《Biology》：Leucine Enhances Stress Resistance in Honeybees (Apis mellifera L.) by Modulating Sestrin-Dependent Antioxidant Responses
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简单总结：精液包含动物自身的微生物群以及环境污染物。然而，精浆微生物群与精子质量之间的相互关系尚未明确界定。本研究调查了公猪精浆中的微生物及其与精子质量差异（合格组：高质量 vs. 不合格组：低质量）的关系。最常见的细菌门为厚壁菌门（Firmicutes）、拟
简单总结：精液包含动物自身的微生物群以及环境污染物。然而，精浆微生物群与精子质量之间的相互关系尚未明确界定。本研究调查了公猪精浆中的微生物及其与精子质量差异（合格组：高质量 vs. 不合格组：低质量）的关系。最常见的细菌门为厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、变形菌门（Proteobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）。一些属如卟啉单胞菌属（Porphyromonas）和拟杆菌属（Bacteroides）丰度较高。精子质量较差的样本具有更高的微生物多样性，表明微生物群落存在失衡。细菌门柔膜菌门（Tenericutes）与精子浓度呈强烈负相关，提示该类群水平升高与精子浓度降低相关。低质量样本中其他几种细菌也更普遍，表明可能存在菌群失调（dysbiosis，一种不健康的微生物平衡）。总之，本研究表明公猪精浆中含有复杂的微生物组，可影响精子质量，可能增强或损害公猪繁殖性能。未来需要采用鸟枪法宏基因组测序（shotgun metagenomic sequencing）并扩大样本量涵盖不同猪品种，以更好地理解微生物组的基因组内容及其对精液质量的影响。
摘要：精液质量是种公猪繁殖性能的关键决定因素，新近证据表明精液微生物组可能影响精子功能。然而，精浆微生物组的组成及其与精子质量的关系仍缺乏表征。本研究旨在调查公猪精浆的微生物组成及其与精子质量的关联。从杜洛克公猪（Duroc boars）收集的精液样本被分析并分类为合格组（Passed，≥70%正常形态）或不合格组（Failed，<70%正常形态）。通过离心分离精浆，并利用16S/ITS rRNA基因测序进行分析。优势细菌门为厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、变形菌门（Proteobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）。最丰富的属包括卟啉单胞菌属（Porphyromonas）、拟杆菌属（Bacteroides）和枝孢菌属（Cladosporium）。仅细菌微生物组的香农多样性指数（Shannon diversity index）在不合格组中显著更高（p = 0.038）。此外，相关性分析显示柔膜菌门（Tenericutes）与精子浓度呈负相关（r = ?0.90；p = 0.014）。线性判别分析（Linear discriminant analysis）识别出与精子质量相关的微生物生物标志物，包括红球菌属（Rhodococcus）、鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）、乳杆菌属（Lactobacillus）、链球菌属（Streptococcus）和埃姆佩多杆菌属（Empedobacter）。这些属在不合格组中丰度增加，提示正常精液微生物群落受到破坏。总之，公猪精浆中栖息着独特的细菌和真菌微生物组，且与精子形态相关。
**论文解读：公猪精浆微生物组与精子形态的关联研究**
**研究背景**
在养猪业中，精液质量是决定公猪繁殖效率的关键因素，直接影响人工授精（AI）计划的成功率和商业猪生产的盈利能力。高质精液可提高受胎率和产仔数，因此精液评估是选择高生育力精液用于AI的必需程序。精液含有不同的微生物种群，包括细菌、真菌和机会致病菌，这些微生物可能通过代谢副产物或竞争营养对精子质量产生不利影响。传统上，基于细菌培养的金标准方法用于量化集落形成单位并鉴定微生物种类，但该方法无法检测不可培养的细菌，且不能充分揭示精液微生物组与精子质量之间的关联。随着16S rRNA测序和生物信息学分析的进步，研究者能够获得更高的分类学分辨率并鉴定更广泛的细菌物种。然而，关于猪精液微生物组的研究仍处于早期阶段，特别是精浆微生物群与精子质量变异（尤其是精子形态）之间的关系尚未被深入探究。研究人员假设：公猪精浆微生物组成和多样性的变化与精液质量的差异（以精子形态为指标）相关。本研究旨在表征公猪精浆的微生物组成，并评估其与精子质量的关联。
**研究内容与结论**
研究人员从杜洛克种公猪（n = 45，来源：Prestage Farms Inc., West Point, MS, USA商业公猪站）采集45份精液样本，根据精子正常形态率≥70%或<70%分为合格组（Passed）和不合格组（Failed）。通过离心获得精浆（seminal plasma, SP），经16S rRNA和ITS扩增子测序分析微生物群落，并结合线性判别分析效应大小（LEfSe）和Spearman相关分析探讨微生物类群与精子质量参数的关系。结论：不合格样本中细菌香农多样性指数显著升高；柔膜菌门（Tenericutes）与精子浓度呈显著负相关；鉴定出多个与精液质量相关的微生物生物标志物（如不合格组富集链球菌属、乳杆菌属等）；精浆中含有与精子形态相关的独特细菌和真菌微生物组，提示微生物群落组成与精子质量存在潜在关联。该研究发表在《Biology》。
