<h1頭條原産"h1">中國科學家完成雞腸道微生物巨基因集的建構</h1>
近日，湖南農業大學曾建國教授在雞腸參比宏基因的宏觀基因集建構以及抗生素和植物來源天然生長促進劑的生長促進機制研究上取得了突破性進展。該研究的結果題為"雞腸道宏基因組和植物來源的苄基異喹啉生物堿的調節作用"，于2018年11月27日以長篇研究論文（研究文章）的形式發表在權威的國際微生物學雜志上，If：11.607）線上發表。
圖 1.雞腸道宏基因組及植物源性苄基異喹啉生物堿的調節作用
<h2頭條>品"</h2>
自從科學家在20世紀50年代發現經過加處理劑量的抗生素可用作抗生素生長添加劑（抗生素生長促進劑，AGPs）以來，抗生素已被廣泛使用，并為水産養殖業帶來了顯着的益處，但它們也通過促進耐藥細菌的形成對公衆健康構成嚴重威脅。自2006年以來，歐洲已禁止在飼料中添加抗生素，2017年美國禁止在飼料中使用抗生素以促進生長，并将其置于臨床獸醫監督之下。随後是中國的2020年抗藥性計劃，該計劃将在2020年禁止使用抗生素喂養。是以，開發綠色和安全的替代品變得非常重要和緊迫。近年來，植物來源的天然生長促進劑（自然生長促進劑，NGP），如Boleaya cordataextract（MACleaya cordataextract，MCE，血根堿和卷心菜紅堿組分），已逐漸進入公衆視野，作為喂養替代品。含有Bo-Down倒帶提取物（Sangrovit®和"Bo-Fall Back"）的産品已在70多個國家和地區暢銷®。然而，AGP和NGP都沒有作用機制。隻有明确抗生素（AGPs）的疾病預防和生長促進機制，才能真正引導天然來源疾病預防和生長飼料替代産品的開發。該基因集是繼人類、小鼠、豬和狗的腸道微生物基因集之後的另一種動物腸道微生物組參考宏基因集。雞肉作為重要的動物和動物，為人類提供肉、蛋等廉價的優質動物蛋白，但目前對雞腸道微生物的宏觀遺傳學研究相對缺乏。近日，湖南農業大學曾建國教授在雞腸參比宏基因的宏觀基因集建構以及抗生素和植物來源天然生長促進劑的生長促進機制研究上取得了突破性進展。該研究的結果題為"雞腸道宏基因組和植物來源的苄基異喹啉生物堿的調節作用"，于2018年11月27日以冗長的研究論文（研究文章）的形式發表在權威的國際微生物學雜志上，If：9.13）線上發表（圖1）。
曾建國和黃三文的團隊此前在黃瓜和波西米亞基因組與合成生物學方面進行了成功的合作，這次是與黃三文上司的中國農業科學院深圳基因組研究所，以及中國農業大學的燕偉研究員和雍明教授的團隊合作， 它于2012年首次推出，并在六年内成功建構了雞腸道微生物的參考基因集，并根據該基因集系統地比較了抗生素生長促進劑（人黴素）。以及植物衍生的生長促進劑（伯樂複發，MCEs）對雞腸道微生物的影響。研究結果是對動物腸道大基因組學研究的重要補充，更令人欣慰的是，它為開發喂養抗生素的替代品提供了支援基礎，如"全腸抗炎、促進生長"技術。
<論文的背景解釋>h2 toutiao-origin".h2</h2>
盡管抗生素生長促進劑（AGPs）的使用對動物健康做出了重大貢獻，但自從使用低劑量抗生素作為生長促進劑以來，它一直伴随着細菌耐藥性和超級細菌問題，對環境和公衆健康構成潛在的嚴重威脅。瑞典在1986年邁出了第一步，宣布全面禁止将抗生素作為飼料添加劑。随後，丹麥也禁止使用多種抗生素作為生長促進劑。2006年，歐盟完全停止使用所有AGP。美國還從2017年開始禁止在飼料中添加抗生素以促進生長，并将其置于獸醫監督之下。中國農業部還制定了《遏制細菌耐藥性國家行動計劃（2016-2020年）》，該計劃将于2020年禁止使用抗生素喂養。是以，尋找"安全、有效、可控、低成本"的飼料替代抗産品是目前全球研究的熱點。據報道，低劑量抗生素不會增加不育雞的體重，是以已經推斷抗生素促進劑的作用與腸道微生物密切相關。目前的研究表明，AGPs可以通過抑制亞臨床感染和減少腸道微生物産生的生長抑制代謝物來實作生長促進作用，但更深入的生長促進機制尚不清楚。隻有明确AGPs疾病預防和生長促進的機制，才能真正引導天然來源疾病預防生長的飼料替代抗産物的發展。是以，需要進一步的研究來促進我們對AGPs的了解。
