瘤胃微生物功能、发酵特征与宿主脂质代谢的协同差异：从品种比较揭示肌内脂肪沉积的微生物-宿主关联机制

《Applied Microbiology and Biotechnology》：Rumen microbiome carbohydrate metabolism is associated with host lipid metabolic differences between Wagyu and Nanyang cattle

　　

摘要

瘤胃微生物组在将膳食碳水化合物转化为与宿主生理相关的代谢物方面起着重要作用，但微生物碳水化合物代谢与宿主脂质代谢之间的关系仍未完全被理解。在此，我们比较了日本和牛和南阳牛，以研究与品种相关的肌内脂肪（IMF）沉积差异相关的微生物 - 代谢物 - 宿主关联。宏基因组分析揭示了品种间瘤胃微生物群落组成和功能谱的差异，包括与多糖降解相关的碳水化合物活性酶（CAZyme）家族丰度的差异。和牛表现出较高的糖苷水解酶（GH）家族 GH5（纤维素降解）和 GH92（α-甘露聚糖降解）丰度，而 GH13（淀粉降解）和 GH43（阿拉伯木聚糖和阿拉伯聚糖降解）在南阳牛中富集，同时还存在碳水化合物降解菌属的差异，包括普雷沃氏菌属、纤维杆菌属和丁酸弧菌属。这些微生物功能差异伴随着不同的发酵谱，和牛的瘤胃乙酸和丁酸浓度较高，而南阳牛的丙酸浓度较高。背最长肌的蛋白质组学分析确定了涉及脂质合成、脂质储存和能量代谢的蛋白质存在品种相关差异，包括 FABP4、FASN、PLIN1、ACSS2 和 IDH1，这些蛋白在和牛中表现出较高的丰度。相关性分析确定了微生物分类群、CAZyme 家族、发酵代谢物以及与脂质代谢和 IMF 沉积相关的宿主蛋白质之间的关联。总体而言，这些发现揭示了瘤胃微生物功能、发酵特征和宿主脂质代谢谱之间协调的品种相关差异，为牛 IMF 沉积相关的微生物 - 宿主代谢关联提供了见解。

关键点

• 瘤胃碳水化合物活性酶（CAZyme）谱在和牛与南阳牛之间存在差异。

• 和牛表现出较高的乙酸和丁酸水平。

• 微生物 - 挥发性脂肪酸（VFA） - 蛋白质组轴与肌内脂肪（IMF）沉积相关

图形摘要