長(zhǎng)期以來，科學(xué)家重點(diǎn)關(guān)注反芻動(dòng)物瘤胃微生物的菌群組成和功能，而全消化道微生物對(duì)飼料利用效率、甲烷生成和宿主健康的功能解析尚未完成。近日，中科院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所(以下簡(jiǎn)稱亞熱帶生態(tài)所)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位聯(lián)合開展了反芻動(dòng)物全消化道微生物組的結(jié)構(gòu)和功能研究。相關(guān)研究成果發(fā)表于《微生物組》。
研究人員選取了奶牛、水牛、牦牛、山羊、綿羊、狍子和獐子7種代表性反芻動(dòng)物，采集了瘤胃、小腸等全消化道10個(gè)區(qū)段的食糜樣品共370個(gè)，構(gòu)建了反芻動(dòng)物全消化道微生物基因集，組裝了超過10000個(gè)非冗余的微生物基因組，且在種水平上鑒定出了8745個(gè)新基因組。專家認(rèn)為，這些新基因組極大地拓展了反芻動(dòng)物全消化道微生物基因組資源，在分類學(xué)上大幅提升了對(duì)反芻動(dòng)物消化道微生物的分辨率。
同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)組裝微生物基因組的氫酶分布進(jìn)行了系統(tǒng)解析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，反芻動(dòng)物消化道中約60%的微生物編碼氫酶基因能夠進(jìn)行氫代謝。這些微生物分布在24個(gè)門、72個(gè)目和304個(gè)屬中。其中，約50%微生物基因組能通過發(fā)酵途徑產(chǎn)生氫分子，有95個(gè)甲烷菌基因組能利用氫生成甲烷，其他消耗氫微生物有352個(gè)。
“該研究首次構(gòu)建了反芻動(dòng)物氫代謝微生物基因組數(shù)據(jù)庫(kù)，證實(shí)了全消化道微生物具有廣泛代謝氫的能力，這將為提高飼料利用效率和減少甲烷排放提供科技支撐。”亞熱帶生態(tài)所研究員王敏告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。
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