肌醇在产蛋鸡活性胃肠道微生物群中的作用：品系比较

《Journal of the Science of Food and Agriculture》：myo-Inositol's role in laying hens’ active gastrointestinal microbiota: a strain comparison

　　

背景：肌醇（myo-inositol, MI）是一种环醇，参与细胞代谢和植酸降解，但研究人员对其在产蛋鸡胃肠道（gastrointestinal tract, GIT）微生物群中的影响仍知之甚少。本研究调查了梯度日粮MI补充对两个商业产蛋鸡品系活性GIT微生物群落的影响。结果：Lohmann Brown Classic（LB）和Lohmann LSL-Classic（LSL）产蛋鸡被饲喂补充0、1、2或3 g MI kg^?1饲料的日粮。通过16S rRNA基因扩增测序（基于cDNA）评估了来自嗉囊、十二指肠、回肠和盲肠的623个黏膜和食糜样本的活性微生物群。微生物群落组成主要由GIT部位（R2=0.43）决定，其次是宿主品系（R2=0.03）和样本类型（R2=0.02）。MI补充解释了较小比例的方差，但显著影响了特定分类群，尤其是在嗉囊和盲肠。总体而言，66个扩增子序列变异（amplicon sequence variant, ASV），包括Limosilactobacillus、Bacteroides和Roseburia的成员，在不同MI浓度间存在差异。观察到品系依赖性响应，LB产蛋鸡的黏膜和食糜群落之间显示出更大的分离，而LSL产蛋鸡在十二指肠和回肠食糜中表现出更多MI响应的ASV。相关性分析揭示了Ligilactobacillus与产蛋数和蛋黄MI浓度之间的关联，以及Alistipes与蛋重之间的关联。结论：日粮MI补充诱导产蛋鸡活性GIT微生物群的局部和品系依赖性改变。尽管这些效应与宿主基因型和GIT部位相比是适度的，但研究结果首次提供了MI-微生物群相互作用与产蛋性状潜在相关性的证据。? 2026 The Author(s). Journal of the Science of Food and Agriculture published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of Society of Chemical Industry.

肌醇在产蛋鸡活性胃肠道微生物群中的作用：品系比较

论文解读

**研究背景与问题**

肌醇（myo-inositol, MI）是一种环醇，广泛存在于动植物体内，以游离形式或结合于磷脂和肌醇磷酸酯中，参与细胞信号传导、渗透调节和脂质代谢等生理过程。肠道通过完全降解植酸释放MI的能力取决于宿主黏膜酶和微生物酶活性。日粮补充游离MI可提高产蛋鸡肠道食糜中的MI浓度，但MI对肠道微生物群的影响尚不清楚。某些肠道细菌具有利用MI作为碳源的遗传机制，可能在肠腔MI浓度较高时获得竞争优势。产蛋鸡胃肠道（gastrointestinal tract, GIT）具有不同的形态和生理特征，导致不同GIT部位形成复杂的微生物群落。肠道微生物群显著影响鸡的生理状态、生产力和整体性能，较高的分类多样性和平衡的群落结构通常与改善的消化功能、营养消化率和抗病性相关。先前研究表明，日粮和鸡遗传品系相互作用影响微生物群组成。例如，钙磷供应变化对Lohmann Brown Classic（LB）和Lohmann LSL-Classic（LSL）品系的微生物群落影响不同，品系×日粮相互作用也在高纤维日粮下被观察到。此外，GIT微生物群组成与产蛋性能相关，高产蛋与高丰度的Bacillota、Pseudomonadota和Lactobacillus相关，而低产蛋则与较高的α多样性和更复杂的群落结构相关。本研究旨在表征LB和LSL产蛋鸡在梯度MI补充日粮下，来自嗉囊、十二指肠、回肠和盲肠的黏膜和食糜的活性微生物群落。研究人员旨在确定日粮MI补充是否改变活性GIT微生物群，以及响应是否因品系、GIT部位和样本类型而异。由于日粮MI可能直接影响微生物代谢，研究人员采用基于cDNA的16S rRNA基因扩增测序靶向代谢活性微生物群而非总微生物群落。该研究发表在《Journal of the Science of Food and Agriculture》。

**主要技术方法**

研究样本来源于240只LB和LSL雌性雏鸡，在标准条件下饲养至26周龄后转移至个体代谢单元，按随机完全区组设计，每品系和日粮处理设10只重复。日粮为玉米-豆粕型，分别补充0、1、2、3 g MI kg^?1饲料，饲喂4周。收集产蛋数、平均蛋重、蛋黄和蛋清MI浓度、日采食量等数据。屠宰时，从每只鸡的嗉囊、十二指肠、回肠和盲肠收集配对黏膜和食糜样本（共80只鸡，计划640个样本，最终623个样本用于分析）。采用Trizol试剂提取RNA，经DNase处理去除基因组DNA，反转录合成cDNA，对16S rRNA基因V1-V2区域进行扩增测序（NovaSeq 6000平台）。生物信息学分析使用Qiime2，通过DADA2识别扩增子序列变异（amplicon sequence variant, ASV），基于Silva数据库进行分类注释。采用置换多元方差分析（permutational multivariate analysis of variance, PERMANOVA）评估群落组成差异，线性模型鉴定MI响应的ASV，Spearman相关分析探索微生物属与生产性状及MI代谢参数的关联。

**研究结果**

**GIT部位和品系驱动活性微生物群结构**

通过PERMANOVA分析整体数据集，发现GIT部位解释了最大变异（R²=0.43），其次是宿主品系（R²=0.03）和样本类型（R²=0.02）。非度量多维尺度分析（non-metric multidimensional scaling, NMDS）显示，在ASV水平上，不同MI浓度对应的中心点呈现不均匀空间分布，且品系特异性聚类模式在小肠中出现。LB产蛋鸡在小肠黏膜中，不同MI浓度导致更大的中心点离散，表明其对日粮的微生物响应更动态；而LSL产蛋鸡聚类更稳定。盲肠样本主要按品系分组，表明该区域活性微生物群在品系间差异大于MI浓度间差异。

**日粮MI诱导分类群特异性变化，但缺乏一致剂量-响应**

在属水平上，线性模型未发现显著差异。但在ASV水平上，66个ASV在不同MI浓度间存在显著差异，其中主要属于Limosilactobacillus（11个ASV）和Bacteroides（10个ASV）。大多数MI相关差异出现在嗉囊和盲肠中，且无一致剂量-响应模式。例如，在LB嗉囊黏膜中，多个Limosilactobacillus ASV（如ASV818 Limosilactobacillus pulli）在MI0和MI1间差异显著；在LSL嗉囊食糜中，ASV389（Lactobacillus crispatus）在MI0和MI1间差异显著。在小肠中，LB产蛋鸡仅发现1个ASV（Ligilactobacillus aviarius）在回肠食糜中