本土与商业猪种粪便微生物组差异及其功能预测研究：揭示遗传背景对肠道菌群的影响

本研究针对本土猪种Nero Siciliano(NS)与商业杂交猪(Landrace×Large White)在相同饲养条件下粪便微生物组的差异展开。通过16S rRNA测序和PICRUSt2功能预测分析，发现NS猪表现出更高的微生物多样性及动态变化，其菌群富含Prevotella等纤维降解菌属；功能预测显示NS猪生物合成通路更活跃，而商业猪能量代谢通路占优。该研究首次系统比较了两种遗传背景猪的肠道菌群特征，为优化猪群健康管理和本土猪种资源保护提供了理论依据。

　　

在畜牧业发展中，猪肠道微生物组被称为"第二基因组"，其组成与宿主健康、营养代谢和免疫功能密切相关。然而当前研究多集中于商业化猪种，对具有独特遗传背景的本土猪种如意大利西西里黑猪(Nero Siciliano, NS)的肠道菌群特征知之甚少。随着消费者对特色畜产品需求增长，揭示本土猪种与商业猪种的微生物组差异，不仅关乎遗传资源保护，更对开发精准饲养策略具有重要意义。

研究人员选取5头NS猪和7头商业杂交猪(CB)，在相同饲养条件下，于0天(T0)、30天(T1)和60天(T2)三个时间点采集粪便样本。通过Illumina MiSeq平台对16S rRNA基因V3-V4区测序，使用DADA2算法生成ASVs(扩增子序列变体)，采用DESeq2进行差异分析，PICRUSt2预测功能通路，并检测血清炎症标志物(HP、WBC、CRP)建立关联。

Alpha和Beta多样性分析

α多样性显示NS猪的Observed、Chao1等指数显著高于CB猪(p<0.01)，表明其菌群丰富度更高且随时间波动明显。β多样性分析(PCoA)显示两品种样本显著分离(R²=0.49, p=0.001)，NS猪样本随时间变化更显著，提示其菌群具有更强适应性。

分类学组成特征

两品种均以Bacteroidetes(34.4-46.9%)和Firmicutes(32.7-47.8%)为主。NS猪的Prevotella相对丰度持续较高(T0:29.1%, T2:19.7%)，而CB猪的Lactobacillus从T0的11.2%降至T2的1.2%。差异分析发现NS猪富集Saccharofermentans等纤维降解菌，CB猪则富含Roseburia等丁酸产生菌。

功能预测分析

NS猪的生物合成通路(75.96% vs 75.37%)和大分子修饰通路(0.67% vs 0.58%)显著更高(p<0.05)，而CB猪的能量代谢通路(10.27% vs 9.75%)更活跃。相关性分析显示能量代谢通路与HP水平呈正相关(ρ=0.62)。

炎症标志物比较

CB猪的HP水平显著高于NS猪(p<0.05)，而WBC和CRP无显著差异。结合功能预测结果，提示菌群代谢活性差异可能影响宿主的炎症反应。

该研究首次系统揭示了NS猪与商业猪种在肠道菌群结构和功能上的显著差异。NS猪表现出更高的菌群多样性和动态变化，富含纤维降解菌属，这与该品种适应粗放饲养的遗传特性相符。功能预测差异表明，商业猪种可能通过增强能量代谢通路优化生长性能，而NS猪则倾向于维持更复杂的生物合成能力。这些发现为理解遗传背景-菌群-宿主互作提供了新视角，对开发品种特异性饲养方案、保护本土猪种资源具有重要价值。未来研究可进一步解析关键菌株与宿主代谢的分子机制，为精准畜牧业发展提供理论支撑。