饲料添加剂提供重要参考。