人才强校 | 杨宁教授团队在宿主遗传和肠道菌群对饲料利用率影响方面取得重要研究进展
本网讯 近日，国际知名期刊Microbiome在线发表了我校讲席教授杨宁团队题为“Joint contributions of the gut microbiota and host genetics to feed efficiency in chickens”的研究论文。该研究通过整合分析鸡全基因组变异特点和肠道微生物组组成数据，深入探讨了宿主遗传变异和肠道菌群的关联及其对饲料利用率的影响。
饲料成本约占据家禽养殖总成本的70%，提高饲料利用率、节约饲料成本对于提高养殖效益具有至关重要的作用。饲料利用率除受宿主遗传调控外，也受宿主“第二基因组”——肠道微生物的影响。系统评估宿主遗传和各肠段微生物的联系及其对饲料利用率的贡献，挖掘与饲料利用率关联的遗传变异和肠道微生物，将为通过遗传选育和肠道菌群调控提高饲料利用率奠定重要理论基础。
肠道菌群特征存在一定的空间异质性，与仅采集粪便样本或少数肠段内容物的研究相比，该研究同时关注十二指肠、空肠、回肠、盲肠和粪便五个部分的微生物。虽然肠道微生物相似性与宿主亲缘系数相关性微弱，但微生物全基因组关联分析结果表明宿主MTHFD1L 和LARGE1基因分别与盲肠Megasphaera和Parabacteroides的相对丰度存在关联。遗传力和肠菌力估计结果显示宿主遗传和肠道菌群共同对饲料利用率产生影响，遗传效应占主体作用，而不同肠段的微生物效应存在一定差异，其中盲肠微生物对饲料利用率的影响高于其它肠段。研究进一步检测到3个与饲料利用率关联的独立SNP，并挖掘到包括Lactobacillus和受宿主遗传调控的Parabacteroides等6种微生物与饲料利用率显著相关。
该研究不仅表明宿主可能存在调控自身特定肠道微生物的机制，也揭示了宿主基因型和肠道微生物之间的交互作用影响鸡饲料利用率。因此，借助遗传选择手段，也有可能操纵特定微生物在肠道内的定植，进而实现改善宿主饲料利用率的目标。该项工作提高了我们对宿主遗传、肠道菌群与饲料利用率三者关系的认知，所采取的研究思路也为解析畜禽重要经济性状背后的遗传和肠道菌群效应提供了借鉴和参考。
我校动物科技学院博士后文超良为论文第一作者，杨宁教授和孙从佼副教授为共同通讯作者。该研究获得了国家自然科学基金重点项目（31930105）的资助，并得到学校“人才培育发展支持计划”国家级创新团队、现代农业产业技术体系（CARS-40）和中国博士后科学基金（2020M680028）项目支持。
论文链接： http://doi.org/10.1186/s40168-021-01040-x