前沿|南农在反刍动物胃肠道微生物合成维生素方面取得联合研究进展

7月21日，南京农业大学、西北工业大学等单位的研究成果“Metagenomic insights into the microbe-mediated B and K2vitamin biosynthesis in the gastrointestinal microbiome of ruminants”在《Microbiome》上发表。

维生素是动物维持正常生理功能而必需的一类小分子化合物。在维生素家族中，B族维生素(VB)主要作为辅酶，参与动物体内碳水化合物代谢，维生素K2(VK2)起着加速凝血和维持凝血的作用。先前研究表明，反刍动物瘤胃微生物可合成VB和VK2，但除瘤胃外的其它胃肠道区段的微生物能否合成VB和VK2?合成VB和VK2的主要胃肠道微生物种群组成有哪些?日粮结构对胃肠道微生物介导的VB和VK2合成有怎样的影响?这些问题尚不清楚。

在团队前期构建的反刍动物胃肠道微生物基因集和基因组集的基础上(《Microbiome》“An integrated gene catalog and over 10,000 metagenome-assembled genomes from the gastrointestinal microbiome of ruminants”，2021)，论文收集了已发表的7,052个反刍动物胃肠道微生物基因组;鉴定出参与VB和VK2合成的1,135,807个微生物基因和167个Kos，发现其中的2,366个微生物基因组含有能够从头合成VB和VK2的基因。论文构建了胃肠道微生物合成VB和VK2的分子路径，厘清了合成VB和VK2的关键胃肠道微生物种群结构，发现微生物合成的钴胺素在胃肠道微生物和宿主互作中起着重要介质作用。论文同时揭示了日粮结构变化对奶牛瘤胃中VB和VK2合成的影响规律，发现饲喂高精料日粮显著降低了奶牛瘤胃中钴胺素合成相关微生物基因的总丰度。研究结果为通过靶向营养调控促进反刍动物胃肠道微生物合成VB和VK2提供了理论依据。

南京农业大学动物科技学院硕士生蒋迁、博士生林丽梅、谢斐为文章的共同第一作者。毛胜勇教授、刘军花副教授为共同通讯作者，朱伟云教授、邱强教授(西北工业大学)、李志鹏教授(吉林农业大学)、王敏研究员(中国科学院亚热带农业生态研究所)等参与了该项目研究，该研究得到了国家重点研发项目的支持。

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