長期以來，植物源性天然生長促進劑，如含有菩提提取物的産品，已被廣泛用作畜禽生産中抗生素的替代品，于2012年底在中國成功獲批，成為我國第一類二類新型獸藥飼料添加劑産品。臨床試驗表明，酒體退潮對豬、雞和水産品具有良好的抗炎作用，維持腸道健康，促進生長。bodoxic分散的活性化學成分包括血根堿和卷心菜紅堿，兩者都屬于生物堿的一組抗菌和抗炎特性。此外，中國科學家趙麗萍教授和蔣建東教授對小吡啶和糖脂的調節進行了深入研究，其分子結構與血根堿高度相似的另一種吡啶-小吡啶（也稱為黃疸）在臨床上通過調節痢疾和腸炎的腸道微生物組進行有效治療。盡管全球市場上基于bo-fall回油提取物開發的飼料替代抗性産品取得了顯著成效，但其改善畜禽生産性能的機制細節仍不明朗。
傳統的16S rRNA基因分析對微生物組成的資訊有限，宏基因組測序技術的不斷進步為腸道微生物的功能研究提供了重要的技術支援。近年來，通過對數百個樣本的大規模測序，人類、小鼠、豬和狗腸道微生物的宏基因逐漸建立，每個都含有數百萬個非備援基因，為研究這種宿主共生"第二基因組"的功能奠定了基礎。是以，為了更好地了解家禽腸道微生物的功能，解釋AGPs與NGPs與腸道微生物組之間的互相作用，湖南農業大學曾建國教授帶領研究小組，與中國農業科學院深圳基因組研究所的研究人員團隊，以及于明教授合作， 中國農業大學，于2012年啟動了雞腸巨基因組研究項目。經過6年的努力，建構了第一個雞腸道微生物組參考基因集，并深入分析了不同腸道節段（十二指腸、空腸、腸、盲腸、結直腸）、不同喂養方式（散雞和籠養雞）、不同日齡（1-42天大）對腸道微生物群和功能的影響。最後，系統比較了澱粉樣肽（CTC）和波血黴素（MCE）對腸道微生物組的調節作用。這些結果揭示了CTC和MCE對腸道菌群的影響的顯着差異，表明MCE作為家禽養殖中喂養的抗生素替代品的巨大潛力。
< h2頭條起源的比較"h2"> 1.雞腸大基因與人腸和豬腸巨基因的比較</h2>
圖2 雞腸巨基因集。
（a）雞腸圖。額腸（十二指腸，空腸，直腸）和後腸（盲腸，結直腸）及其微生物密度。（b） 495個樣本（總數）和黃雞（LY）、白羽雞（AA）和不同區域樣本的稀釋曲線，以檢測基因數量。
與以前對人類，小鼠和豬宏觀基因集的研究不同，該研究選擇不同腸道片段的樣本，這些内容片段更能代表腸道微生物作為研究材料。研究人員從中國七個不同農場飼養的雞的五個腸段（十二指腸，空腸，直腸，盲腸和結腸直腸）收集了495個腸道内容物樣本（圖2a），通過高通量測序産生了總計1.64TB的大基因組資料（平均每個樣本3.31Gb）。基于N50的1.95 kb組裝重疊組（重疊群），鑒定出904萬個非備援基因，平均開放閱讀框（ORF）長度為697 bp。樣品稀釋曲線顯示該曲線接近飽和（圖2b），表明絕大多數雞腸道微生物的基因已經包含在該基因集中。該基因集的大小和品質與人腸道宏基因集（990萬基因）和豬腸宏基因集（770萬基因）相當，可為後續研究提供有用的參考基因集。通過配對比較，發現在基因序列水準上，每個物種中超過80%的基因是唯一的，雞，人和豬腸道微生物基因的共同比例非常低（-0.5%）。此外，雞和豬的微生物基因（-0.8%）比雞和人類（-10%）或豬和人類（-10%）少（圖3）。使用CAMRA3，集中在雞腸道基因中的80.99%的基因可以在一般邊界水準上進行分類，細菌占分類基因的98.95%，其餘1%來自古細菌和真核生物。超過88%的細菌基因來自四大類，即厚壁菌門、鋪線菌、變形菌和分枝杆菌。
