隨著全球氣候變化加劇，極端低溫天氣頻發(fā)，畜牧業(yè)面臨挑戰(zhàn)。寒冷應(yīng)激易導(dǎo)致牲畜生長(zhǎng)緩慢、免疫力下降以及引發(fā)疾病甚至死亡。因此，如何提升牲畜的抗寒能力，成為保障畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的課題之一。
針對(duì)上述問題，中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院研究員楊果團(tuán)隊(duì)聯(lián)合山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，以呼倫貝爾羊（耐寒型）與湖羊（低溫敏感型）為研究對(duì)象，通過構(gòu)建綿羊冷慢性應(yīng)激模型并結(jié)合限飼控制，系統(tǒng)解析了盲腸微生物群落、代謝產(chǎn)物及宿主轉(zhuǎn)錄組的協(xié)同響應(yīng)機(jī)制。
研究發(fā)現(xiàn)，微生物代謝“分工”差異決定兩種綿羊抗寒能力的不同。具體而言，呼倫貝爾羊?yàn)楸?丁酸雙驅(qū)動(dòng)，高效節(jié)能。其盲腸微生物多樣性顯著改變，產(chǎn)丙酸的普雷沃菌與產(chǎn)丁酸的羅斯氏菌豐度增加，甲烷菌減少，促進(jìn)能量高效利用。丙酸作為葡萄糖前體，通過肝臟糖異生為全身供能，而丁酸能夠強(qiáng)化腸道屏障功能并激活免疫應(yīng)答，其濃度高于湖羊。同時(shí)，呼倫貝爾羊免疫指標(biāo)分泌型IgA水平上升，炎癥因子調(diào)控更精準(zhǔn)，能量消耗減少，平均日增重未受低溫影響。
湖羊?yàn)橐宜岽x+組織產(chǎn)熱，代價(jià)更高。其微生物群變化較小，乙酸濃度顯著增加，需依賴組織產(chǎn)熱維持體溫，導(dǎo)致能量損耗較大。同時(shí)，湖羊促炎因子IL-1β升高，抗炎因子IL-10小幅上升，免疫平衡壓力大，平均日增重顯著下降。
該研究揭示了湖羊依賴微生物-宿主互作增強(qiáng)產(chǎn)熱，而呼倫貝爾羊通過微生物功能重塑實(shí)現(xiàn)“節(jié)能型”適應(yīng)的不同響應(yīng)機(jī)制，為家畜環(huán)境適應(yīng)性研究提供了新模式，并為開發(fā)“微生態(tài)抗寒制劑”奠定了理論基礎(chǔ)。下一步，研究將擴(kuò)大樣本規(guī)模，以驗(yàn)證丙酸、丁酸及其產(chǎn)生菌在綿羊抗寒中的因果關(guān)系，并探討通過飼料添加劑或菌群移植定向優(yōu)化綿羊腸道微生態(tài)方法。
近期，相關(guān)研究成果以Enhanced propionate and butyrate metabolism in cecal microbiota contributes to cold-stress adaptation in sheep為題，發(fā)表在《微生物組》（Microbiome）上。研究工作得到中國(guó)科學(xué)院、甘肅省科學(xué)技術(shù)廳等的支持。
湖羊和呼倫貝爾羊盲腸微生物代謝對(duì)冷應(yīng)激的不同響應(yīng)機(jī)制
本文鏈接：綿羊腸道微生物調(diào)控寒冷適應(yīng)能力研究獲進(jìn)展http://www.sq15.cn/show-12-1067-0.html
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