長期以來，科學(xué)家重點關(guān)注反芻動物瘤胃微生物的菌群組成和功能，而全消化道微生物對飼料利用效率、甲烷生成和宿主健康的功能解析尚未完成。近日，中科院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所(以下簡稱亞熱帶生態(tài)所)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位聯(lián)合開展了反芻動物全消化道微生物組的結(jié)構(gòu)和功能研究。相關(guān)研究成果發(fā)表于《微生物組》。
研究人員選取了奶牛、水牛、牦牛、山羊、綿羊、狍子和獐子7種代表性反芻動物，采集了瘤胃、小腸等全消化道10個區(qū)段的食糜樣品共370個，構(gòu)建了反芻動物全消化道微生物基因集，組裝了超過10000個非冗余的微生物基因組，且在種水平上鑒定出了8745個新基因組。專家認為，這些新基因組極大地拓展了反芻動物全消化道微生物基因組資源，在分類學(xué)上大幅提升了對反芻動物消化道微生物的分辨率。
同時，研究團隊對組裝微生物基因組的氫酶分布進行了系統(tǒng)解析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，反芻動物消化道中約60%的微生物編碼氫酶基因能夠進行氫代謝。這些微生物分布在24個門、72個目和304個屬中。其中，約50%微生物基因組能通過發(fā)酵途徑產(chǎn)生氫分子，有95個甲烷菌基因組能利用氫生成甲烷，其他消耗氫微生物有352個。
“該研究首次構(gòu)建了反芻動物氫代謝微生物基因組數(shù)據(jù)庫，證實了全消化道微生物具有廣泛代謝氫的能力，這將為提高飼料利用效率和減少甲烷排放提供科技支撐。”亞熱帶生態(tài)所研究員王敏告訴《中國科學(xué)報》。
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