**主要关键技术方法**
该研究采用以下关键技术：（1）样本来源：从商业化公猪站（Prestage Farms Inc., West Point, MS, USA）采集45头健康有生育力的杜洛克公猪精液；（2）精液质量评估：使用计算机辅助精子分析系统（IVOS II）测定总活力、前向活力、正常形态率、浓度等参数，依据精子形态正常率≥70%分为合格组（n=10）和不合格组（n=10）；（3）微生物组分析：对精浆进行16S rRNA V3-V4区和ITS2区扩增子测序，利用DADA2流程推断扩增子序列变异（ASV），通过QIIME计算α多样性指数（Chao1, Shannon）和β多样性（Bray-Curtis主坐标分析），并用LEfSe识别组间差异微生物生物标志物；（4）绝对丰度定量：通过实时定量PCR（qPCR）标准曲线法估算细菌16S rRNA和真菌ITS基因拷贝数；（5）统计分析：采用Wilcoxon秩和检验、PERMANOVA和Spearman相关分析。
**研究结果**
**3.1 精液质量分析**：合格组的总活力、前向活力、正常形态率、浓度和近端液滴比例均显著高于不合格组（p < 0.05）。
**3.2 绝对丰度**：通过qPCR定量，不合格组精浆中细菌16S rRNA基因拷贝数均值（261,284.9个/μL）高于合格组（35,229.7个/μL），真菌ITS基因拷贝数不合格组（66.2个/μL）也高于合格组（12.7个/μL），但组间差异均不显著（p > 0.05）。
**3.3 公猪精浆微生物群落分类学谱**：共鉴定出25个细菌门、46个纲、78个目、140个科、429个属和2013个种；真菌方面鉴定出4个门、11个纲、17个目、25个科、28个属和35个种。优势细菌门为放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、厚壁菌门（Firmicutes）和变形菌门（Proteobacteria），其中厚壁菌门在合格组和不合格组中相对丰度分别为33.2%和45.2%；拟杆菌门分别为37.6%和33.7%。真菌门中担子菌门（Basidiomycota）最丰富（合格组50.6%，不合格组39.5%）。所有类群水平上组间相对丰度差异均不显著（p > 0.05）。
**3.4 公猪精浆微生物多样性**：α多样性方面，细菌Chao1指数组间无显著差异，但不合格组细菌Shannon指数显著升高（p = 0.038）；真菌Chao1和Shannon指数均无显著差异。β多样性（Bray-Curtis）分析显示细菌和真菌群落组间均无显著差异（p > 0.05）。
**3.5 与精液质量相关的微生物生物标志物鉴定**：LEfSe分析（LDA > 2.8）识别出20个关键细菌生物标志物，其中合格组富集了鞘氨醇单胞菌科（Sphingomonadaceae）、诺卡菌科（Nocardioidaceae）、红球菌属（Rhodococcus）和鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）；不合格组富集了柔膜菌门（Tenericutes）、梭菌纲（Clostridia）、柔膜菌纲（Mollicutes）、梭菌目（Clostridiales）、拟杆菌目（Bacteroidales）、毛螺菌科（Lachnospiraceae）、颤螺菌科（Ruminococcaceae）、普雷沃菌科（Prevotellaceae）、乳杆菌科（Lactobacillaceae）、链球菌属（Streptococcus）、乳杆菌属（Lactobacillus）和埃姆佩多杆菌属（Empedobacter）。真菌中仅银耳纲（Tremellomycetes）在不合格组显著富集。
**3.6 主要门与α多样性指标的相关性分析**：Spearman相关分析显示，细菌门柔膜菌门（Tenericutes）与精子浓度呈显著负相关（r = ?0.90, p = 0.014）；真菌门子囊菌门（Ascomycota）与精子浓度呈正相关（r = 0.80, p = 0.027）。此外，精子正常形态率与细菌微生物组的Shannon指数（r = ?0.95, p < 0.001）和Simpson指数（r = ?0.86, p = 0.012）呈显著负相关。真菌α多样性指标与精液参数无显著相关。
**总结讨论与结论**
讨论部分指出，不合格样本中较高的细菌多样性可能反映菌群失调，但高多样性未必总是有害。合格组中富集的鞘氨醇单胞菌科和红球菌属等已被报道与正常精液质量相关；不合格组中富集的柔膜菌门、链球菌属、乳杆菌属等则与精子质量降低有关，但乳杆菌的效应具有物种依赖性。真菌银耳纲的富集提示可能的环境污染或机会致病菌作用。研究强调了环境和管理因素对精浆微生物的影响。结论部分翻译如下：
本研究提供了初免抗生素的公猪原精液微生物组分析，表明公猪精浆中含有与种公猪精子形态相关的多样化细菌和真菌群落。在不合格精液中观察到特定类群（如厚壁菌门、梭菌纲、拟杆菌属、座囊菌纲、枝孢菌属）的分布差异，而合格精液则包含变形菌门、卟啉单胞菌属和马拉色菌纲。研究还指出了可能的精液质量生物标志物：不合格精液对应链球菌属、乳杆菌属、梭菌纲和银耳纲；合格精液对应鞘氨醇单胞菌属和红球菌属。这些发现提示精液微生物组与精液质量性状之间存在潜在关系，但需进一步研究确定这些微生物关联的功能和因果意义。尽管样本量有限且仅使用单一商业品种，本研究为公猪精液微生物组提供了重要见解，并提出了新策略，包括鸟枪法宏基因组测序（shotgun metagenomic sequencing）、更大队列和多个猪品种，以通过基于微生物组的干预措施改善低质量精液的繁殖成功率。
