《Frontiers in Microbiology》：Comparative analysis of cecal microbiota and metabolites in relation to growth performance of Tibetan and Hu sheep
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本研究通过16S rRNA测序和非靶向代谢组学（LC-MS）技术，比较藏绵羊与湖羊盲肠微生物群落结构、代谢物谱及挥发性脂肪酸（VFA）的差异，揭示二者生长性能差异的微生物学机制。研究发现湖羊体重、平均日增重（ADG）及体型指标显著优于藏绵羊，且其盲肠中乙酸、丙酸、丁酸浓度更高（p< 0.05）。微生物多样性分析表明，厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidota）为优势菌门；属水平上，Christensenellaceae_R-7_group等5个关键菌属与4-O-（吲哚-3-乙酰）-D-吡喃葡萄糖苷等5个代谢物与生长性状显著正相关。多组学联合分析提示，盲肠微生物通过调节核苷酸、色氨酸和花生四烯酸代谢通路，协同调控宿主能量代谢与免疫稳态，为通过微生物干预提升绵羊生产性能提供理论依据。
引言
中国拥有全球约25%的绵羊品种资源，其中藏绵羊和湖羊因各自突出的适应性或生产性能备受关注。藏绵羊长期适应高海拔缺氧环境，具备强抗逆性和独特肉品质；湖羊则以生长快、繁殖力高著称，是集约化生产的主力品种。近年来，为兼顾适应性与生产力，藏藏羊与湖羊的杂交日益普及。然而，二者生长差异背后的肠道微生物机制尚不明确。肠道微生物及其代谢产物在营养代谢、免疫调节和生长发育中发挥核心作用，但现有研究多集中于瘤胃，对后肠发酵主要场所——盲肠的关注较少。盲肠通过微生物发酵产生挥发性脂肪酸（VFA），参与能量供应和免疫调节，其菌群紊乱与肠道屏障功能受损、炎症反应乃至生产性能下降密切相关。因此，解析藏绵羊与湖羊盲肠微生物组与代谢组的差异，对揭示其生长性状形成的微生物学基础具有重要意义。
材料与方法
研究选取3月龄健康雄性藏绵羊和湖羊羔羊各50只，初始体重相近（19.55 ± 1.51 kg），在相同条件下饲养3个月后，每组随机选取12只屠宰并采集盲肠内容物。采用气相色谱测定VFA浓度，通过16S rRNA基因V3–V4区测序分析微生物组成，并利用液相色谱-质谱联用（LC-MS）进行非靶向代谢组学检测。数据统计分析使用SPSS 27.0，微生物功能预测采用PICRUSt2，多组学整合分析通过O2PLS模型实现。
结果
生长性能比较
湖羊在体重、平均日增重（ADG）、体高、体长和胸围等指标上均极显著高于藏绵羊（p< 0.001），仅管围无显著差异。
盲肠挥发性脂肪酸分析
湖羊盲肠中乙酸、丙酸和丁酸浓度显著高于藏绵羊（p< 0.05），总VFA含量也显著更高。相关性分析显示，总VFA与体重、日增重和体高呈显著正相关（p< 0.05）。
微生物多样性与组成
稀释曲线表明测序深度足够覆盖多数微生物多样性。藏绵羊的Chao1指数和Shannon指数均显著高于湖羊，表明其盲肠微生物物种丰富度和多样性更高。主坐标分析（PCoA）显示两组样本沿PC1（24.38%）和PC2（14.21%）明显分离，群落结构差异显著。在门水平，厚壁菌门（藏绵羊68.98% vs 湖羊49.78%）和拟杆菌门（藏绵羊24.03% vs 湖羊37.21%）为优势菌门。属水平上，藏绵羊中norank_f__Lachnospiraceae、UCG-005等相对丰度较高，而湖羊中Rikenellaceae_RC9_gut_group和Bacteroides占优。LEfSe分析进一步识别出53个差异菌属，其中湖羊富集Treponema和norank_f__Muribaculaceae，藏绵羊富集Christensenellaceae_R-7_group和UCG-005。
代谢组学与通路富集
主成分分析（PCA）显示两组代谢物谱明显分离。共鉴定出986个差异代谢物（VIP > 1，p< 0.05），以脂质和有机酸类为主。KEGG富集分析显示这些代谢物显著富集于核苷酸代谢、色氨酸代谢和花生四烯酸代谢等通路。
微生物-代谢物-生长性状关联分析
O2PLS模型揭示25个关键代谢物与微生物属的协同关系。从中筛选出5个关键菌属（如norank_f__Christensenellaceae、Negativibacillus）和5个关键代谢物（如4-O-（吲哚-3-乙酰）-D-吡喃葡萄糖苷、5α- Cyprinol）。相关性网络表明，Christensenellaceae_R-7_group与乙酸、丙酸及日增重显著正相关；4-O-（吲哚-3-乙酰）-D-吡喃葡萄糖苷与日增重、体长和胸围相关性最强（r> 0.7）。代谢物来源分析显示部分成分为微生物衍生或宿主-微生物共代谢产物。
讨论
本研究发现湖羊生长优势与其盲肠发酵能力增强（更高VFA产量）密切相关。厚壁菌门/拟杆菌门比值变化可能反映纤维素降解能力的差异，进而影响能量获取效率。Christensenellaceae_R-7_group等菌属通过促进纤维素降解和VFA生成，间接支持宿主生长；而Negativibacillus和Clostridia_UCG-014可能通过调控氨基酸代谢或生态网络协作提升营养利用效率。代谢层面，色氨酸衍生物（如4-O-（吲哚-3-乙酰）-D-吡喃葡萄糖苷）作为芳香烃受体（AhR）配体，可能通过维护肠道免疫稳态促进生长；5α-Cyprinol作为胆汁酸参与脂质消化吸收，与VFA代谢存在能量分配权衡。这些微生物与代谢物的协同作用，共同构成调控绵羊生长性能的“微生物-代谢物网络”。
结论
研究证实藏绵羊与湖羊的盲肠微生物群落结构、代谢物谱及VFA产量存在显著差异，且这些差异与生长性状密切相关。Christensenellaceae_R-7_group等关键菌属及色氨酸代谢产物可能通过调节能量代谢通路和免疫稳态，协同促进宿主生长。该研究为通过靶向调控肠道微生物组提升绵羊生产性能提供了新的理论依据和实践方向。
