“研究探讨了不同饲养策略对甘巴羊生长性能及肠道微生物群落的影响。通过宏基因组和qPCR分析，发现不同饲养策略显著改变了微生物群落的多样性和组成。同时评估了与植物多糖降解相关的酶基因”

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研究背景

高海拔地区环境极端，岗巴羊作为高原本土品种，不仅能长期适应恶劣环境，还因其独特风味和高营养价值而著名。然而，传统放牧方式限制了羊群数量和生产力，研究表明，半放牧和圈养等新型饲养策略可改善高原家畜的生长性能。同时，高原环境会塑造独特的肠道微生物群落，但岗巴羊的肠道微生物多样性和功能特征尚未充分研究。现有研究主要关注瘤胃微生物及纤维素降解功能，而缺乏对肠道整体微生物基因组与功能的系统解析。该研究通过评估微生物与代谢物的综合关系，探讨微生物分解植物纤维的潜在功能，为高原反刍动物的消化机制研究提供重要数据支持。

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研究结果

1. 数据获取和MAG分析

该研究在西藏自治区岗巴县（海拔4700米）的一处村庄农场开展，选用18只1岁龄、体重相近的岗巴公羊，随机分为三组：自然放牧（NG）、半放牧（SG）和圈养（BF），实验为期80天。NG组羊完全放牧，无补饲；SG组羊白天放牧，夜间圈养并补充颗粒饲料；BF组羊完全圈养，提供颗粒饲料。实验期间记录体重变化，实验结束后采集并保存了羊瘤胃、十二指肠、空肠和回肠内容物样本，用于微生物组分析。

通过Illumina NovaSeq 6000平台对瘤胃和回肠样本进行宏基因组测序，利用SPAdes组装出总计1146个MAGs（包含1107个细菌MAGs和39个古菌MAGs），其中519个MAGs质量较高（完整性>80%，污染率<10%）。将上述MAGs与以往研究的MAGs合并注释，并基于dbCAN和CAZy数据库进行功能注释，聚焦于纤维素酶、半纤维素酶及果胶酶的功能类别。该研究为解析岗巴羊肠道微生物在高海拔环境中的功能特性提供了重要数据支撑，为优化高原反刍动物饲养策略及纤维降解研究奠定基础。

2. 饲养策略对结果的影响

改研究探讨了不同饲养策略对岗巴羊生长、屠宰表现及其胃肠道微生物群落的影响。结果表明，半放牧（SG）和圈养（BF）组的羊表现显著优于自然放牧（NG）组，说明适时补充饲料或圈养比传统自然放牧更有利于应对高原环境。通过PERMANOVA分析，发现FD策略对细菌和真菌群落的影响大于胃肠道位置。不同FD策略下的微生物群落多样性差异显著，NG组的细菌群落以Firmicutes和Bacteroidota为主，而SG和BF组中Actinobacteriota的丰度较高。真菌群落方面，NG组以Ascomycota和Basidiomycota为主，SG和BF组则主要由Ascomycota构成。尽管三组间有共享的核心微生物，但FD策略显著改变了微生物群落的组成，可能影响羊群在高原环境中的生长和健康表现。

图2:岗巴羊胃肠道沿线微生物群落的动态变化及饲喂策略的影响

3. 微生物群落内跨界相互作用的模式该研究探讨了不同饲养策略对微生物群落交互作用的潜在机制，采用Spearman相关性分析构建共现网络。结果显示，在不同胃肠道位置和FD策略下，微生物群落的连接性和复杂性存在显著变化。NG组的共现网络更复杂，节点和边的数量远高于SG和BF组，且99%的正相关性表明胃肠道内的微生物可能形成共生体。尽管SG和BF组的微生物群落多样性较低，但通过补充饲料，群落的功能和多样性得以维持。这表明饲料成分对微生物交互作用的影响需要进一步研究，尤其是对宿主的影响。

图3:不同群落中微生物类群的共现网络

4. 胃肠道微生物组的功能概况

为探讨微生物群落的潜在功能，研究对72个胃肠内容物样本进行了代谢组学分析，共注释了927种代谢物，映射至231个KEGG通路，涵盖氨基酸代谢、脂质代谢、辅因子与维生素代谢、碳水化合物代谢和消化系统等领域。不同饲养策略下胃肠道各部位的代谢谱存在差异，主要富集色氨酸代谢、脂肪酸代谢、维生素代谢及蛋白质和脂肪消化吸收等相关通路，显示微生物群落对宿主代谢功能的影响。

图4：胃肠道微生物组的功能概况

 5.植物细胞壁分解关键酶的表达

在对甘巴羊肠道微生物群进行研究时，发现GH5、GH10、GH43、GH48、GH51、PL1、CE2和CE15等酶基因的高拷贝数，表明这些酶在降解植物多糖（如纤维素、半纤维素和果胶）中起重要作用。qPCR分析显示，GH5、GH10、GH43和GH51等基因在Prevotella、Ruminococcus等属中表达较高。大约40%的MAGs表现出纤维素酶、半纤维素酶或果胶酯酶活性，主要分布在Bacteroidaceae和Lachnospiraceae等细菌门中。高表达水平的酶主要存在于Bacteroidaceae和Ruminococcaceae属中，提示这些微生物可能在植物生物质降解中扮演重要角色。

图5：转录水平上预测的碳水化合物活性酶的概况

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