科技日报记者 魏依晨 通讯员 高芸 我国科学家在国际农业动物领域首次发现宿主基因组中影响肠道菌群组成的因果突变，并系统阐明了其作用机理。这对于从遗传和环境因素相互作用出发培育节粮型和快长型生猪新品种具有重要参考意义。这一研究成果，于4月27日在线发表于国际学术期刊《自然》杂志。 江西农业大学供图 中国科学院院士、国家自然科学基金委员会副主任高福认为，肠道微生物是生物机体的重要组成部分，人类和猪等哺乳动物个体肠道中栖居着500-1000种不同细菌，其基因数量是宿主基因数量的300倍以上，对宿主健康和畜禽肉、蛋、奶生产具有重要影响。肠道微生物组成因受饮食、健康等多因素影响，宿主遗传是否及如何影响其肠道微生物组成国际上存在学术争议，要鉴别到宿主遗传对肠道菌群影响的因果基因突变非常艰难，是一个国际该领域研究的热点难点问题。中国科学院院士、中国畜牧兽医学会理事长黄路生教授团队发现ABO血型基因包含第八外显子的350万年前的2.3kb基因片段缺失通过调节N-乙酰半乳糖胺浓度直接影响猪肠道中丹毒丝菌科相关细菌的定植和丰度，并系统地阐明其作用机理。这是国际农业动物（猪、牛、羊、鸡等）中鉴别到的第一个影响肠道菌群的因果基因和突变，难能可贵。同时，丹毒丝菌科在人类中报道与肥胖、胆固醇代谢以及结直肠癌等相关。猪的消化系统、基因组成和器官大小等与人类相近，特别是和小鼠相比，其肠道菌群组成与人类更为相似。因此，利用猪作为模式动物，从肠道菌群和宿主基因互作出发研究人类上述疾病发病机理也具有重要的参考意义。国家自然科学基金委对这一方向予以了持续支持。 论文共同通讯作者江西农业大学陈从英教授，以及共同第一作者江西农业大学杨慧博士、吴金鸳博士向记者介绍了主要成果内容。因为饲料、健康、饲养条件和环境等多个因素影响肠道菌群组成，要破解国际上宿主遗传对肠道菌群影响这一难题，首先要增加研究群体的遗传多样性，控制环境变量，标准测定同一个体不同生长阶段、不同肠道部位的菌群组成。然后要重复验证研究结果并精准解析其作用机制。 为此，黄路生院士带领研究人员用12年时间前瞻性地构建了全球唯一的由八个不同的商业品种及中国地方猪种混合杂交而成的嵌合家系第六及第七世代群体，并以两个世代1500多个家猪个体的5100多份样品作为研究材料。通过严格控制饲料、饲养、健康及环境条件，从五个方面系统研究了宿主遗传对肠道菌群组成影响，发现同一个体不同发育阶段及肠道部位菌群组成的异质性，发现肠道菌群组成及丰度的可遗传性，鉴别影响不同阶段及不同部位肠道菌群组成的宿主基因组变异位点，发现并验证ABO血型基因是影响特定肠道丹毒丝菌科相关细菌丰度差异的因果基因，系统研究并解析了宿主基因组因果突变位点影响肠道丹毒丝菌丰度的机制，令人信服地证明宿主遗传是否以及如何影响肠道中特定菌群的组成和丰度。 ＂猪提供了人类约1/3的肉类消费，消耗了约30%的粮食资源。但由于其基因组碱基数量大，结构复杂，研究周期长、研究难度大，要获得如此重要的研究成果非常不易。这是国际上猪基因组及遗传育种领域近20年第三篇在《自然》主刊上发表的研究长文，上一篇是在10年前的2012年。这也是中国畜牧学科领域第一篇发表在《自然》上的研究成果。这些成果对于借助同样的手段研发宿主遗传通过影响肠道菌群调节饲料转化效率和促进生长新技术，培育节粮型和快长型生猪新品种具有重要参考意义＂。中国工程院院士、中国饲料工业协会会长李德发院士这样认为。 编辑：张爽 审核：岳靓