线粒体单倍型与青海巴美猪的肠道微生物群落组成及生长相关性状相关

《BMC Microbiology》：Mitochondrial haplotypes are associated with gut microbiota composition and growth-related traits in Qinghai Bamei pigs

　　

摘要

背景

肠道微生物受宿主遗传和环境因素的影响，可能与生长相关性状有关。本研究分析了 108 头在相同条件下饲养的成年青海巴美猪，以评估线粒体单倍型、肠道微生物群与生长相关性状之间的关联。基于线粒体 DNA (mtDNA) D-环变异的单倍型鉴定出六个单倍型，单倍型多样性 (Hd) 和核苷酸多样性 (Pi) 值分别为 0.553 和 0.199%，表明群体遗传多样性较高 (Hd > 0.5)。

结果

选择了三个主要单倍型 (Hap1, n = 68; Hap2, n = 12; Hap5, n = 22) 进行肠道微生物群比较。观察发现单倍型之间多样性存在显著差异 (P < 0.05)。在门水平上，Hap1 和 Hap2 富集了 Christensenellaceae_R-7_group 和 Treponema (P < 0.05)，而 Hap5 富集了 norank_f_Muribaculaceae 和 Prevotellaceae_NK3B31_group (P < 0.05)。

共现网络分析显示，Hap 1 组的网络结构最简单，而 Hap 2 和 5 组的网络结构要复杂得多。

功能分析表明，Hap1 中糖酵解/糖异生、淀粉和蔗糖以及丁酸盐代谢的酶丰度显著更高。Hap5 中次级胆汁酸生物合成途径的酶丰度显著更高。相关性分析进一步表明，与 Hap5 相比，Hap1 和 Hap2 中 Christensenellaceae_R-7_group 和 Treponema 的较高丰度与微生物代谢谱和改善的生长相关性状有关，包括更高的 20 日龄体重和成年体尺 (P < 0.05)。

结论

本研究在青海巴美猪的 mtDNA D-环区域鉴定出六个单倍型。测试的猪群在肠道微生物结构、代谢功能和生长性状方面表现出显著的单倍型间差异。特别是，Hap1 和 Hap2 组中 Christensenellaceae_R-7_group 和 Treponema 的丰度升高，表现出优异的生长性能。相比之下，Hap5 组中 norank_f_Muribaculaceae 和 Prevotellaceae_NK3B31_group 的水平较高，且胆汁酸代谢途径的酶丰度也更高。总体而言，宿主线粒体单倍型和肠道微生物群共同调控猪的生长性状，尽管潜在的分子机制仍需进一步研究。

图形摘要