藏豬腸道菌群及其與高原低氧環境適應性的研究

《藏豬腸道菌群及其與高原低氧環境適應性的研究》是李英為項目負責人，四川農業大學為依託單位的面上項目。

基本介紹

• 中文名：藏豬腸道菌群及其與高原低氧環境適應性的研究
• 項目類別 ：面上項目
• 依託單位：四川農業大學
• 項目負責人：李英

項目摘要

選擇與適應是分子進化研究的兩個基本問題。生活在高原地區的哺乳動物對於高原低氧環境的適應性進化是近期研究的熱點之一。然而，迄今為止所有的研究均集中在宿主本身的進化上，而對於這些哺乳動物的腸道微生物的進化還知之甚少。本項目中我們將以高、中、低海拔生活的藏豬及其他低海拔品種豬的新鮮糞便為實驗材料，研究高原藏豬腸道微生物的適應性進化問題。首先，我們將利用二代測序技術研究藏豬和其他品種豬的腸道微生物的多樣性，並鑑定出適應高原環境的特有菌群。其次，我們將通過宏基因組測序的方法從功能上尋找適應高原環境的基因或者代謝通路。最後，我們將通過代謝組學的研究確定這些基因的功能和代謝通路。本項目提出高原哺乳動物腸道微生物適應性進化的假設，並在藏豬中通過多種組學的方法進行驗證，本項目的研究還將為藏豬和其他地方豬種的健康和飼養提供理論基礎，並為適應高原生活的微生態製劑的研發提供依據。

結題摘要

目前，對中國高海拔動物的腸道菌群多樣性與功能的研究較少，本項目採用16S rDNA高通量測序、腸道菌宏基因組測序和基於GC-MS的宏代謝組研究方法，選擇中國高海拔藏豬與藏族人為主要研究對象，加上低海拔多個品種豬與低海拔漢族人為對照，研究高原腸道菌群結構與功能相關科學問題。 研究發現，高海拔藏豬、藏族人的腸道菌多樣性都顯著低於低海拔對照組，海拔組間的菌群結構差異顯著，主要的高海拔特異腸道菌有Acinetobacter不動桿菌屬，Arthrobacter節細菌屬，Christensenellaceae克里斯滕森菌科等。高海拔物種與低海拔對照的腸道菌功能基因存在顯著差異，其中貢獻最大3個功能基因群分別是：異種生物降解和代謝(Xenobiotics biodegradation and metabolism), 能量代謝(Energy metabolism)和其他胺基酸代謝(Metabolism of other amino acids)。高海拔藏豬與低海拔藏豬代謝組存在顯著差異，高海拔上調的代謝物主要有D-核糖(D-Ribose)，丙酸(Propanoic acid)，草酸(Ethanedioic acid)，膽甾烷醇(Cholestanol)等。 本項目研究成果對腸道菌群與高原適應關係科學問題的作出了重要貢獻，研究發現的高原特異腸道菌、功能基因群和代謝物，為未來針對高原適應相關理論研究，以及功能性產品開發奠定了重要基礎。