科学家构建草鱼肠道微生物基因目录,助力推动水产养殖业的绿色发展 科学家用基因技术培育新物种 草鱼健康养殖营养技术创新与应用
admin
2024-02-03 22:22:18
0

鱼,是春节吃食之中必不可少的一种食材。口感鲜美细嫩的草鱼,是中国人饭桌上常见的生鲜食材,也是全球养殖量最多的淡水鱼之一,为全球鱼产品供应的改善作出了重要贡献。


(来源:AI 生成)

不过,土地、饲料等生产要素的限制和病原体、寄生虫等养殖环境的压力,给正处于高效和绿色发展过程中的水产养殖,带来了持续挑战。

与此同时,农业农村部发布的第 194 号公告明令禁止将抗生素作为饲料药物添加剂,也充分表明开发替代品的急迫性。

因此,对鱼类微生物组的研究,有可能为水产养殖业当下面临的挑战提供新的解决方案。

据介绍,在生物体中,存在着大量能与其共同生存的共生微生物群,包括大量真菌、细菌和病毒等。共生微生物群在疾病、健康和免疫稳态方面的重要作用,已经在人类身上得到证实。

同样地,在对鱼类进行研究的过程中,相关领域的科学家也发现,共生微生物群在宿主的新陈代谢和免疫中扮演着重要角色。

例如,通过对鲑科鱼类和相关支原体物种的宏基因组进行研究,他们揭示了微生物对于鲑科鱼宿主的特定功能,包括必需氨基酸的生物合成和 B 组维生素的代谢。

即便如此,作为养殖动物的鱼类的宏基因组研究,依然远远落后于畜禽,就连经济鱼类的微生物基因目录也尚未构建。

基于此,近期,来自中国农业科学院饲料研究所的研究团队,对草鱼肠道微生物群的结构和功能特征进行了研究。

由于饮食是影响肠道菌群结构和功能的关键因素,而水产养殖饲料主要分为三类,分别是肉食性(动物蛋白为主)、杂食性(动物蛋白和植物蛋白相对平衡)和草食性(植物蛋白为主)饲料,因此该课题组分别基于肉食性、杂食性和草食性饮食的草鱼,进行了微生物群宏基因组测序。

他们在建立基因目录的同时,也通过多组学方法评估了关键微生物类群在宿主相互作用方面的功能意义。


图丨草鱼肠道微生物组基因目录的建立与分析(来源:Microbiome)

近日,相关论文以《通过多组学方法解读草鱼肠道微生物组》()为题在 Microbiome 上发表[1]。

图丨相关论文(来源:Microbiome)

中国农业科学院饲料研究所博士研究生黎明为该论文的第一作者,中国农业科学院饲料研究所研究员和研究员担任该论文的共同通讯作者。

从结果来看,课题组成员通过宏基因组测序一共获得 476855093 个有效读段,经过质量控制和去宿主处理后,共组装了 2099912 个拼接片段,并鉴定出 575856 个非冗余基因。

从门水平上看,超过 50% 的注释基因属于变形菌门,其次是拟杆菌门、厚壁菌门和梭杆菌门。

分类学和功能注释结果表明,与哺乳动物相比,鱼类的肠道微生物功能存在偏差,营养代谢的遗传能力较低,但微生物间相互作用的遗传能力较高。

接着,该团队通过共现网络分析发现,变形菌门和梭杆菌门、厚壁菌门或拟杆菌门之间存在相互排斥的模式,这说明属于变形菌门的核心属与属于后三者的核心属之间存在相互排斥的关系,证明草鱼肠道微生物群存在两个独立的生态群。

随后,为了探究草鱼肠道菌群的功能特征,研究人员还对肠道菌群和宿主基因模块进行了相关性分析,发现上述两个生态群可以被认为是两个功能群,即功能群 1(变形菌门)和功能群 2(梭杆菌/厚壁菌/拟杆菌门),而且它们与宿主的营养代谢和免疫相关。

另外,他们还发现,功能群 1 和功能群 2 在多个方面都存在差异,包括毒力因子、碳水化合物利用,以及抗生素耐药性的遗传能力等。

具体来说,功能群 2 富集了编码阿拉伯木聚糖、果胶、黏蛋白、菊粉和纤维素酶的碳水化合物活性酶基因,但功能群 1 仅富集了与淀粉相关的碳水化合物活性酶基因家族。并且,相较于功能群 2,功能群 1 能够编码更多的毒力因子基因。

