東北地理所在綿羊胃腸道線蟲感染與宿主消化代謝方面取得研究進(jìn)展
胃腸道線蟲（Gastrointestinal nematodes，GINs）已被證實(shí)是降低肉羊生長性能、引發(fā)羊寄生蟲病、降低羊肉品質(zhì)的重要致病性內(nèi)寄生蟲。其中，捻轉(zhuǎn)血矛線蟲（Haemonchus contortus）是一種寄生于反芻動(dòng)物皺胃和小腸的吸血性線蟲，它會(huì)導(dǎo)致宿主羊出現(xiàn)消化紊亂、胃腸道發(fā)炎、腹瀉、消瘦以及貧血等不良反應(yīng)。已有研究表明，羔羊感染GINs后日糧蛋白質(zhì)消化利用率顯著降低。然而，GINs感染下羊胃腸道微生物菌群變化與消化代謝改變之間的復(fù)雜關(guān)系尚不清晰，有待進(jìn)一步研究。
為此，中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所草地農(nóng)牧業(yè)學(xué)科組成員研究了H. contortus感染對宿主羔羊蛋白質(zhì)消化、氨基酸代謝、胃腸道微生物組成的影響。研究發(fā)現(xiàn)：H. contoutus 感染降低了羔羊采食量和日糧營養(yǎng)物質(zhì)的表觀消化率（尤其是日糧中蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的表觀消化率），并降低了羔羊的生長性能。羔羊蛋白質(zhì)吸收受到影響，瘤胃胃蛋白酶和回腸胰蛋白酶活性顯著降低，血漿氨基酸譜變化顯著。例如，宿主羔羊血漿中蘇氨酸和脯氨酸濃度顯著下降，血漿中天冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸和酪氨酸濃度顯著增加，從而彌補(bǔ)由于H. contortus 定植、發(fā)育和繁殖造成的宿主羊蛋白質(zhì)和氨基酸損失（圖1）。感染H. contortus的羔羊的生理代謝和血液生化指標(biāo)的改變與胃腸道微生物群落組成密切相關(guān)。與未感染羊相比，感染羊胃腸道中與碳水化合物、蛋白水解相關(guān)的菌屬豐度顯著增加，例如Firmicutes、Ruminococcoceae、Lactobacillaceae、Lactobacillus以及Prevotella等（圖2）, 并且羔羊胃腸道中與蛋白質(zhì)、碳水化合物以及脂肪等營養(yǎng)物質(zhì)代謝相關(guān)的KEGG通路均顯著增加（表1）。本研究結(jié)果為系統(tǒng)解析GINs感染和寄生與宿主羊營養(yǎng)代謝的關(guān)系提供了理論依據(jù)。
以上研究結(jié)果發(fā)表在國際期刊Frontiers in Microbiology上。博士研究生向海為論文的第一作者，鐘榮珍研究員為通訊作者。本研究得到了國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（31972595）、中國科學(xué)院A類戰(zhàn)略先導(dǎo)專項(xiàng)（XDA26040305）、吉林省科技發(fā)展計(jì)劃（20200201140JC、20200602016ZP）以及中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)優(yōu)秀會(huì)員（Y201949）等項(xiàng)目的聯(lián)合資助。
圖1 Haemonchus contortus感染對宿主羔羊血漿氨基酸濃度的影響（部分）
圖2 Haemonchus contortus感染后宿主羔羊變化顯著的菌屬種類（部分）
表1 Haemonchus contortus感染后宿主羔羊胃腸道微生物KEGG通路的改變
論文信息如下：Hai Xiang, Yi Fang, Zhiliang Tan and Rongzhen Zhong*. 2022. Haemonchus contortus infection alters gastrointestinal microbial community composition, protein digestion and amino acid allocations in lambs. Frontiers in Microbiology, 12, 797746. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.797746.
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