Microbiome | 宿主遗传对牛瘤胃微生物群的影响及与饲料效率相关的可遗传瘤胃微生物特征
推荐：江舜尧
编译：十九
编辑：玛莉
加拿大阿尔伯塔省埃德蒙顿市阿尔伯塔大学农业、食品和营养科学系Le Luo Guan等人于2019年6月13日在微生物顶级期刊《Microbiome》发表题目为《Host genetics influence the rumen microbiota and heritable rumen microbial features associate with feed efficiency in cattle》的文章，该研究表明一些瘤胃微生物特征是可遗传的，强调了利用遗传选择和育种来操纵并获得理想有效的瘤胃微生物群的潜力。
文章摘要
研究背景：共生的瘤胃微生物群对植物纤维的消化具有重要作用，影响着反刍动物的生产与健康特征。然而，迄今为止，与瘤胃微生物群相关的瘤胃微生物特征和宿主遗传成分的遗传性以及这些遗传成分是否与动物性能相关，在很大程度上尚不清楚。
方法：本文利用宏基因组测序和生物信息学工具，研究了纯种安格斯牛、夏洛来牛和金塞拉复合杂交牛的瘤胃微生物组成及可遗传瘤胃微生物的特征，并利用GWAS分析可遗传微生物的特征与饲料转化率等动物性能之间的相关性。
结果：在本研究中，我们对709头肉牛的瘤胃微生物群进行了评估，结果表明，品种、性别和饮食等多种因素均可导致动物瘤胃微生物群的变化。多样性指数、约34%微生物类群的相对丰度和细菌总数的拷贝数均有一个遗传力估计值（h2）≥0.15，表明它们是受宿主添加遗传学影响的遗传因素。这些中性遗传的瘤胃微生物特征也与宿主饲料转化率特征及瘤胃代谢指标（挥发性脂肪酸）有关。此外，在12个牛染色体上发现19个单核苷酸多态性（SNP）与14个（其中12个具有h2≥0.15）瘤胃微生物类群有关，其中5个SNP是已知的牛饲料转化率的数量性状位点。
结论：这些发现表明，一些瘤胃微生物特征是遗传的，可能受宿主遗传学的影响，强调了利用遗传选择和育种来操纵并获得理想有效的瘤胃微生物群的潜力。通过对牛及其瘤胃微生物群的定位，可以进一步提高饲料转化率，优化瘤胃发酵过程。
文中重要图片说明
图1 | 肉牛瘤胃微生物区系组成。从属、科、目、类、门等方面总结了细菌群落组成，并总结了古生菌群落组成。
图2 | 瘤胃细菌群落(A)和古生菌群落(B)的分离因素(品种、性别、饮食和年龄)。
图3 | 品种、性别、饮食和年龄对瘤胃细菌和古生菌丰富度(a，b)，均匀度(c，d)和丰度(e，f)的影响。
图4 | 优势瘤胃微生物类群间的关系。
图5 | 瘤胃微生物类群的共生网络（a）。四个主要的共生网络模块分别以未分类的梭菌（b），琥珀酸弧菌科（c），红蝽菌科（d）和Christensenellaceae（e）为中心。
图6 | 可遗传瘤胃微生物特征与饲料效率（a）和瘤胃挥发性脂肪酸（b）相关。
图7 | 与瘤胃微生物分类群相关的SNP在门(a)、科(b)和属(c)的水平。
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