圖 3.人腸、豬腸和雞腸中宏基因的比較
（a） 人、豬和雞腸道大基因中基因序列的比較。（b）存在于雞，人類和豬的基因集中的維恩圖及其共享的KEGG直接同源組（KO）。
在人和豬腸道基因濃度中，厚壁細菌門和分枝杆菌門占主導地位，變形細菌門和線菌門占比較小。在較低的分類級别，基因濃度分别為25.97%和2.29%的基因可以注釋為屬和屬水準。産生短鍊脂肪酸（SCFA）的屬，如拟杆菌，藍藻，紅球菌和糞便杆菌，既是人類和豬腸道微生物的主要屬，也是雞腸道中相對豐富的屬，表明這些腸道微生物在鳥類和哺乳動物中的重要性。然後使用KeGG和蛋NOG進行功能基因分類。結果表明，雖然雞的基因集在基因序列水準上與人類和豬的基因組有很大不同，但普通腸道微生物的功能相似性較高。值得注意的是，與多糖生物合成和新陳代謝相關的基因在人和豬的腸道中相對豐富，而與膜轉運相關的基因（包括與糖、脂質、肽和離子的攝入相關的基因）在雞的腸道中相對豐富。參與膜轉運的基因豐度較高可能是由于雞腸中的各種營養底物更容易被微生物利用。雞腸中特定生物質的降解、類固醇和多酮化合物的代謝也具有較高的基因相對豐度，這與雞腸中品系細菌的豐度相對較高有關，它們具有分解有機物和産生多種天然藥物、酶和生物活性代謝物的特點。
<h2牛頭茛起源"h2"> 2.不同養殖模式對雞腸宏基因組的影響</h2>
在散裝培養模型（DHC和DGY）下，雞的腸道生物多樣性（香農指數）高于籠式模型（DHK，DSL和DST）（圖4a）。此外，松散雞的土壤菌群的主要成分也比籠養雞更豐富（圖4b）。散射的雞暴露在室外環境中，并與更多樣化的微生物群接觸，進而具有不同的腸道微生物組成。
圖 4.（a） 在五個區域組（DGY、DHC、DHK、DSL、DST）中屬、屬、OG和KO水準的微氫樣品。（b） 五個區域組（DGY、DHC、DHK、DSL、DST）前腸樣本中管線細菌門的平均相對豐度。
<雞前後腸大腸的h2起源 >"h2"的不同特征 3. 雞前腸和後腸的宏基因組</h2>
該研究使用了來自40天以上雞的285個腸道樣本（包括5個腸段）的大基因組資料。分析發現，額道（十二指腸、空腸和直腸）的微觀生物多樣性大緻相同，而次級腸（盲腸和結直腸）的多樣性相似，但前後腸差異較大，後腸的多樣性明顯高于額腸。通過對微生物相對豐度分布的分析，發現乳酸菌屬是前腸的絕對優勢屬。衆所周知，乳酸菌為宿主提供營養，并防止機會性細菌。對前腸核心屬共生網絡的分析表明（圖5）乳酸杆菌競争抑制前腸中的某些細菌，與這些細菌的相對豐度呈負相關（圖5a）。此外，一些産生短鍊脂肪酸（SCFA）的細菌，如艱難梭菌，丁酸鹽和糞便杆菌，彼此呈正相關，并在前腸中形成相對獨立和穩定的網絡結構（圖5a）。在後腸中，19屬彼此呈正相關，形成一個大的中央共生網絡（圖5b），其中包含有益的腸道微生物，并具有抑制機會性細菌（E.chella和腸球菌）的作用（圖5b）。這些結果表明，後腸中的微生物組比以前的腸道更加多樣化和複雜。
圖 5.分析雞（a）額腸和（b）後腸的核心微生物
