近日，《自然》（Nature）旗下期刊《npj生物膜和微生物组》（npj Biofilms and Microbiome）在线发表了我校动科学院曹志军教授团队的研究论文《以双歧杆菌为主的犊牛粪便微生物群塑造宿主的特征性生长表型》（The Bifidobacterium-dominated fecal microbiome in dairy calves shapes the characteristic growth phenotype of host），探讨了犊牛后肠道核心菌对宿主生长发育的调控作用。

肠道健康对于后备牛，尤其是犊牛非常重要，犊牛后肠道中的优势细菌对犊牛的生长发育和健康起着关键的调控作用，甚至可能对其终身产生影响，但后肠中核心益生菌的鉴定及其调控宿主生长的机制尚不明确。本研究采用16S rRNA基因测序方法对408头荷斯坦奶牛0、14、28、42、56和70日龄的1045份粪便样本进行分析，以表征核心分类群的动态变化。此外，利用多组学分析研究了核心细菌调控犊牛生长的营养代谢机制。最后，通过小鼠开展的菌群移植，以说明核心细菌的潜在有益作用。结果显示，犊牛的后肠道微生物区系被鉴定出4种肠型，其中以双歧杆菌和颤螺菌肠型为主。肠型转换的频率从多变转为稳定。

双歧杆菌主导的后肠道微生物区系对犊牛生长表型的影响

表型与肠型之间的密切关系揭示了双歧杆菌可能通过促进碳水化合物的利用，激活挥发性脂肪酸、氨基酸和维生素B6的合成，抑制后肠甲烷的产生来促进生长。粪菌移植结果表明双歧杆菌对宿主生长和后肠发育有益。这些结果证明了双歧杆菌主导的粪便微生物群将是促进宿主早期生长的重要驱动力。本研究结果为促进幼龄动物生长或改善其生长迟缓的潜在益生菌挖掘和应用策略提供了新的见解。

双歧杆菌主导的后肠道微生物功能组通路示意图

中国农业大学为该论文的第一完成单位，动科学院博士生庄一民、博士后刘帅为论文的共同第一作者，曹志军教授为论文的通讯作者。奶牛营养创新团队负责人李胜利教授对本研究给予了大力支持，该研究获得了国家自然科学基金面上项目（32272902）、“十四五”国家重点研发计划课题（2023YFD1300904）、拼多多-中国农业大学科研基金（PC2023B02002）和中国博士后科学基金（2023M733801）项目的资助。

曹志军教授课题组长期从事奶牛营养与牛奶质量研究。2015年首次提出奶牛母子一体化养殖理念与关键技术，牵头成立国际后备牛培育协作创新平台（International Calf and Heifer Organization），主办三届国际后备牛大会（2018，2020，2022）。第一或通讯作者在农业、奶业与动物科学领域顶级期刊《奶业科学杂志》（Journal Dairy Science）发表文章14篇，多篇论文发表于《细胞代谢》（Cell Metabolism）、《微生物组》（Microbiome）、《前沿研究》（Journal of Advanced Research）等国际知名期刊，1篇入选ESI高被引论文，主持制定国家标准《后备奶牛饲养技术规范（GB/T37116-2018）》，成果入选农业农村部主推技术4项，获教育部科技进步一等奖（2019，排名1）、神农中华农业科技奖优秀创新团队（2023，排名1）、国家科技进步二等奖（2014，排名5）等，在国内外具有一定的影响力。