中國農大新聞網訊 近日，環境科學研究權威期刊《總體環境科學》（Science of The Total Environment）在線發表了我校動科學院曹志軍教授團隊的研究論文《幼齡反芻動物早期日糧影響腸道抗性基因組成和微生物的動態變化》（Initial Diet Shapes Resistance-Gene Composition and Fecal Microbiome Dynamics in Young Ruminants During Nursing）。
初乳作為犢牛的早期日糧，對犢牛的生長、腸道健康和免疫系統成熟至關重要。曹志軍教授團隊自2010年起開展初乳系統研究與技術示范，首創中國初乳標準化操作程序-初乳“124”原則，入選農業農村部主推技術，在超過100萬頭后備奶牛上推廣使用，提升行業整體初乳質量管理水平，顯著提高了我國新生犢牛成活率，降低發病率。然而，初乳飼喂也可能成為抗性基因傳播的潛在途徑，有關初乳處理方式對初乳質量、犢牛表型以及腸道抗性基因和微生物影響的綜合效應還有待進一步研究。
該研究發現，初乳巴氏殺菌處理可明顯降低初乳中的總細菌數，但對初乳中的免疫球蛋白含量無顯著影響。此外，對犢牛的生長和健康表型分析發現，犢牛采食巴氏殺菌后的初乳，有利于防止有害菌的大量定殖，改善后腸道健康，使得犢牛斷奶后的腹瀉頻率顯著下降4.7%。而且，巴氏殺菌初乳能提高犢牛血清中超氧化物歧化酶的含量，降低血清淀粉樣蛋白A的含量，提高血清中免疫球蛋白含量，說明初乳巴氏殺菌不僅能改善犢牛氧化能力，還能降低炎癥反應，增加免疫球蛋白的表觀吸收率。從抗性基因與微生物角度分析發現，初乳巴氏殺菌處理顯著降低了抗性基因的α多樣性，同時還降低了腸桿菌科細菌的豐度，從而降低了它們對抗性基因的貢獻度。另外，從整體微生物群落來看，初乳巴氏殺菌顯著降低了犢牛微生物群落攜帶的氨基糖苷類、β-內酰胺類和四環素類耐藥基因的比例。從微生物定植角度分析發現，與對照組相比，飼喂巴氏殺菌的初乳可顯著減少28日齡和70日齡犢牛腸道微生物之間的相互作用，降低抗性基因的橫向傳遞。該研究還發現，鏈球菌作為攜帶大量耐藥基因的菌在犢牛3日齡時可能通過環境或者初乳進入犢牛體內，并隨著糞便排除。而飼喂巴氏殺菌的初乳，降低了鏈球菌在后續犢牛腸道中的定植。
綜上所述，研究團隊基于宏基因組技術和16S rRNA基因擴增子測序分析發現，初乳巴氏滅菌可以影響犢牛腸道抗性基因組、微生物組成和其動態變化。揭示了巴氏殺菌可以更好的降低犢牛腸道中耐藥基因的豐度，并減少微生物之間的互作，降低傳播風險。研究結果強調了早期日糧、犢牛抗性基因傳播和微生物動態變化之間復雜的相互作用，對于生產實踐具有重要指導意義。
中國農業大學為該論文的第一完成單位，動科學院博士生陳天宇、博士后劉帥為論文的共同第一作者，曹志軍教授為論文的通訊作者。奶牛營養創新團隊負責人李勝利教授對本研究給予了大力支持，該研究獲得了國家自然科學基金面上項目（32272902）、“十四五”國家重點研發計劃課題（2023YFD1300904）和中國博士后科學基金（2023M733801）項目的資助。
曹志軍教授課題組長期從事奶牛營養與牛奶質量研究。2015年首次提出奶牛母子一體化養殖理念與關鍵技術，牽頭成立國際后備牛培育協作創新平臺（International Calf and Heifer Organization），主辦三屆國際后備牛大會（2018，2020，2022）。第一或通訊作者在農業、奶業與動物科學領域頂級期刊《奶業科學雜志》（Journal Dairy Science）發表文章14篇，多篇論文發表于《細胞代謝》（Cell metabolism）、《微生物組》（Microbiome）、《前沿研究》（Journal of Advanced Research）等國際知名期刊，1篇入選ESI高被引論文，主持制定國家標準《后備奶牛飼養技術規范（GB/T37116-2018）》，成果入選農業農村部主推技術3項，獲教育部科技進步一等獎（2019，排名1）、神農中華農業科技獎優秀創新團隊（2023，排名1）、國家科技進步二等獎（2014，排名5）等，在國內外具有一定影響力。