KeGG功能分析表明，前腸微生物組在複制、轉錄、遺傳資訊轉換、核苷酸和脂質代謝等方面比下腸更豐富，而下腸氨基酸代謝、能量代謝和次生代謝物的生物合成相對較高，與大量微生物産生多種代謝物（如氨基）的現象一緻。 酸和SCFA）在腸後發酵中。同時，研究結論是，前腸乳酸菌屬和乳酸菌屬的優勢，在很大程度上促成了腸前微生物組的特征和前腸與後腸的功能差異。總之，前腸和後腸微生物組的分類和功能特征與雞腸的形态和生理結構是一緻的。
< h2 toutiao-origin""h2" > 4. 雞腸道菌群随年齡增長的進化和成熟</h2>
為了研究腸道微生物組的時變特征，該研究分析了5天齡（1，7，14，28和42天大）兩個物種的樣本，即白羽殭屍電腦（AA）和黃雞（LY）。結果顯示，雛雞（1日齡）的腸道微生物樣本差異很大，與其他日齡雞有顯著差異（圖6），反映雛雞剛剛開始接觸環境微生物并開始建立腸道微生物群落的事實。微生物組的發育和變化會受到許多因素（如飲食、飼料添加劑、宿主品種等）的影響。對于AA和LY雞，NMDS圖顯示樣品可以根據不同的日常年齡大緻聚類，并在28日和42日顯示出更高的相似性（圖6）。在整個生長試驗過程中，厚壁細菌門、變形細菌門、分枝杆菌門和出線門始終是前後腸道中的細菌，并且随着時間的推移都顯示出明顯的變化模式。例如，相對豐度的細菌門，厚壁門，在前腸中從第1天到第28天逐漸增加，然後保持相對穩定，而在下腸中，厚壁門從第7天到第42天緩慢減少。在前緣和下腸中，微生物的代謝能力在第28天達到最大值，此後保持穩定，但額腸年齡的差異大于下腸的年齡差異。總而言之，早期階段對于雞的發育和腸道微生物組的建立至關重要。
圖 6.不同年齡的雞腸微生物組的差異。（a） 不同日前腸道微生物組的NMDS圖。（b） 不同年齡的腸道微生物組的NMDS圖。
<h2 toutiao來源的"h2"> 5.苯黴素和波西米亞提取物對前腸微生物組的調節促進動物生長</h2>
通過生長性能測試比較了CTC和MCE（低L，中M，高H3劑量）作為低劑量飼料添加劑在黃雞（LY）和白毛殭屍電腦（AA）中的作用。結果表明，硼酸提取物中劑量組（MCE-M）體重增加和肉比（FCR）降低的效果優于苯黴素組，且該劑量也符合商業推廣劑量，表明硼酸提取物在促進生長的作用上優于金黴素， 這對水産養殖業具有重要意義。白羽殭屍電腦腸道中細胞因子的相對表達表明，CTC和MCE都能夠減少宿主細胞因子，包括IL-4，IFN-γ和NF-B，兩者都具有抑制宿主發炎和免疫反應的作用。
CTC和MCE對雞腸道微生物的影響較小，主要是在前腸中。在前腸中，乳酸杆菌屬是受MCE影響的主要屬（圖7a），MCE可以進一步加強前腸乳酸菌屬的主導地位。衆所周知，乳酸菌是一種有益的益生菌，可産生維生素和有機酸等營養物質，并且還可以競争性地抑制病原體，這對宿主的健康有益。此外，通過"交叉喂養"機制，乳酸菌屬乳酸的産生也可以被厭氧菌利用産生丁酸，丁酸是腸細胞的重要能量來源，起到抗炎作用。
圖 7.（a） CTC和MCE治療後前腸微生物的變化。（b）金黴素組中抗生素生物合成途徑的相對豐度增加。（c）基黴素組抗生素耐藥基因（ARGs）的相對豐度增加。
與MCE不同，CTC顯着增加了鍊黴菌和Kitasatospora的相對豐度，兩者都包括合成抗生素的細菌。進一步分析表明，四環素，大内甾酮，II型聚酮和克拉維克酸（青黴素抗生素的增效劑）的合成途徑在kimmycin組中顯着增強（圖7b）。此外，抗生素耐藥基因（ARG）也有所增加（圖7c）。相比之下，上述結果均未在後退提取物組中産生，進一步證明了天然植物來源的抗生素替代品的安全性。這些發現為亞療法劑量抗生素的生長促進機制提供了新的視角。
