FRONT MICROBIOL | 华农黄飞若等：低浓度氨的持续暴露会引起生长猪鼻微生物的变化
华农黄飞若等人在《Frontiers in Microbiology》上发表题目为《The Variation of Nasal Microbiota Caused by Low Levels of Gaseous Ammonia Exposure in Growing Pigs》的文章。该文的目的是揭示暴露于不同低浓度氨气的仔猪的鼻腔微生物群组成和鼻腔细菌群落的功能成熟，通过使用环境控制室，分析了暴露于不同低浓度氨气的72头猪的鼻腔微生物群，以及呼吸道粘膜屏障和生长性能，然后试验结果建议用于养猪的氨的阈值浓度，并讨论在低浓度氨下生长猪的鼻微生物群变化与呼吸健康之间的潜在关系。
文章摘要
即使气态氨的浓度较低，其持续暴露也可能对猪和人类健康造成伤害。目前，关于气态氨的持续暴露对生长猪鼻微生物群落的影响还知之甚少。
将120只三元猪圈养在24个独立的室中，并连续暴露于0,5,10,15,20和25ppm的气态氨（每组暴露水平分别为4组）的条件下，共持续4周。然后，我们使用高通量测序在来自72头猪（n = 12）的鼻拭子样品中进行16S rRNA基因分析。
鼻微生物群分析的结果表明，氨浓度的增加，特别是在20和25ppm，降低了鼻微生物群的α多样性和相对丰度。Proteobacteria，Firmicutes，Bacteroidetes，Actinobacteria和Chloroflexi是最丰富的门。此外，随着氨水平的增加，24种微生物属的相对丰度发生了显著变化。四种微生物属（假单胞菌属，乳杆菌属，普氏菌属和拟杆菌属）在25ppm时显著降低，而只有两种属（莫拉氏菌和链球菌）在25ppm时增加。PICRUSt分析显示，参与细胞运动，信号转导，神经系统，环境适应，能量和碳水化合物代谢的鼻微生物群的相对丰度显著降低，而参与免疫系统，内分泌系统，循环系统，免疫系统疾病和维生素，脂质和氨基酸的代谢的基因随着氨水平的增加而增加。体内试验结果表明，氨水平升高，特别是氨水平升高25ppm，引起呼吸道损伤，增加莫拉氏菌和链球菌的数量，同时降低呼吸道免疫力和生长性能，与通过鼻微生物群分析鉴定的有害细菌的增加一致。
在此，该研究还指出养猪场中氨的阈值浓度为20 ppm。
关键词：鼻腔微生物群，气态氨暴露，生长猪，生长性能，呼吸道
文中主要图片说明
图1 | 在低水平的氨气暴露下，鼻微生物OTUs的水平。（A）基于Chao指数的微生物稀疏曲线用于评估每个样品的覆盖深度。（B，C）微生物OTU组合物的维恩图。
图2 | 气态氨暴露不同水平下，鼻腔微生物多样性的变化。（A）由Chao指数确定的微生物α多样性。（B）由Shannon指数确定的微生物α多样性。（C）由ACE指数确定的微生物α多样性。（D）由Simpson指数确定的微生物α多样性。 （E）来自PCoA的散点图，基于微生物群落中未加权的UniFrac距离。 （F）来自PCoA的散点图，基于微生物群落中的加权UniFrac距离。
图3 | 鼻腔微生物分类组成的改变与低氨气暴露水平。（A）图表代表不同分类水平的OTU：门（n = 12）。（B）图表代表不同分类水平的OTU：属（n = 12）。（C）莫拉氏菌属，假单胞菌属，乳酸杆菌属，普氏菌属，拟杆菌属，链球菌属的相对丰度的变化。
图4 | 通过低水平的氨气暴露鉴定与代谢功能相关的鼻微生物群。（A）鼻微生物群中的KEGG途径组成：细胞过程。（B）鼻微生物群中的KEGG途径组成：环境信息处理。（C）鼻微生物群中的KEGG途径组成：基因信息处理。（D）鼻微生物群中的KEGG途径组成：疾病。（E）鼻微生物群中的KEGG途径组成：代谢。（F）鼻微生物群中的KEGG途径组成：生物系统。
图5 | 气态氨暴露对生长猪呼吸道粘膜屏障和生长性能的影响（A）氨对生长猪生长性能的影响。（B）不同浓度的氨对生长猪免疫球蛋白水平的影响。（C）不同浓度的氨对生长猪气管粘膜形态的影响。（D）不同浓度的氨对生长猪肺组织形态的影响。
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