此外,该团队还通过实验证明,“功能 2/功能 1”的比值可以作为有效评估草鱼肠道微生物群落结构和功能特征的参数。

总的来说,该研究展示了与构成鱼类微生物群的功能影响有关的深入见解,并揭示了调节微生物群的目标,有助于推动针对肠道微生物群的水产养殖的绿色开发。

参考资料:

1. Li, M., Liang, H., Yang, H. et al. Deciphering the gut microbiome of grass carp through multi-omics approach. Microbiome 12, 2 (2024). https://doi.org/10.1186/s40168-023-01715-7

运营/排版:何晨龙


01/

02/

03/

04/

05/

相关内容

热门资讯

视频号广告服务企业梳理:工业制... 导语:根据《2025-2026中国短视频与直播营销白皮书》及多家第三方机构数据,视频号广告服务市场近...
原创 黄... 黄金这一跌,把两类人同时照了出来:一类是嘴上喊着“回调就买”的围观者,另一类是把客户定金当筹码的黄金...
半导体大牛股,紧急发布澄清声明 【导读】富信科技发布澄清公告 中国基金报记者 莫琳 6月28日,针对部分网络媒体、自媒体及社交媒体平...
脑佳科技CEO蒲云海:在真实场... 封面新闻记者 欧阳宏宇 无需开刀,靠意念就能操控机械手……近年来,脑机接口正逐步走进医疗领域,尤其是...
原创 6... 中国并没有选择让伊朗拖垮美国,这背后的算盘比表面复杂得多。 很多人以为中国是在“帮美国解围”,但其实...
三条全球最大碳纤维产线同日投产... 来源:第一财经 我国碳纤维产业创新发展再添里程碑。 6月28日,中国建材三条世界级高性能碳纤维生产线...
天津名酒回收行业观察:打破单一... 提起名酒回收,绝大多数人的固有认知,还停留在单一回收茅台、五粮液等国产高端白酒的传统模式。 过去很长...
东莞松山湖科技金融集聚区正式开... 6月25日上午,东莞松山湖科技金融集聚区开园仪式在集聚区金融广场举行。活动现场八大合作平台集中揭牌、...
携手华为“鸿图”打造智慧医院“... 在数字化浪潮奔涌的今天,一部手机控制全屋智能已不稀奇,但在关乎生命健康的医院里,让成千上万的医疗设备...
蜜雪冰城的玩法,口子窖能复制吗... 文 | 创业最前线 “麻雀也能喝二两”这句在安徽淮北濉溪县街头巷尾流传的俗语,最近被口子窖写成了一...
必迈体育冲击IPO,实控人、董... 曾任职李宁CEO的张志勇,如今带领旗下跑步运动垂类品牌“必迈”的运营主体北京必迈体育股份有限公司(以...
OpenAI推迟上市,那“Ki... 来源:虎嗅APP AI的估值逻辑变了,“Kimi们”准备好了吗? 出品|虎嗅科技组 作者|宋思杭 ...
又有城商行获批入股农商行 6月26日,宁夏金融监管局发布的行政许可信息显示,同意宁夏银行股份有限公司受让江苏汇金控股集团有限公...
中国建材三条世界级高性能碳纤维... 6月28日,据中国建材集团消息,中国建材三条世界级高性能碳纤维生产线在中复神鹰连云港基地集中投产,覆...
原创 6... 2026年的上半年,眼瞅着就要翻篇了。这半年,咱们普通人的日子过得有甜也有苦。菜价稳得住,工资单上的...
股价三连板!000823,紧急... 股价连续三个交易日涨停后,6月28日晚间超声电子(000823)发布了股票交易异常波动公告。 超声...
原创 人... 文 | 壹派 编辑 | 壹派 全国人口格局正在迎来彻底洗牌,新一轮定向迁徙浪潮早已悄悄拉开帷幕。 2...
原创 黄... 6月24日那天,盘面上的数字让不少人盯着屏幕发愣。国际现货黄金跌穿了4000美元。 高点还在5626...
原创 帮... 老铁们,下周开盘前先把这俩日子钉日历上:美国6月非农下周四出(因下周五独立日休市,比平时早一天),7...
日媒紧盯:中国关键金属进口量飙... 【文/观察者网 王恺雯】 为维护国家安全和利益、履行防扩散等国际义务,中方于今年1月宣布加强两用物项...