通過分析MCE和CTC對腸道微生物功能的影響，發現兩者對脂質代謝都有重要影響，兩者都能豐富次生膽汁酸的生物合成途徑。已知宿主分泌的膽汁酸具有改變腸道微生物組成的抗菌活性，而微生物修飾産生的次級膽汁酸可促進脂肪吸收，并參與調節宿主的能量代謝和免疫系統。此外，CTC增強了脂肪酸和不飽和脂肪酸的生物合成途徑，這表明脂質代謝調節是抗生素生長促進劑的重要機制。另一方面，MCE通過增強氨基酸和維生素的生物合成來促進雞中營養物質的吸收和生長（圖8）。
圖 8.CTC和MCE顯着改變了腸道微生物KEGG的代謝途徑。
<>h2頭條起源"的摘要</h2>
綜上所述，本研究發現，兩種生長促進劑在雞的腸前微生物中起着重要的調控作用。Boleback提取物（MCE）改善雞的生長性能并調節前腸的微生物組，其中包括促進有益乳酸菌屬的生長和增強氨基酸，維生素和次級膽汁酸的生物合成途徑。乳酸菌屬的增加還可以通過競争性地抑制病原體的作用等來減少宿主發炎和免疫反應。另一方面，CTC促進腸道中的鍊黴菌和Kitasatospora微生物，這可能通過促進某些細菌中多種抗生素的合成來調節腸道菌群。此外，CTC在次生膽汁酸和脂質代謝中還具有重要的調節作用（圖9），進而影響宿主的營養吸收。本研究是關于動物生長促進劑機制的重要研究，為開發安全有效的抗生素喂養替代品提供了重要支援。
圖 9.CTC和MCE調節腸道微生物組的推測機制以促進動物生長。
這一成果由多家機關完成，并獲得科技部"十三五"中藥現代化與綠色養殖技術"國家重點研發計劃強有力資助。湖南農業大學博士生黃鵬，中國農業科學院基因組學研究所張岩博士，湖南農業大學肖康鵬博士，中國農業科學院基因組學研究所蔣帆是該論文的共同第一作者。中國農業大學龔玉明教授、中國農業科學院農業基因組研究所研究員魏偉、湖南農業大學曾建國教授是合著者。
<h2 toutiao來源"h2">專家評論</h2>
<h2頭條起源">張平教授評論</h2>
專家介紹
張平教授，男，博士，教授，博士生導師，國家傑出青年科學基金，2010年被選為2012年長江學者獎勵計劃特聘教授，2013年入選"國家百萬人才計劃"，并被授予"傑出貢獻青年專家"稱号;曾獲"内蒙古自治區科技特别貢獻獎"（2013年）、"何良和力科技創新獎"（2015年）、農業部2017年"神農中國農業科技獎-優秀創新團隊獎"。
現任國家乳品生物技術與工程聯合工程實驗室、農業農村部乳品加工重點實驗室、乳酸篩選與乳品發酵技術國家聯合工程實驗室負責人。
首次作者或通訊作者在SCI期刊上發表了150多篇論文，如Nature Communications，The ISME Journal，Microbiome和Molecular and Cell Proteomics。開發的各種益生菌菌株廣泛應用于食品工業、醫療衛生、動物養殖等領域。
評論
大量使用抗生素喂養對公衆健康構成嚴重威脅，是以減少甚至禁止使用抗生素喂養和尋找合适的替代品受到全球關注。如今，一些天然來源的飼料抗生素替代産品以其改善宿主腸道菌群平衡、促進消化吸收、增強免疫力等作用，逐漸成為促進生長的飼料添加劑中替代抗生素的使用。該研究研究了從天然植物中提取的苯二氮卓類藥物（主要是血根堿，卷心菜紅堿）制成的獸藥飼料添加劑的調節腸道和抗炎作用，并以抗生素金黴素為陽性對照，解釋了抗生素生長促進劑和植物源性天然生長促進劑中腸道菌群的不同作用機制， 并提醒腸道菌群有益調節和發炎抑制是抗生素替代品開發中的重要關注點。值得注意的是，該研究首次發現雞前腸中的低劑量抗生素可以産生更多種類的抗生素和抗生素增效劑，進一步支援了禁止抗生素喂養的必要性;本研究為飼料替代抗藥産品的研發提供了新的理論指導，具有針對性産業指導的科技價值。
< h2頭條原産"h3"> 魏偉教授的評論</h2>
