2月17日，由中國科學院院士黃路生領銜的江西農(nóng)業(yè)大學科研團隊在國際頂級學術期刊《Nature Communications 》發(fā)表重大科研成果，提供了目前為止國際上規(guī)模最為宏大的豬腸道微生物基因集和基于宏基因組組裝的基因組。該成果的面世，為豬腸道微生物組相關研究提供了重要的擴展資源。
家豬是人類食用的主要肉類，同時還是生物醫(yī)學研究的動物模型。豬的胃腸道中有數(shù)萬億細菌，它們在宿主的新陳代謝、免疫甚至行為中起著至關重要的作用。在腸道菌群與豬重要經(jīng)濟性狀的因果關系研究中，其參考基因以及高質(zhì)量的微生物基因組，是了解特定微生物的功能作用及其量化必不可少的資源，但在目前的數(shù)據(jù)庫中，只有部分微生物的基因組及相關功能基因的注釋信息，約40–50%的腸道微生物缺乏參考基因組。
據(jù)了解，與易受偏倚，敏感性低以及腸道微生物組缺乏功能性信息的16S rRNA基因測序相比，宏基因組測序可用于推斷微生物群落的生物學功能，并已逐漸用于基于宏基因組關聯(lián)分析挖掘腸道微生物組與宿主表型之間關聯(lián)的相關研究中。但使用目前常用的組裝方法進行宏基因組測序數(shù)據(jù)分析時，可能會產(chǎn)生錯配和嵌合重疊群，并將明顯的偏倚引入結果。因此，迫切需要完整的微生物基因目錄和參考基因組序列信息來研究腸道微生物組。
黃路生院士團隊采集了不同年齡、性別、品種、地理區(qū)域、不同腸道部位和不同野豬來源的500個樣本，進行深度宏基因組測序，并整合了現(xiàn)有的豬腸道菌群基因組，構建整合了豬腸道微生物基因目錄(PIGC)，其中包含來自787個腸道元基因組的17,237,052個完整基因，它們以90%的蛋白質(zhì)同一性聚類，其中28%是未知蛋白質(zhì)。與此同時，通過采用分箱分析模式，構建了6339個基于宏基因組組裝的微生物基因組(MAG)，它們被聚集成2673個物種級別的基因組倉，其中超過86%為當前數(shù)據(jù)庫中沒有可用的基因組序列。
在這項研究中，黃路生院士及江西農(nóng)業(yè)大學首席教授陳從英帶領團隊使用構建的PIGC和MAG，比較了野豬和高度商業(yè)化杜洛克豬腸道微生物組之間的差異，發(fā)現(xiàn)兩者之間腸道菌群組成差異顯著，為從腸道菌群角度分析野豬抗逆性和商業(yè)豬種高生長速度、高飼料利用提供初步參考數(shù)據(jù)，尤其是野豬腸道菌群樣品以及空腸、回腸和盲腸內(nèi)容物樣品的使用，極大地增強了PIGC和MAG的廣泛代表性。(通信員 高蕓 記者 寇勇)
關鍵詞： 豬腸道微生物基因集
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