近日，西北農(nóng)林科技大學(xué)靳亞平教授團(tuán)隊(duì)在《Microbiome》期刊上發(fā)表題為“The impact of rumen and hindgut microbiomes on the persistent productivity of long-lived dairy cows”的研究成果。動(dòng)物醫(yī)學(xué)院2023級(jí)博士研究生楊劍豪和2024級(jí)碩士研究生封彥飛為本論文的共同第一作者，靳亞平教授為該論文通訊作者。

研究團(tuán)隊(duì)聚焦長壽奶牛持續(xù)高產(chǎn)的內(nèi)在機(jī)制不明的問題，整合瘤胃與直腸宏基因組及多組織代謝組學(xué)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)比較了高產(chǎn)與低產(chǎn)長壽奶牛的微生物-宿主共代謝特征。研究發(fā)現(xiàn)，高產(chǎn)長壽奶牛血清中總膽固醇、高密度與低密度脂蛋白膽固醇水平顯著較高，且與產(chǎn)奶量呈正相關(guān)；同時(shí)，胰島素與胰高血糖素水平較低，表明其代謝更趨向于將養(yǎng)分高效導(dǎo)向乳汁合成，表現(xiàn)出優(yōu)良的代謝適應(yīng)能力。

在瘤胃微生態(tài)方面，高產(chǎn)奶牛產(chǎn)生的丙酸鹽水平更高，為乳腺合成乳糖提供了充足原料。其瘤胃與直腸菌群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)雖連接數(shù)較少，但關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)作用突出，呈現(xiàn)出更精簡、穩(wěn)定的互作模式。與低產(chǎn)組相比，高產(chǎn)組的瘤胃菌群上調(diào)了多條氨基酸合成通路，尤其是纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、組氨酸和精氨酸的合成，能更好的支持乳蛋白合成并緩解奶牛代謝壓力。進(jìn)一步分析表明，瘤胃中的Acidaminococcaceae bacterium通過嘌呤代謝物鳥苷，介導(dǎo)了對(duì)產(chǎn)奶量65.56%的正向影響；直腸中的Parabacteroides sp.則通過代謝物D-核糖-1-磷酸，介導(dǎo)了67.55%的正向影響。此外，高產(chǎn)奶牛瘤胃中存在一個(gè)特定的脂代謝菌群模塊，可能通過將α-亞麻酸整合進(jìn)細(xì)菌膜磷脂，延緩其在瘤胃中的氫化過程，從而促進(jìn)更多α-亞麻酸進(jìn)入腸道，轉(zhuǎn)化為具有抗炎作用的二十碳五烯酸，有助于延長奶牛生產(chǎn)壽命。