魏偉：中國人民解放軍第三軍醫大學中文教授、博士生導師。利用不育動物和基因工程技術，研究了宿主基因和腸道微生物對人體生理病理表型的影響。建立國内最具影響力的無菌動物平台，有效支援國内醫療、食品、畜牧等領域的腸道菌群研究。建立豬基因工程技術體系，打造一系列基因編輯豬血清白蛋白豬人源化豬。使用ENU技術建立多個病豬家族。在《科學》等公司發表的SCI著作中，影響因子421。（合著者）在《自然免疫學》等雜志上發表了60篇SCI論文，影響因子229等，授予發明專利17項。共同開發的"基因轉染豬皮"通過SFDA注冊證書和臨床申請。《醫學實驗動物學》主編是教育部推薦的第一批國家研究所學生教學書籍，《醫學動物實驗技術》主編獲得國家科技學術著作出版基金資助。
由于耐藥性問題，低劑量抗生素促進生長的機制直到全球尚不清楚，并且市場上出現了稱為飼料的抗生素替代品。基于微生物體外培養和小樣本的宏觀基因組測序研究發現，飼料抗生素及其天然替代品的生長促進作用與腸道微生物密切相關，但缺乏對大樣本量的分析以及缺乏更真實地代表腸道微生物狀況的樣本使得無法清楚地分析兩者之間的作用機制。隻有明确疾病預防和生長促進的機制，才能真正指導飼料替代抗病源疾病預防生長産品的發展。該論文的研究基于來自雞腸道的宏觀基因組資料，發現兩種促進生長的藥物主要作用于雞的腸前微生物組，對腸後微生物組幾乎沒有影響，這一發現主要是由于選擇了最能代表腸道微生物組的腸道内容物。有趣的是，該研究證明，兩種促進生長的藥物的腸道調節機制非常不同。菩提提取物（材料成分非常清晰的異生物堿混合物，MCE）主要促進有益菌乳酸菌屬的增加，以及乳酸菌屬的增加，會競争性地抑制病原體并導緻宿主發炎和免疫反應減少，進而達到養殖動物的"抗炎生長"。可以增強增強氨基酸，維生素，丁酸和次級膽汁酸的生物合成途徑，為宿主提供營養和抗炎物質以促進生長，研究結果進一步支援這一理論。與波西黴素（CTC）不同，低劑量澱粉樣肽（CTC）可能會促進腸道中鍊黴菌和北芫孢子菌微生物組的豐度，進而增加腸道中多種抗生素的合成，并抑制有害菌群和發炎反應，以實作生長促進作用。雖然這兩種促進生長的藥物産生相同的結果，但低劑量抗生素可導緻腸道中抗生素耐藥基因的顯着增加，但在後備中卻不會。是以，開發"有益菌群調控、抗炎、促進生長"的飼料替代品抗産品是未來的研究目标。總的來看，本研究作為腸道大基因組學研究的重要補充，為更好地了解家禽腸道微生物的功能提供了重要的資料支援，為飼喂抗生素替代物關鍵技術和應用的開發提供了理論指導，結果也将加快飼喂替代抗藥産品的開發和基礎研究程序。該團隊在獸醫領域的前瞻性創新非常有價值。恭喜曾建國教授的團隊！
<h2 頭條原産地"h3">秦南研究員評論</h2>
秦楠：上海瑞意生物科技有限公司創始人，同濟大學附屬第十人民醫院研究員，中國預防醫學會微生态信用協會常委，青年委員會副主任委員，消化營養事業部副組長，被科技部、蓋茨基金會評選為"偉大挑戰青年科學家"。中國科學院微生物研究所碩士生導師，上海理工大學企業導師，美國弗吉尼亞理工大學微生物學博士。2008年至2011年，任華大基因（華大基因）微生物基因組學系主任，2011年至2016年擔任浙江大學醫學院傳染病診療協同創新中心特聘研究員、博士生導師。目前的研究領域包括傳染病、代謝性疾病、自身免疫性疾病、惡性良性腫瘤免疫療法和腸道菌群之間的關系，這些研究的長期目标是開發診斷、預防和幹預與人類健康相關的腸道微生物組的新技術。自2009年以來，已有30多篇論文發表在《自然》、《科學》、《PLOS Biology》等國際頂級學術期刊上。