日期：2024-05-21
初乳作為犢牛的早期日糧，對犢牛的生長、腸道健康和免疫系統成熟至關重要。曹志軍教授團隊自2010年起開展初乳系統研究與技術示范，首創中國初乳標準化操作程序-初乳“124”原則，入選農業農村部主推技術，在超過100萬頭后備奶牛上推廣使用，提升行業整體初乳質量管理水平，顯著提高了我國新生犢牛成活率，降低發病率。然而，初乳飼喂也可能成為抗性基因傳播的潛在途徑，有關初乳處理方式對初乳質量、犢牛表型以及腸道抗性基因和微生物影響的綜合效應還有待進一步研究。
該研究發現，初乳巴氏殺菌處理可明顯降低初乳中的總細菌數，但對初乳中的免疫球蛋白含量無顯著影響。此外，對犢牛的生長和健康表型分析發現，犢牛采食巴氏殺菌后的初乳，有利于防止有害菌的大量定殖，改善后腸道健康，使得犢牛斷奶后的腹瀉頻率顯著下降4.7%。而且，巴氏殺菌初乳能提高犢牛血清中超氧化物歧化酶的含量，降低血清淀粉樣蛋白A的含量，提高血清中免疫球蛋白含量，說明初乳巴氏殺菌不僅能改善犢牛氧化能力，還能降低炎癥反應，增加免疫球蛋白的表觀吸收率。從抗性基因與微生物角度分析發現，初乳巴氏殺菌處理顯著降低了抗性基因的α多樣性，同時還降低了腸桿菌科細菌的豐度，從而降低了它們對抗性基因的貢獻度。另外，從整體微生物群落來看，初乳巴氏殺菌顯著降低了犢牛微生物群落攜帶的氨基糖苷類、β-內酰胺類和四環素類耐藥基因的比例。從微生物定植角度分析發現，與對照組相比，飼喂巴氏殺菌的初乳可顯著減少28日齡和70日齡犢牛腸道微生物之間的相互作用，降低抗性基因的橫向傳遞。該研究還發現，鏈球菌作為攜帶大量耐藥基因的菌在犢牛3日齡時可能通過環境或者初乳進入犢牛體內，并隨著糞便排除。而飼喂巴氏殺菌的初乳，降低了鏈球菌在后續犢牛腸道中的定植。
綜上所述，研究團隊基于宏基因組技術和16S rRNA基因擴增子測序分析發現，初乳巴氏滅菌可以影響犢牛腸道抗性基因組、微生物組成和其動態變化。揭示了巴氏殺菌可以更好的降低犢牛腸道中耐藥基因的豐度，并減少微生物之間的互作，降低傳播風險。研究結果強調了早期日糧、犢牛抗性基因傳播和微生物動態變化之間復雜的相互作用，對于生產實踐具有重要指導意義。
中國農業大學為該論文的第一完成單位，動科學院博士生陳天宇、博士后劉帥為論文的共同第一作者，曹志軍教授為論文的通訊作者。奶牛營養創新團隊負責人李勝利教授對本研究給予了大力支持，該研究獲得了國家自然科學基金面上項目（32272902）、“十四五”國家重點研發計劃課題（2023YFD1300904）和中國博士后科學基金（2023M733801）項目的資助。
曹志軍教授課題組長期從事奶牛營養與牛奶質量研究。2015年首次提出奶牛母子一體化養殖理念與關鍵技術，牽頭成立國際后備牛培育協作創新平臺（International Calf and Heifer Organization），主辦三屆國際后備牛大會（2018，2020，2022）。第一或通訊作者在農業、奶業與動物科學領域頂級期刊《奶業科學雜志》（Journal Dairy Science）發表文章14篇，多篇論文發表于《細胞代謝》（Cell metabolism）、《微生物組》（Microbiome）、《前沿研究》（Journal of Advanced Research）等國際知名期刊，1篇入選ESI高被引論文，主持制定國家標準《后備奶牛飼養技術規范（GB/T37116-2018）》，成果入選農業農村部主推技術3項，獲教育部科技進步一等獎（2019，排名1）、神農中華農業科技獎優秀創新團隊（2023，排名1）、國家科技進步二等獎（2014，排名5）等，在國內外具有一定影響力。
日期：2024-05-21
