品种与饲养环境对猪空肠转录组和肠道微生物组的差异化塑造及互作机制

《Animal Microbiome》：Breed and housing system shape jejunal transcriptome and digesta microbiota in German Landrace and Saddleback pigs

　　

摘要

背景

可持续的养猪业需要在动物福利、生产效率和社交接受度之间取得平衡。有机养殖体系为猪提供了更丰富的环境，代表了可持续生产的典范，但需要深入理解品种、肠道微生物组和饲养环境之间的相互作用。在本研究中，我们比较了一个商业品种（德国兰西猪，GL）和一个传统品种（德国鞍背猪，GS）在不同饲养系统（常规养殖，CON；有机养殖，ECO）下的表现。我们从70日龄的生长猪中收集了空肠黏膜转录组（n = 56）和食糜微生物组（n = 100）；54个样本在两个数据集中重叠，用于所有宿主-微生物组整合分析。RNA-seq和16S-seq数据通过差异表达分析、微生物群落特征分析和基于DIABLO的数据整合方法进行评估。

结果

空肠转录组的变异主要受品种影响。GL猪表现出支持合成代谢通路的特征，包括氧化磷酸化通路上调，而GS猪则表现出专注于脂质代谢并转向能量储存的适应性特征。相比之下，饲养系统是微生物组成的主要驱动因素，ECO饲养方式富集了发酵类微生物如乳杆菌（Lactobacillus）和空肠弯曲菌（Campylobacter），这可能是因为室外暴露所致，而CON饲养方式则富集了较少的乳杆菌但更多的梭菌（Clostridium）。品种-饲养组合分析揭示了不同的适应策略：现代GL品种在转录水平和微生物水平上对饲养条件都有强烈反应，而传统GS品种虽然在转录水平上也具有响应性，但跨环境维持了更稳定的微生物群落表型。宿主-微生物组整合分析确定了一组核心宿主基因（如PCSK9和SCD），这些基因与饲养特异性微生物高度相关，定义了一个脂质-炎症轴。

结论

品种和饲养环境通过不同的策略共同塑造了猪的空肠转录组和微生物组。这些数据从分子层面提供了见解，揭示了传统和现代品种如何差异性地响应并潜在适应不同的饲养系统，对健康和生产效率具有重要意义。

临床试验编号

不适用。