在動物養殖領域，将抗生素作為動物生長添加劑（抗生素生長促進劑，AGPs）的分療法劑量給水産養殖業帶來了巨大的好處，但細菌耐藥性問題越來越突出，對全人類的健康和公共安全構成威脅，引起越來越多的關注。自2006年以來，歐盟禁止在動物身上使用抗生素，随後是中國的2020年遏制耐藥性計劃和全面禁止使用抗生素。目前，控制、減少和消除長期低劑量抗菌生長促進藥物的養殖用途是水産養殖業未來的發展趨勢。天然生長促進劑（NGP），如益生菌，益生菌和植物生物制劑，已被開發為牲畜抗生素的替代品。AGPs和NGPs促進動物生長都與菌群有關，但具體作用機制尚不清楚，本研究采用宏基因組測序技術研究了AGPs和NGPs對雞腸道微生物組成和功能的影響，有助于更好地了解其促進生長的作用機制。
基于7個不同養殖場和不同生長期雞的宏觀基因組資料，首次建構了雞腸道微生物基因集，為未來大基因組研究提供了寶貴的大資料資源。在人類和動物中，對前腸的研究很少，本研究比較了前腸和下腸微生物組成的差異，并分析了前腸和後腸微生物的互相作用模式，結果表明，下腸的微生物組比前腸更多樣化和複雜。對不同年齡的腸道微生物的分析發現，不同腸段的腸道菌群随時間而變化，其代謝能力在15~28天内達到最高水準。本研究重點比較了苯黴素和波索黴素（血根堿）對雞腸道菌群的調控和抗炎生長作用，闡述了兩者促進生長機制的差異。研究發現，金黴素能顯著增加具有合成多抗生素功能的鍊黴素微生物的相對豐度，對應于該組中四環素、大環素、II型多酮和克拉韋酸（青黴素抗生素的增效劑）的合成途徑，以及抗生素抗性基因的增加。這些發現意味着低劑量抗生素可以在前腸中引起更多類型的抗生素，這進一步提醒人們開發飼料替代耐藥性産品的重要性，這些發現為解釋低劑量抗生素的有效機制提供了新的視角。
相信這項研究為曾建國教授倡導的"全腸抗炎、促進生長"的喂養技術和産品開發提供了基礎支撐。腸道菌群和菌群功能的特征研究可用作評估喂養替代物抗性安全性的手段。
<h2頭條起源"h2">曾建國教授介紹</h2>
教授/博導，湖南農業大學教授，動物醫學院獸醫學學位負責人。國家獸藥資源與獸醫建立聯合工程技術研究中心主任，中獸醫湖南省重點實驗室主任。國家農業科研優秀人才和創新團隊負責人，國家中藥材行業技術體系後期科學家。彼亦為中國獸藥典委員會委員、全國飼料評審委員會委員、中國畜牧獸醫學會動物藥品信用委員會副主任委員、中國獸藥學會"優秀"和"中獸醫促進委員會"委員。作為我國植物提取物産業的推動者，提出"兩标三法則"的标準化生産體系，促進農業投入物領域中藥資源的産品開發和綜合利用開發。"博瑞提取物"被開發為國内首創的二級獸藥飼料添加劑，并在歐美等70多個國家和地區實作銷售;建構了回生植物的詳細基因組圖譜和雞腸道微生物的參考基因集。先後主持或參與國家級、省級科研項目近20項，是"十三五"中藥現代化與綠色農業技術"國家重點研發計劃的首席專家。在MP、NP等國内外期刊發表學術論文100餘篇，獲省科技進步一等獎2項，中國專利獎1項，發明專利30餘項。
文章的首頁 https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-018-0590-5
引文：黃，P.，張，Y.，肖，K.，蔣，F.，王，H.，唐，D.，劉，劉，劉，B.，劉，Y.，何，X.，劉，H.，劉，X.，清，Z.，劉，C.黃，J.，任，Y.雲，L.，尹，L.，J.，林，L.，胡，N.，曹，H.，黃，S.，郭，Y.，範，W.和曾，J.（2018）。雞腸道宏基因組和植物來源的苄基異喹啉生物堿的調節作用.微生物組6，211。
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